Tagungsband - Stadtentwässerung Kaiserslautern
Tagungsband - Stadtentwässerung Kaiserslautern
Tagungsband - Stadtentwässerung Kaiserslautern
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<strong>Tagungsband</strong><br />
Zukunftsweisende Abwasserentsorgung<br />
• GRundStückSentwäSSeRunG<br />
• kLeinkLäRanLaGen<br />
• kLäRScHLammentSoRGunG<br />
am 7. und 8. September 2006<br />
im Rathaus kaiserslautern, Großer Ratssaal<br />
110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Landesverband Hessen/Rheinland-Pfalz/Saarland
Impressum<br />
tagungsband<br />
Herausgeber:<br />
dwa-Landesverband Hessen/Rheinland-Pfalz/Saarland<br />
Frauenlobplatz 2; 55118 mainz<br />
Satz und Layout:<br />
tatjana Schollmayer; mainz-kostheim
Grußwort<br />
der hohe Stand der abwasserentsorgung in der antike<br />
und deren notwendigkeit war über die Jahrhunderte in<br />
Vergessenheit geraten. erst die großen cholera- und typhusepidemien<br />
im 19. Jh. führten zu einem umdenken:<br />
intensiv begann man mit dem Bau von wasserver- und<br />
abwasserentsorgungssystemen.<br />
als eine der ersten Städte in Rheinland-Pfalz sicherte<br />
kaiserslautern die Stadtentwicklung seit 1885 durch den<br />
Bau ihres kanalnetzes und bereits ab 1896 durch die<br />
inbetriebnahme einer ersten kläranlage. am heutigen<br />
Standort wurde die kläranlage seit 1949 aufgebaut und<br />
immer wieder erweitert und modernisiert. in diesem Jahr<br />
wurden nach über 10-jähriger Bauzeit die arbeiten zum<br />
neubau einer dritten Reinigungsstufe, dem umbau der<br />
mechanischen Reinigung und der errichtung einer neuen<br />
Schlammentwässerung auf dem Gelände der Zentralkläranlage<br />
abgeschlossen.<br />
wer sich die „umweltfabrik“ an der Lauter näher ansieht,<br />
wird sehr großen technologischen aufwand feststellen.<br />
dies ist alles andere als Luxus, dennoch muss<br />
er natürlich bezahlt werden. Bei den Größenordnungen,<br />
die hier im Spiel sind – seit 1991 investierte die <strong>Stadtentwässerung</strong><br />
ca. 80 mio. an dem Standort – bedurfte<br />
es einer vorausschauenden Gebührenpolitik, um den<br />
Bürger nicht überzustrapazieren.<br />
die <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern hat auch in diesem<br />
Bereich hervorragende arbeit geleistet und kann<br />
die Gebühren seit 1996 auf niedrigem niveau stabil<br />
halten. Günstige Gebühren in Verbindung mit einer her-<br />
vorragenden Reinigungsleistung waren auch für viele<br />
nachbargemeinden Grund genug, ihre eigenen anlagen<br />
zu schließen und langfristig die <strong>Stadtentwässerung</strong> mit<br />
der abwasserreinigung zu beauftragen. die Gesamtmodernisierung<br />
der kläranlage kaiserslautern wird am<br />
8.9.2006 mit einem Festakt offiziell abgeschlossen. dass<br />
Herausforderungen in hohem maße auch künftig an die<br />
abwasserbetriebe gestellt werden, möchte die <strong>Stadtentwässerung</strong><br />
kaiserslautern im Rahmen dieser Fachtagung<br />
mit unterstützung des dwa-Landesverband aufzeigen.<br />
Zielsetzung eines modernen umweltbetriebes muss<br />
es sein, sich nicht nur auf eine High-tec-Lösung zur abwasserreinigung<br />
zu konzentrieren, sondern den naturhaushalt<br />
durch die wassernutzung insgesamt möglichst<br />
gering zu belasten. neben dem Schutz des wasserkreislaufes<br />
muss hierbei auch auf eine Boden- und Luftreinhaltung<br />
geachtet werden.<br />
dieser tagungsband unter dem titel „zukunftsweisende<br />
abwasserentsorgung“ bietet ein breites Spektrum<br />
zu diesen spezifischen themen, die aktuell und in naher<br />
Zukunft landesweit von großer Bedeutung sind.<br />
die Schwerpunktthemen lassen erkennen, dass hier<br />
ein breites Publikum vom Bauherren bis zum Fachplaner<br />
sowie die kommunalverwaltung angesprochen wird.<br />
neben der Vorstellung der aktuellen Verfahrenstechnik<br />
und zukünftiger konzepte steht die umsetzung in die<br />
Praxis im Vordergrund.<br />
Hierzu wünschen wir gutes Gelingen.<br />
Rainer Grüner werkdirektor dr. arne oeckinghaus Bürgermeister der Stadt
Inhaltsverzeichnis<br />
Block I: Grundstücksentwässerung<br />
Grundstücksentwässerung und dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Prof. dr.-ing. theo G. Schmitt, technische universität kaiserslautern 7<br />
Die regelmäßige Dichtheitsprfung privater Kanäle –<br />
Standpunkte von Gebäudeversicherern, gesetzliche Regelungen, Normen –<br />
dipl.-ing. dipl.-wirtsch.-ing. karl-Heinz Seidel, unita unternehmensberatung essen 9<br />
Erfahrungen und Stand des DWA-Leitfadens<br />
„Inspektion, Bewertung und Sanierung von Grundstücksentwässerungsanlagen“<br />
dipl.-ing. Bernd Gruner, kanal-Sanierungsberater, cottbus 11<br />
Methoden zur Dichtheitsprüfung „Erstprüfung vorhandener Grundleitungen nach DIN 1986- 0“<br />
wolfgang Bollig, Fa. dörr GmbH, Saarbrücken 12<br />
Undichte Grundleitung – was nun? „Grundleitungssanierung am Beispiel eines Pilotprojektes“<br />
ö.b.v. Sachverständiger Stefan Fath, waldfischbach-Burgalben 14<br />
Die Instandhaltung und Überwachung von privaten Zuleitungskanälen und Kleinkläranlagen aus Sicht<br />
der Wasserwirtschaftsverwaltung Rheinland-Pfalz<br />
oBauR dipl.-ing. thomas Jung, ministerium für umwelt, Forsten und Verbraucherschutz Rheinland-Pfalz 16<br />
Block II: Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Abgrenzung von naturnahen und technischen Reinigungsverfahren für den Einsatz im ländlichen Raum<br />
Prof. dr.-ing. ulf theilen, Fachhochschule Gießen-Friedberg 19<br />
Nutzwasser statt Schmutzwasser – Hochleistungsmembranbioreaktoren zur Aufbereitung von häuslichem<br />
Schmutzwasser mit dem Ziel der Mehrfachnutzung<br />
dipl.-ing. Gert köhler, Sat Systeminstitut aqua-terra e.V., Berlin 24<br />
Umrüstung von mechanischen Kleinkläranlagen zur biologischen Reinigung<br />
Stefan dülk, dülk umwelttechnik, Schmalenberg 28<br />
Notwendigkeit und Konzepte für eine nachhaltige Abwasserentsorgung<br />
dr.-ing. Joachim Hansen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft, technische universität kaiserslautern 32<br />
Block IIIa: Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
Mit regionalem Stoffstrommanagement zu neuen, integrierten Lösungsansätzen<br />
bei der Klärschlammnutzung<br />
Prof. dr. Peter Heck, Fachhochschule trier, umwelt-campus Birkenfeld 37
Verwertung von Klärschlamm vor dem Hintergrund der aktuellen gesetzlichen Regelungen<br />
dr. claus Bergs, Bundesministerium für umwelt, naturschutz und Reaktorsicherheit 39<br />
Energetische Verwertung von Klärschlamm<br />
dipl.-ing. Richard Zizmann, Fa. Passavant-Geiger GmbH 42<br />
Ökologisch wertvolle und regional sinnvolle Verwertung getrockneter kommunaler Klärschlämme;<br />
Beispiel Zementwerk Göllheim<br />
thomas Sievert, dyckerhoff aG 45<br />
Block IIIb: Exkursionen<br />
Umsetzung von Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung auf Konversionsflächen;<br />
PRE-Park <strong>Kaiserslautern</strong><br />
dipl.-ing. Jörg Zimmermann, <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern 49<br />
Besichtigung Hausanschlussfilmung, Dichtheitsprüfung, Hausanschlusssanierung<br />
dipl.-ing. (FH) axel Zäuner, <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern 52<br />
Verzeichnis der Referenten<br />
Verzeichnis der Aussteller 7<br />
Verzeichnis der Tagungsteilnehmer 9<br />
6
Grundstücksentwässerung<br />
Grundstücksentwässerung und dezentrale Reingungskonzepte<br />
Prof. dr.-ing. theo G. Schmitt, kaiserslautern<br />
Schon die titel der ersten beiden tagungsblöcke weisen<br />
auf eine neue akzentuierung und Schwerpunktbildung<br />
und letztlich auf eine sich vollziehende neuorientierung<br />
in der abwasserentsorgung hin. in den zurückliegenden<br />
Jahrzehnten standen die zentralen einrichtungen der abwassersammlung<br />
und der abwasserbehandlung, also<br />
das kanalnetz mit seinen Sonderbauwerken und die<br />
kläranlage, im Fokus von Fachveranstaltungen, Forschungsarbeiten<br />
und finanziellen aufwendungen. diese<br />
konzentration galt dem baulichen Zustand der öffentlichen<br />
kanäle und ihrem hydraulischen Leistungsvermögen,<br />
der resultierenden Gewässerbelastung insbesondere<br />
durch mischwasserüberläufe und dem ausbau der<br />
kommunalen kläranlagen zur umsetzung der nährstoffelimination.<br />
ein anstoß für eine Verlagerung dieser thematischen<br />
Schwerpunkte bildete sicher die seit den 90er Jahren sich<br />
vollziehende neuorientierung im umgang mit Regenwasser.<br />
Hier erlangen mit dem konzept der Regenwasserbewirtschaftung<br />
anstelle ausschließlicher ableitung<br />
gerade dezentrale maßnahmen besondere Bedeutung.<br />
die möglichst ortsnahe umsetzung von maßnahmen zur<br />
Verwertung und Versickerung von Regenwasser, zum<br />
Rückhalt mit verzögerter, vorzugsweise offener ableitung<br />
über möglichst kurze Fließwege soll den erhalt<br />
oder die wiederherstellung eines wasserhaushalts wie<br />
im unbebauten Zustand unterstützen. damit werden die<br />
Strukturen und Systeme der Siedlungsentwässerung sicher<br />
nicht einfacher und möglicherweise auch nicht kostengünstiger.<br />
aber sie verlagern sichtbar ein Stück weit<br />
die Verantwortung für die entsorgungssicherheit auf die<br />
einzelnen Grundstückseigentümer und anschlussnehmer.<br />
die Besorgnis um die überbeanspruchung des lokalen<br />
– in Ballungsräumen auch des regionalen – wasserhaushalts<br />
durch die wasserversorgung und abwasserentsorgung<br />
von Siedlungen hat auch die entwicklung dezentraler<br />
(„alternativer“) Sanitärkonzepte angestoßen oder<br />
gefördert. man könnte auch sagen: die Rückbesinnung<br />
auf dezentrale Sanitärkonzepte, die es ja in anderer<br />
technischer umsetzung, vor den errungenschaften<br />
zentraler Ver- und entsorgungssysteme schon einmal<br />
gab. durch umsetzung innovativer technologien zur<br />
abwasserreinigung in Verbindung mit der auftrennung<br />
in unterschiedliche abwasserströme kann in internen<br />
kreisläufen Brauchwasser bereitgestellt werden und so<br />
die wasserentnahme zur trinkwasserversorgung reduziert<br />
werden. dies erscheint zumindest in Regionen mit<br />
akuter oder zukünftig drohender wasserknappheit eine<br />
unabdingbare entwicklung.<br />
neben dem wasserhaushalt ist die kostenentwicklung<br />
der zentralen („konventioneller“) Systeme ein weiteres<br />
wichtiges argument für die Renaissance dezentraler<br />
anlagen, insbesondere in der ausrichtung auf die Verbesserung<br />
der Sanitärausstattung finanzschwacher Bevölkerungen,<br />
insbesondere in den entwicklungsländern.<br />
in ähnlicher weise findet eine neubewertung bezüglich<br />
der notwendigkeit langer Verbindungssammler für den<br />
anschluss kleinerer Gemeinden oder Streusiedlungen an<br />
Gruppenkläranlagen statt.<br />
ein weiteres argument für die zuletzt stärkere Fokussierung<br />
der Fachwelt auf dezentrale Strukturen und<br />
einheiten der Ver- und entsorgung entstammt dem<br />
umweltschutz und der wahrnehmung ihres „Beitrages“<br />
zu umweltbelastungen. die Besorgnis um großflächige,<br />
wenn auch im einzelnen Beitrag geringe Schadstoffeinträge<br />
in Boden und Grundwasser durch undichte<br />
Leitungen der Grundstücksentwässerung und Hausanschlüsse<br />
ergibt sich aus der bloßen Zahl, wonach private<br />
abwasserleitungen etwa die doppelte Länge der öffentlichen<br />
kanalisation (ca. 490.000 km) umfassen.<br />
auch die anstrengungen um bessere Reinigungsleistung<br />
von kleinkläranlagen (oder allgemein „kleiner kläranlagen“)<br />
lassen sich schon rein zahlenmäßig begründen.<br />
nach aktuellen Statistiken sind z.B. in deutschland<br />
ca. 95 % der Bevölkerung an zentrale abwasseranlagen<br />
mit mechanisch-biologischer abwasserbehandlung angeschlossen.<br />
das heißt bei 80 mio. einwohnern: 4 mio.<br />
sind es nicht! Sie werden über kleinkläranlagen mehr<br />
oder weniger umweltgerecht erfasst! die daraus resultierende<br />
Gewässerbelastung fällt in der Betrachtung in<br />
Flussgebietseinheiten sicherlich nicht ins Gewicht. Lokal<br />
jedoch kann durch unzureichende Reinigungsleistung<br />
dezentraler anlagen, zumal an oftmals sehr leistungsschwachen<br />
Gewässern, eine erhebliche Beeinträchtigung<br />
der Gewässerbelastung resultieren.<br />
die skizzierte Verlagerung der akzente und Schwerpunkte<br />
verläuft naturgemäß nicht konfliktfrei und wird<br />
in der Fachwelt äußerst kontrovers diskutiert. Gerade<br />
bei der Propagierung dezentraler Strukturen müssen die<br />
errungenschaften zentraler Ver- und entsorgungseinrichtungen<br />
und ihr Beitrag zur Siedlungshygiene, zum<br />
7
Grundstücksentwässerung<br />
Schutz gegen überflutung und Vernässung angemessen<br />
gewürdigt werden. entsorgungssicherheit in den<br />
Siedlungen für die menschen ist ein hohes Gut, das es<br />
zu erhalten gilt, ohne umweltschutz und gesamtökologische<br />
Belange sowie die Fragen der Finanzierbarkeit<br />
8<br />
zu vernachlässigen. augenmaß bei der neuorientierung<br />
und dem Vollzug notwendiger Veränderungen der bisherigen,<br />
sehr einseitig auf zentrale Strukturen ausgerichteten<br />
abwasserentsorgung erscheint auch hier zwingend<br />
geboten.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Die regelmäßige Dichtheitsprüfung privater Kanäle –<br />
Standpunkte von Gebäudeversicherern, gesetzliche Regelungen, Normen<br />
karl-Heinz Seidel, essen<br />
der Zustand der abwasserleitungen in deutschland<br />
beschäftigt technische Fachleute, Politiker auf Ländereben<br />
und in den kommunen in unterschiedlicher Form.<br />
dank detaillierter informationen insbesondere auch der<br />
dwa hat zwischenzeitlich die erkenntnis, dass abwasserleitungen<br />
auch undicht und reparaturbedürftig sein<br />
können eine stärkere Verbreitung gefunden. die technischen<br />
Grundlagen für den Betrieb der Leitungen sowie<br />
die Sanierung im Schadensfall liegen vor und sind in den<br />
techni-schen nationalen und eu-Regelwerken, wie z.B.<br />
din en 752-1, 752-2, 1610, din 1986, dwa-Regelwerk<br />
m 127-2, 143 sowie den anforderungen des Güteschutz<br />
kanalbau nachlesbar. Sie können eine gute Handlungsgrundlage<br />
für die Betreiber von abwasserleitungen sein.<br />
Vielfach haben die öffentlich-rechtlichen abwasserentsorger<br />
bereits den Zustand ihrer Leitungen erfasst<br />
und führen investitionsprogramme zur Beseitigung von<br />
Schäden durch. auch eine regelmäßige Reinigung der<br />
Leitungen wird vielfach durchgeführt. die rechtliche Verpflichtung<br />
dafür ist in der Regel in den Länder-eigenkontrollverordnungen<br />
verankert. darin werden öffentlichrechtliche<br />
und private Betreiber von abwassernetzen<br />
konkrete Vorgaben für inspektion und Reinigung und<br />
ggf. Beseitigung von Schäden gemacht. Private Grundstückseigentümer<br />
werden von diesen Vorgaben nicht<br />
erfasst.<br />
Bekanntermaßen ist der geschätzte Bestand privater<br />
abwasserleitungen in deutschland doppelt so groß, wie<br />
der öffentlich-rechtliche anteil. es ist also nahe liegend<br />
auch diese Leitungen in die Gesamtbetrachtungen der<br />
abwasserentsorgung, wie z.B. der Fremdwasserproblematik<br />
mit einzubeziehen. erfahrungen bei der inspektion<br />
der Leitungen belegen, dass 50-90% der privaten<br />
Leitungen schadhaft sind.<br />
mit ausnahme von nRw gibt es derzeit kein Bundesland,<br />
dass eine rechtliche Verpflichtung für die inspektion<br />
und den nachweis der dichtheit von privaten abwasserleitungen<br />
erlassen hat. die im Jahr 2000 erlassenen<br />
Reglungen in nRw haben besonders in den Jahren<br />
2004/2005 zu verstärkten aktivitäten bei der inspektion<br />
und Sanierung von privaten abwasserleitungen,<br />
insbesondere in trinkwasserschutzgebieten geführt. in<br />
anderen Gebieten soll die überprüfung der dichtheit bis<br />
2015 erfolgen. Zusätzlich dazu haben die kommunen<br />
die möglichkeit in ihren Satzungen detaillierte Regelungen<br />
zu treffen. dabei musste man feststellen, dass<br />
die vom Gesetzgeber zur überwachung der anforderungen<br />
vorgesehenen Baubehörden dieser aufgabe aus<br />
unterschiedlichen Gründen oft nicht gewachsen waren.<br />
derzeit werden von der Landesregierung nRw überlegungen<br />
angestellt, die Regelungen zu modifizieren und<br />
die anforderungen zur inspektion nicht mehr wie bisher<br />
in der Landesbauordnung sondern im Landeswassergesetz<br />
zu verankern. mit Blick auf die umsetzung der<br />
Landesregelungen kann man konstatieren, dass die initiative<br />
vor ort in jedem Fall von der kommune ausgehen<br />
muss. der alleinige erlass von Landesregelungen reicht<br />
nicht aus, um die thematik „private Hausanschlüsse“<br />
anzugehen.<br />
Zwischenzeitlich sind in anderen Bundesländern, wie<br />
Hessen und Baden-württemberg verstärkte aktivitäten<br />
erkennbar, sich auf Landesebene mit den Fragen privater<br />
Leitungen zu befassen. So aber auch vertritt die<br />
bayrische Staatsregierung die auffassung, dass entsprechende<br />
Regelungen in den kommunalen Satzungen enthalten<br />
sein sollen und deren Vollzug kontrolliert wird.<br />
ungeachtet derartiger Landes-Regelungen ist das engagement<br />
der Betreiber der öffentlichen netze gefragt,<br />
denn die sind schließlich die nutznießer einer geringeren<br />
Fremdwassermenge auf den kläranlagen. in der Folge<br />
ist dann auch eine geringere abwasserabgabe zu zahlen,<br />
also eine kostenersparnis für den kläranlagenbetreiber,<br />
die ggf. an den abwasser-Gebührenzahler weitergegeben<br />
werden könnte.<br />
Besondere Schwierigkeit ist dabei, dass die themen<br />
der abwasserentsorgung im Bewusstsein breiter teile<br />
der Bevölkerung eher unterentwickelt sind und die mit<br />
der erhaltung oder instandsetzung der eigenen, privaten<br />
anlagen verbundenen kosten meist erst dann akzeptiert<br />
werden, wenn die Funktionsfähigkeit der Leitungen nicht<br />
mehr gewährleistet ist. auf diesem Bewusstseins-Level<br />
über prophylaktische maßnahmen, wie regelmäßig wiederkehrende<br />
dichtheitsprüfung der Leitungen zu argumentieren,<br />
gestaltet sich meist schwierig. auch in den<br />
politischen diskussionen auf Landes- und kommunaler<br />
ebene hat oft die kostenbelastung der Bürger einen höheren<br />
Stellenwert als die technischen, wirtschaftlichen<br />
und umweltpolitischen argumente der Betreiber der abwasseranlagen<br />
sowie deren dienstleister, wie Planungsbüros<br />
oder kanalsanierungsunternehmen.<br />
Verantwortlich für die inspektion und die möglicherweise<br />
erforderliche Sanierung der privaten abwasserlei-<br />
9
Grundstücksentwässerung<br />
tung ist in der Regel der Grundstückseigentümer. Somit<br />
ist auch die kostenfrage eindeutig geregelt. oft haben<br />
Grundstückseigentümer die angebote von Gebäudeversicherern<br />
angenommen, die abwasserleitungen<br />
mit in den Versicherungsumfang einzuschließen. die<br />
konditionen sind je nach Versicherungsgesellschaft in<br />
den Vertragsbedingungen individuell geregelt. eine<br />
allgemeingültige, rechtliche Regelung der Versicherungsunternehmen<br />
besteht nicht. dabei sind auch unterschiedliche<br />
Regelungen zur übernahme der kosten bei<br />
Schäden getroffen, insbesondere ob die Schäden durch<br />
Fremde verursacht oder durch materialverschleiß entstanden<br />
sind.<br />
ist an der kanalisation ein Schaden aufgetreten, der<br />
im Rahmen der Versicherung reguliert werden soll, so<br />
erfolgt durch den Versicherer eine differenzierung nach<br />
der Schadensursache. Grundlage hierfür bildet eine inspektion<br />
der Leitungen durch ein meist vom Versicherer<br />
ausgewähltes Fachunternehmen.<br />
allgemeine Praxis ist, dass die Schäden der Leitungen<br />
durch Bruch reguliert werden. der Versatz von Leitungen,<br />
Lageveränderungen oder andere ursachen für<br />
undichtigkeiten werden in der Regel nicht vom Versicherer<br />
übernommen. ein weiterer Schadensfall sind wurzeleinwüchse<br />
in den kanal. diese können die ursache<br />
von Verstopfungen oder anderer Schäden, auch Brüchen<br />
sein. in solchen Fällen ist zu ermitteln, welcher Baum<br />
die ursache für den Schaden bildet. wenn dies zweifelsfrei<br />
erfolgt ist, so wird der betreffende eigentümer des<br />
Grundstücks auf dem der Baum steht an den kosten der<br />
10<br />
Reparatur des kanals beteiligt. in der Regel wird dafür<br />
die Haftpflichtversicherung des Grundstückseigentümers<br />
in anspruch genommen. Je nach Versicherer differiert<br />
der Satz der Beteiligung, überschreitet jedoch nicht<br />
70% der kosten.<br />
Zahlreiche Versicherungsunternehmen haben insbesondere<br />
in der jüngsten Vergangenheit ihre Geschäftspraxis<br />
geändert und in den meisten Fällen die<br />
abwasserleitungen außerhalb von Gebäuden unter<br />
Versicherungsausschluss gestellt. in einzelnen Fällen<br />
werden bei neuverträgen die Leitungen mitversichert<br />
unter Vereinbarung einer Zusatzprämie und/oder nach<br />
einer inspektion und dichtheitsprüfung, die durch den<br />
Versicherungsnehmer vorzulegen ist. es liegt im ermessen<br />
des kunden die kosten und Risiken im konkreten Fall<br />
zu bewerten.<br />
Zusammenfassend kann man einschätzen, dass die<br />
überprüfung und instandsetzung der privaten kanalisationen<br />
in deutschland ein bemerkenswertes marktpotential<br />
für anbieter unterschiedlicher dienstleistungen<br />
um die abwasserentsorgung darstellt. es bedarf jedoch<br />
des engagements und des erklärten willens der abwasserentsorger,<br />
um die damit verbundenen Fragen in<br />
ihrem lokalen oder regionalen Zuständigkeitsbereich zu<br />
lösen. auf Grund des großen finanziellen und organisatorischen<br />
umfangs der zu lösenden Fragen der privaten<br />
kanalisationen werden Fachleute, Bürger und Politiker<br />
noch viele Jahre beschäftigt sein.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Erfahrungen und Stand des DWA-Leitfadens<br />
„Inspektion, Bewertung und Sanierung von Grundstücksentwässerungsanlagen“<br />
Bernd Gruner, cottbus<br />
die Gründung einer dwa-arbeitsgruppe, die sich mit<br />
der thematik inspektion, Bewertung und Sanierung von<br />
Grundstücksentwässerungsanlagen befasst, ergab sich<br />
unter anderem aus der notwendigkeit der umsetzung<br />
von Gesetzen und technischen Regeln, die für Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
in abhängigkeit von alter,<br />
Lage und nutzung der Grundstücke unterschiedliche<br />
Fristen für den nachweis der dichtheit verlangen. diese<br />
gesetzlichen Grundlagen sind beispielsweise Gesetze<br />
und Verordnungen der Länder, wie eigenkontrollverordnungen<br />
oder konkret für nordrhein-westfalen die Landesbauordnung<br />
und die Selbstüberwachungsverordnung<br />
kanal aber auch kommunale entwässerungssatzungen.<br />
in den anerkannten Regeln der technik fordert die din<br />
1986, teil 30, für Grundstücksentwässerungsanlagen,<br />
die für häusliches abwasser transportieren, bis zum 31.<br />
dezember 2015 den nachweis der dichtheit (für gewerbliches<br />
abwasser sind die Fristen bereits abgelaufen).<br />
die Grundstücksentwässerungsnetze werden auf ca.<br />
1,2 mio. km geschätzt, davon sind ca. 0,6 mio. km häusliche<br />
und 0,5 mio. km gewerbliche netze.<br />
mitte dezember 2004 wurde innerhalb des dwa-<br />
Fachausschuss eS 6 (eS = entwässerungssysteme) die<br />
arbeitsgruppe 6.5 „inspektion, Bewertung und Sanierung<br />
von Grund-stücksentwässerungsanlagen“ gegründet.<br />
ihr Sprecher ist dipl.- ing. Robert thoma.<br />
diese arbeitsgruppe hat die aufgabe einen Leitfaden<br />
für die konkreten Bedingungen der inspektion, Bewertung<br />
und Sanierung von Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
zu erarbeiten. die arbeitsgruppe besteht aus 22<br />
mitgliedern. Sie vereint sowohl theoretisches wissen<br />
(mitglieder von universitäten, Hochschulen) als auch<br />
praktische erfahrung (mitglieder von kommunalen einrichtungen,<br />
ingenieurbüros).<br />
um die vorgegebene aufgabenstellung möglichst umfassend<br />
zu bearbeiten wurden 4 unterarbeitsgruppen<br />
gebildet.<br />
die inspektion, Bewertung und Sanierung von Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
ist ein sehr umfangreiches<br />
thema. das verdeutlichte bereits die erste diskussion<br />
um den inhalt des zu erarbeitenden Leitfadens. als inhaltliche<br />
Grundlage und als ausgangspunkt wurde ein<br />
netz aus ca. 260 Schlagworten, die einen Bezug zur<br />
Grundstücksentwässerung haben, geknüpft. dieses<br />
Schlagwortnetz wurde in den vergangenen 18 monaten<br />
mit inhalten gefüllt. diese umfangreiche Sammlung<br />
bestehend aus Studien, ergebnissen aus Forschungsaufträgen,<br />
erfahrungen aus durchgeführten Projekten, analysen<br />
aus modellversuchen u.v.m. werden gegenwärtig<br />
bearbeitet. Gleichfalls flossen und fließen aber auch<br />
er-fahrungen und erkenntnisse der industrie bei der<br />
einführung neuer oder weiterentwickelter technik (z.B.:<br />
optische tV-inspektion, Reparatur- und Renovationsverfahren)<br />
in die arbeit ein.<br />
Bei dieser inhaltlichen arbeit am Leitfaden sind die<br />
unterschiedlichen praktischen erfahrungen der arbeitsgruppenmitglieder,<br />
die sie bei der Planung, durchführung<br />
und abnahme von arbeiten an häuslichen und<br />
gewerblichen Grundstücksentwässerungsanlagen sammeln,<br />
von großem nutzen.<br />
welche Schwerpunkte zeigen sich?<br />
• erläuterung der notwendigkeit der untersuchung<br />
des Zustandes von häuslichen und gewerblichen<br />
Grundstücksentwässerungsanlagen (z.B.: Beratung<br />
der eigentümer)<br />
• Strategien der untersuchung/instandhaltung/Sanierung<br />
(darstellung der ver-schiedenen angewendeten<br />
modelle, z.B.: Göttingen, Hamburg, köln, Lünen,<br />
würselen uvm.)<br />
• einteilung von untersuchungsgebieten, Prioritäten,<br />
wirtschaftlichkeitsüberlegungen<br />
• ausschreibung der Leistungen<br />
• möglichkeiten der Bestandsaufnahme (z.B.: Bestandspläne,<br />
ortung, optische inspektion, Benebelung)<br />
• dichtheitsprüfung<br />
• Reparatur, Renovation, erneuerung, Stilllegung<br />
• Qualitätsmanagement, auswahl fachkundiger unternehmen<br />
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass es<br />
in deutschland eine Vielzahl von regional unterschiedlichen<br />
aktivitäten, modellen und Strategien zur inspektion,<br />
Bewertung und Sanierung und somit zur umsetzung<br />
bestehender dichtheitsforderungen von Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
gibt. Sie sind an die konkreten<br />
anforderungen im jeweiligen Bereich angepasst.<br />
der gegenwärtig erarbeitete Leitfaden versteht sich<br />
als Hilfestellung für den anwender, auf der Grundlage<br />
der Vielzahl von regional unterschiedlichen aktivitäten,<br />
modellen, Strategien, untersuchungs- und Sanierungsmethoden<br />
sein konkretes modell oder seine konkrete<br />
Strategie zu erarbeiten und auszuführen.<br />
11
Grundstücksentwässerung<br />
Methoden zur Dichtheitsprüfung<br />
Erstprüfung vorhandener Grundleitungen nach DIN 1986- 0<br />
wolfgang Bollig, Saarbrücken<br />
Einführung<br />
kanalisationen müssen nach atV-a 139 dauerhaft, funktionssicher<br />
und dicht sein.<br />
dies bedeutet, dass weder Stoffe in das Grundwasser<br />
gelangen dürfen noch dass Grundwasser abgeleitet<br />
werden darf, damit eine unzulässige Verunreinigung<br />
des Grundwassers und eine unerwünschte Verdünnung<br />
des abwassers vermieden werden. Zu einem ordnungsgemäßen<br />
Betrieb gehört somit auch die vorbeugende<br />
überprüfung der dichtheit. als undicht erkannte abwasserleitungen<br />
und -kanäle sind umgehend abzudichten.<br />
man kann grundsätzlich vier anlässe zur durchführung<br />
von dichtheitsprüfungen unterscheiden:<br />
1. neubauabnahme<br />
2. Gewährleistungsabnahme<br />
3. Sanierungsabnahme<br />
4. wiederholungsprüfung und erstprüfung bestehender<br />
kanäle (eigenüberwachung, Verdacht auf Schäden)<br />
Grundlagen der Dichtheitsprüfung<br />
die dichtheitsprüfungen selbst können sich auf Haltungen,<br />
Haltungsabschnitte, z.B. zwischen zwei anschlüssen,<br />
Schächte, einzelne Rohre oder einzelne Rohrverbindungen<br />
erstrecken.<br />
1<br />
dabei werden zurzeit folgende Prüfverfahren eingesetzt:<br />
- wasserdruckprüfungen<br />
- Luftüberdruckprüfungen<br />
- unterdruckprüfungen<br />
- infiltrationsprüfung<br />
dabei werden folgende absperrorgane eingesetzt:<br />
absperrblasen oder absperrscheiben (s. abb.)<br />
Auszug aus der DIN 1986 – Teile 0<br />
- nach dieser Formulierung können bestehende<br />
Grundleitungen durch eine kanalfernsehuntersuchung<br />
auf dichtheit geprüft werden.<br />
- der dichtheitsnachweis wird jedoch mit dieser norm<br />
nur für bestehende Grundleitungen unter Berücksichtigung<br />
der Betriebsbedingungen (häusliche/gewerblich)<br />
und Prüfverfahren neu definiert.<br />
- damit wird für den dichtheitsnachweis (dR) von<br />
Grundleitungen, die nur häusliches abwasser außerhalb<br />
der Schutzzone ii in wassergewinnungsgebieten<br />
führen, die Schadenserfassung auch durch eine<br />
optische inspektion (ka) mit einer kanalfernsehuntersuchung<br />
akzeptiert. im Sinne der norm gilt die<br />
vorhandene Leitung auch als dicht.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
- wenn die Schadensbewertung mit einem als statisch<br />
(risse- und scherbenfrei, kein Rohrbruch, kein relevanter<br />
muffenversatz)<br />
- und hydraulisch (freier, nicht verformter Rohrleitungsquerschnitt,<br />
kein wurzeleinwuchs) mängelfrei<br />
zu beurteilenden Rohrleitungszustand abschließt<br />
- und kein Grundwassereinbruch vorliegt.<br />
Praktische Umsetzung der DIN 1986 – 0<br />
Bei neubauten treten in der Regel keine Probleme auf.<br />
- Pläne vorhanden, Grundleitungen noch zugängig,<br />
durchmesser<br />
- und Längen der Grundleitung, sowie das verlegte<br />
material sind bekannt.<br />
das gleiche gilt für umbauten, teilerneuerung und Sanierung<br />
Größere Probleme treten bei Altbestand auf:<br />
- keine Pläne, bzw. falsche oder unvollständige angaben<br />
im Plan<br />
- Grundleitung zum teil nur sehr schlecht, oder überhaupt<br />
nicht zugängig<br />
- (z.B. Revisionsschacht verdeckt, überbaut, zugestellt<br />
oder nicht vorhanden)<br />
- durchmesser nicht bekannt, oder nicht korrekt, falls<br />
Planunterlagen vorhanden.<br />
- Zum teil ist das material, aus dem die Grundleitung<br />
besteht nicht bekannt.<br />
- die genaue Länge der Grundleitung ist nicht bekannt.<br />
Arbeitsvorbereitung<br />
(telefonisch oder ortstermin)<br />
- Pläne vorhanden ja/nein<br />
- Revisionsschacht vorhanden und zugänglich ja/nein<br />
- wenn kein Revisionsschacht vorhanden oder der<br />
Schacht nicht zugänglich ist.<br />
- alternative Zugänglichkeiten prüfen<br />
- Zugänglichkeit aller kellerräume<br />
- grobe Festlegung der notwendigen arbeiten<br />
Durchführung der Arbeiten<br />
- Hochdruckreinigung der Grundleitung von Revisionsschacht<br />
(wenn vorhanden) aus.<br />
- tV-untersuchung der Grundleitung von Revisionsschacht<br />
(wenn vorhanden) aus. Hauptstrang gegen<br />
Fliesrichtung und in Fliesrichtung untersuchen<br />
• kontrolle des bestehenden kanalplans, bzw. Skizzieren<br />
eines neuen Plans, wenn kein Plan vorhanden ist.<br />
• alle Zuläufe, die in den Hauptstrang münden Zuordnen<br />
und gegebenenfalls einmessen und markieren<br />
• kontrolle von Fehlanschlüssen<br />
Zwischenauswertung der TV-Untersuchung zur<br />
weiteren Vorgehensweise<br />
* 1. Grundleitung optisch o.k.<br />
* 2. Restuntersuchung der Grundleitung, falls technisch<br />
noch möglich bzw. sinnvoll<br />
( kieler Stäbchen, Lindauer Schere, Göttinger wurm )<br />
* 3. alternativ: druckprüfung mit wasser (Vollfüllung<br />
des Systems)<br />
* 4. alternativ: muffenprüfung oder teilstreckenprüfung<br />
* 4. Grundleitung weist Schäden auf und/oder Fehlanschlüsse<br />
* 5. Sanierungskonzept mit eigentümern festlegen.<br />
was kann saniert werden und ist sinnvoll.<br />
in der Regel eine kombination aus umbau und teilsanierung<br />
1
Grundstücksentwässerung<br />
Undichte Grundleitung – Was nun?<br />
Stefan H. Fath, waldfischbach-Burgalben<br />
die diagnose steht, die Behandlung und die Vorgehensweise<br />
aber fehlt!<br />
der Gesetzgeber fordert (vgl. § 45 Landesbauordnung<br />
nRw); die notwendigkeit ist vom Öffentlichen entsorger<br />
bzw. verantwortlichen netzbetreiber erkannt; der<br />
planende Fach-ingenieur ist von dieser notwendigkeit<br />
letztendlich erfolgsabhängig betroffen und die Bauverwaltungen<br />
gelangen an die Grenzen der eigenen kapazität<br />
zur Bewältigung der aufgabenstellung.<br />
und, nicht zu letzt, der Grundstücksbesitzer zweifelt<br />
an der erforderlichkeit, ist ratlos und hat damit seine<br />
Sorgen, das Problembewußtsein fehlt ihm häufig.<br />
die politischen Gremien letztlich meiden das unpopuläre<br />
thema.<br />
Verbände und fachliche institutionen bilden Gremien<br />
und besprechen diese notwendigkeiten in vielerlei Hinsicht,<br />
sehen zum teil darin ihr Berechtigungsdasein, suchen<br />
nach Referenten, halten allgemeine Vorträge und<br />
verlangen Seminargebühren einschl. mittagsessen und<br />
Seminarunterlagen.<br />
der kanalsanierungs-markt reagiert folglich noch<br />
schneller auf die gegebene Situation, zu einem sind dies<br />
- qualifizierte unternehmen der kanalsanierungsbranche<br />
- Hersteller von erfassungs- und Sanierungstechniken<br />
sowie werkstoff-Produzenten.<br />
- Sachverständige der kanalsanierung und planende<br />
ing.-Büros mit ihren zertifizierten kanalsanierungsberatern.<br />
So weit so gut. Leider zeigen die gemachten erfahrungen<br />
insbesondere in nRw, dass auch unseriöse Leistungsanbieter<br />
die Situation ausnutzten und immer noch ausnutzen<br />
und mit „gut gemeinten Ratschlägen“ überwiegend<br />
uninformierte Bürger als fachliche Laien allzu gerne über<br />
das besagte ohr hauen.<br />
Spätestens hier muss es uns allen deutlich werden, dass<br />
die netzbetreiber bzw. öffentliche abwasser-entsorger<br />
die Pflicht erkennen sollten, diese umfassende aufgabenstellung<br />
gemeinsam mit dem Gebührenzahlenden<br />
Bürger anzugehen und insoweit positive einflussnahme<br />
in der Sache auszuüben. es ist an der Zeit, fachliche anforderungen<br />
zu beschreiben und umsetzbare konzepte<br />
zu erstellen.<br />
das Potential der Öffentlichen entsorger und netzbetreiber<br />
liegt auch im bestehenden Vertrauensbonus und<br />
in kenntnis der dsbzgl. Verantwortung sollte eine enge<br />
1<br />
und kooperative, letztendlich begleitende, Zusammenarbeit<br />
stattfinden. kommunale Verwaltungen haben in<br />
diesem Zusammenhang die große chance sich als moderne,<br />
zeit- und zielorientierte, bürgernahe dienstleister<br />
zu präsentieren.<br />
die einbindung des privaten Grundstückbesitzers ist<br />
für den erfolg einer ganzheitlichen Betrachtungsweise<br />
von wesentlicher Bedeutung.<br />
Gerade deshalb muss auch ein entsprechendes engagement<br />
der kommunal Verantwortlichen eingefordert<br />
werden.<br />
ein Bürger-Point als informationspool, betreut von qualifiziertem<br />
Personal, als anlaufstelle des Bürgers, bietet,<br />
wenn auch mit kosten verbunden, einen nicht unwesentlichen<br />
Beitrag zum Verständnis und Bereitschaft des<br />
Bürgers zur gemeinsamen Lösung des gegebenen Sanierungs-Problems.<br />
durch einbeziehung weiterer ausgewählter dienstleister<br />
wird es möglich sein, eine ganzheitliche Lösung zu<br />
finden und diese entsprechend umzusetzen um letztlich<br />
aus ökologischer und ökonomischer Sicht den erfolg für<br />
alle Beteiligten zu sichern.<br />
was bislang fehlt, sind klare konzepte auf Grundlage<br />
der datenbasis aus bereits durchgeführten Pilotprojekten.<br />
es ist an der Zeit, dass aus den bereits gewonnenen<br />
erfahrungen und ergebnisse, konzepte erstellt werden<br />
hinsichtlich der aufgabenstellung, aufgabenverteilung<br />
und letztendlich in der kostenabgrenzung und kostenbeteiligung.<br />
diese sollten umsetzungsfähig, klar in ihrer darstellung<br />
und in der inhaltlichen aussage für den privaten<br />
Grundstücksbesitzer verständlich sein.<br />
dies könnte erfolgen durch Regelungen innerhalb der<br />
jeweiligen entwässerungssatzungen bezüglich abgrenzungen<br />
der Zuständigkeitsbereiche „privat und öffentlich“<br />
als auch der erforderlichen dichtheitsnachweise<br />
und deren Vorgehensweise.<br />
weiterhin sollten kooperationsmodelle, bestehend aus<br />
einzelnen Bausteinen erstellt werden, die als Leitfaden<br />
für die umsetzung der Sanierungslösungen für alle Beteiligten<br />
dienen sollen.<br />
Besonders wichtig sind die Bausteine der datenerfassung,<br />
Zugänglichkeit, dokumentation und systematischen<br />
erfassung nach Sanierungsteilgebieten bzw. Sanierungsbereiche.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
diese sollten auch eine gemeinsame Vorgehensweise<br />
beinhalten durch Bündelung von Leistungen z.B. gemeinsame<br />
ausschreibung und auftragserteilung und<br />
damit verbundener größerer wirtschaftlichkeit durch<br />
kostenminimierung.<br />
ein Finanzierungsmodell ist für den privaten Grundstücksbesitzer<br />
nicht nur nach bisherigen Grundsätzen<br />
denkbar sondern auch ggf. als eine art transferleistung<br />
im Sinne eines sog. einmalbetrages; danach wäre es<br />
möglich seitens des netzbetreibers bzw. Öffentlichen<br />
entsorgers, bei entsprechendem Sanierungserfolg den<br />
Bürger infolge gesenkter abwasserbelastungen durch<br />
anpassung bestehender Gebührensätze wiederum künftig<br />
zu entlasten.<br />
die Verantwortung die wir alle tragen zur Sicherung<br />
des Bodens, des Grundwassers, des Gewässerschutzes<br />
und die Verantwortung gegenüber der natur sollte und<br />
darf nicht passiv wahrgenommen werden.<br />
aufgaben, die sich uns heute stellen, dürfen nicht auf<br />
andere Generationen verlagert werden. die instandhaltungsverantwortlichkeit<br />
betrifft nicht nur die kommunale<br />
entwässerungsinfrastruktur sondern eben auch den<br />
teil des privaten entsorgungsnetzes.<br />
tun wir dies nicht werden die auswirkungen um ein<br />
vieles größer sein als wir uns das heute vorstellen können.<br />
die Sicherheit und die Substanz unserer entwässerungssysteme<br />
auch im privaten Bereich der Grundstücksentwässerung<br />
darf nicht zu einem Generationenkonzept<br />
werden, Handlungen müssen zeitnah erfolgen, jedoch<br />
getragen auf den Schultern aller Beteiligten.<br />
Gesetzliche Bestimmungen alleine führen sicher nicht<br />
zum erfolg.<br />
1
Grundstücksentwässerung<br />
Die Instandhaltung und Überwachung von privaten Zuleitungskanälen und<br />
Kleinkläranlagen (kommunales Abwasser)<br />
thomas Jung, mainz<br />
I. Rechtliche Grundlagen Kanalisation/Grundstücksentwässerung<br />
und Kleinkläranlagen<br />
• § 18 b abs. 1 wHG => abwasseranlagen sind so zu<br />
errichten und zu betreiben, dass die anforderungen<br />
an das einleiten von abwasser eingehalten werden<br />
• im übrigen gelten die a. a. R. d. t. (für Herstellung,<br />
Betrieb, inspektion und instand-haltung)<br />
• § 56 abs. 2 LwG => erforderliche anpassungsmaßnahmen<br />
sind durchzuführen<br />
• die abwasserbeseitigungspflichtige körperschaft<br />
nach § 52 LwG RLP hat grundsätzlich die umfassende<br />
aufgabe der Sicherstellung einer ordnungsgemäßen<br />
abwasserbeseitigung; die Grundstücksentwässerung<br />
auf privaten Grundstücken ist allerdings u.<br />
a. aufgrund der eigentums- und satzungsrechtlichen<br />
Regelungen zunächst angelegenheit der eigentümer.<br />
Für den Grundstücksanschluss oder aber die einrichtung<br />
von dezentralen anlagen/kleinkläranlagen ist<br />
hingegen wieder die abwasserbeseitigungspflichtige<br />
körperschaft unmittelbar zuständig, solange nicht im<br />
einzelfall die abwasserbeseitigungspflicht nach § 53<br />
abs. 3 oder 4 übertragen ist.<br />
• § 41 abs. 3 LBauo => wasserversorgungs- und<br />
abwasseranlagen sind so anzuordnen, herzustellen<br />
und instand zu halten, dass sie betriebssicher sind<br />
und keine Gefahren oder unzumutbaren Belästigungen<br />
entstehen. unmittelbar verantwortlich ist auf<br />
privaten Grundstücken nach § 54 LBauo der Grundstückseigentümer/Bauherr<br />
• muster-entwässerungssatzung des GStB<br />
• eigenüberwachungsverordnung (eüVoa) gilt für<br />
abwasseranfall < 8 m³/d nicht!<br />
II. Bereich Kanal<br />
1. Grundsätze<br />
• die kanalinspektion und kanalsanierung gewinnen<br />
an Bedeutung; sie sind eine daueraufgabe<br />
• Rechtliche Grundlagen und Regelwerke für den<br />
privaten und öffentlichen Bereich sind vorhanden<br />
• möglichst gesamtheitliche Betrachtung privater und<br />
öffentlicher Bereich/Öffentlichkeitsarbeit<br />
• inspektion ist die Grundlage für ein konzept zur<br />
unterhaltung und Sanierung im öffentlichen wie im<br />
privaten Bereich<br />
16<br />
. Normen der Grundstücksentwässerung<br />
• din 1986 - Grundstücksentwässerungsanlagen, technische<br />
Bestimmungen für den Bau und den Betrieb,<br />
teil 30 instandhaltung; teil 100: zusätzliche Bestimmungen<br />
zu din en 752 und din en 12056<br />
• din en-12056 - allgemeine ausführungsanforderungen<br />
für die Planung und Bemessung von Schwerkraftanlagen<br />
innerhalb von Gebäuden; teil 5: installation<br />
und Prüfung, anleitung für Betrieb, wartung<br />
und Gebrauch<br />
• din en-752 - anforderungen an entwässerungssysteme<br />
außerhalb von Gebäuden (wie im öffentlichen<br />
Bereich); teil 5: Sanierung<br />
maßgebliche aussagen der din 1986-teil 30 (dwa Regelwerke?)<br />
• Leitungen müssen dicht sein => optischer dichtheitsnachweis<br />
oder Luft-/wasserdruck<br />
• inspektions-, wartungs- und instandsetzungsarbeiten<br />
nach tabelle 2 => wiederkehrende Prüfung<br />
alle 25 Jahre; erstmalig im Zuge der Baumaßnahme<br />
bzw. bis zum Jahr 2019 (häusliches abwasser!)<br />
• in wSG‘en wiederholungsprüfung alle 5 Jahre bzw.<br />
nach Rechtsverordnung zum wSG<br />
. bau- und satzungsrechtliche Vorgaben bestehen<br />
(s. o.)<br />
. Schlussfolgerung für die Instandhaltung und<br />
für die Überwachung von Kanälen=><br />
keine erfordernis für weitere rechtliche Regelungen für<br />
den privaten Bereich aber Bewusstseinsbildung/Öffentlichkeitsarbeit<br />
zur Realisierung der Verantwortlichkeiten<br />
und zur Steigerung der akzeptanz eines ganzheitlichen<br />
ansatzes (mitbetrachtung der privaten kanäle bei der<br />
Sanierung des öffentliches Bereiches als chance für den<br />
Bürger)
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
III. Kleinkläranlagen<br />
1. Anzahl der Kleinkläranlagen in Rheinland-Pfalz<br />
(Stand 00 )<br />
SGd kka insgesamt<br />
anhang 1<br />
konform<br />
SGd-n/ko 1.040 150 900<br />
SGd-n/tr 3.000 300 2.700<br />
SGd-n/mtbr. 3.500 180 3.300<br />
SGd-S 56 53 3<br />
nicht anhang<br />
1 konform<br />
Summe ca. 7.500 ca. 700 ca. 7000<br />
anmerkung: bei ca. 720 kommunalen kläranlagen ><br />
50 ew (Stand 2006)<br />
. Grundsätze Kleinkläranlagen<br />
• entscheidung für zentrale oder dezentrale Lösung auf<br />
der Grundlage der untersuchung von alternativen<br />
=> ergebnisse in das abwasserbeseitigungskonzept<br />
aufnehmen<br />
• kleinkläranlagen benötigen keiner wasserrechtlichen<br />
anlagengenehmigung, unterliegen jedoch<br />
der baurechtlichen Genehmigungspflicht nach der<br />
Landesbauordnung (LBauo). Für die einleitung des<br />
gereinigten abwassers in ein Gewässer ist eine wasserrechtliche<br />
erlaubnis erforderlich.<br />
• Für den einsatz von kleinkläranlagen ist keine<br />
übertragung der abwasserbeseitigungspflicht nach<br />
§ 53 abs. 3 erforderlich; die abwasserbeseitigungspflichtigen<br />
körperschaften sind, solange im einzelfall<br />
die abwasserbeseitigungspflicht nicht übertragen<br />
ist, verpflichtet, die abwasserbeseitigung zu organisieren.<br />
Sie können sich dabei gemäß § 52 abs. 1<br />
LwG dritter bedienen, d. h. auch Privater, wobei die<br />
Pflicht bei den körperschaften verbleibt. die abwasserbeseitigungspflichtigen<br />
körperschaften können<br />
durch privat-rechtliche Regelungen sicherstellen,<br />
dass Private für Sie den Bau und/oder Betrieb von<br />
kleinkläranlagen übernehmen.<br />
• auch bei übertragener abwasserbeseitigungspflicht<br />
bleibt die überwachungspflicht bei der ursprünglich<br />
abwasserbeseitigungspflichtigen körperschaft. in der<br />
Regel bleibt auch die Schlammbeseitigung aufgabe<br />
der beseitigungspflichtigen körperschaft (= ermessensentscheidung<br />
=> siehe Beile, LwG-kommentar.<br />
§ 53 Pkt. 3. 1)<br />
• neue kleinkläranlagen können die anforderungen<br />
des anhanges 1 der abwVo i. d. R. problemlos<br />
einhalten. naturnahe oder kompaktkläranlagen sind<br />
geeignet => entscheidung im einzelfall.<br />
• entscheidend sind Betrieb und wartung<br />
• die wasserrechtlichen anforderungen gelten nach<br />
teil c absatz 4 der abwVo als eingehalten, wenn die<br />
kleinkläranlagen nach maßgabe einer allgemeinen<br />
bauaufsichtlichen Zulassung des deutschen instituts<br />
für Bautechnik (diBt), einer europäischen technischen<br />
Zulassung nach Bauproduktengesetz oder<br />
einer landesrechtlichen Zulassung (Baugenehmigung<br />
in Verbindung mit einer einleitungserlaubnis) eingebaut<br />
oder betrie-ben wird und in der Zulassung die<br />
erforderlichen anforderungen an einbau, Betrieb und<br />
wartung festgelegt sind.<br />
• Für den Betrieb und die wartung sind die din 4261,<br />
teile 2 und 4 bzw. die din en 12566 bzw. bei Bauartzulassungen<br />
die dortigen Regelungen maßgebend.<br />
. Betrieb von Kleinkläranlagen<br />
• eigentümer (z. B. Verbandsgemeinde oder ortsansässige<br />
Person)<br />
• einweisung ist wichtig; Zuverlässigkeit<br />
• Betriebsanleitung ist wichtig => Funktionskontrolle<br />
• Betriebsstörung => Benachrichtigung wartung<br />
• täglich: Funktionsleuchten kontrollieren<br />
• wöchentlich: Betriebsstundenzähler Gebläse,<br />
Schlamm- und abwasserrückführung, Beschickungs-<br />
und Verteilereinrichtungen<br />
• monatlich: Sichtprüfung Schlammabtrieb, ggf. Beseitigung<br />
Schwimmschlamm, Bestimmung Schlammvolumen<br />
• die untere wasserbehörde hat sich zu vergewissern,<br />
ob die anforderungen aus der baulichen Zulassung<br />
erfüllt werden. dies kann insbesondere dadurch<br />
geschehen, dass sie sich eine Bescheinigung über<br />
den ordnungsgemäßen einbau, die dokumentation<br />
des Betreibers und die ergebnisse der durch die<br />
Verbandsgemeinde durchzuführenden überwachung<br />
vorlegen lässt. Hiermit wird auch die nach § 92 abs.<br />
1 LwG vorgesehene staatliche überwachung der<br />
einleitung erfüllt.<br />
• § 52 abs. 5 Satz LwG ermächtigt die oberen wasserbehörden<br />
im Zusammenhang mit der Prüfung der<br />
abwasserbeseitigungskonzepte, anordnungen zu<br />
treffen. (auflagen erteilen, Fristen setzen, ergänzung<br />
von im aBk nicht vorgesehenen erforderlichen maßnahmen.)<br />
• eine Bauüberwachung oder abnahme von kleinkläranlagen<br />
nach § 95 LwG ist nicht angezeigt, da diese<br />
17
Grundstücksentwässerung<br />
der Baugenehmigungspflicht und damit der Bauaufsicht<br />
unterliegen.<br />
• Vorschlag: arbeiten der zuständigen körperschaften,<br />
der unteren und oberen wasserbehörden Hand in<br />
Hand => klare Vereinbarungen, z. B. in den aBk’en<br />
• die Vorgaben der erlaubnis bzw. einer Bauartzulassung<br />
sind einzuhalten<br />
Inhalte der Wartung von Kleinkläranlagen<br />
umfangreiche arbeiten vom Hersteller, einem anderen<br />
Fachbetrieb oder von der Verbandsgemeinde =><br />
• mindestens 1-3 x im Jahr<br />
• einsichtnahme Betriebstagebuch<br />
• Funktionskontrolle, einstellung der anlage (z. B.<br />
Sauerstoff)<br />
• Schlammspiegelmessung => ggf. Veranlassung der<br />
abfuhr (Pflicht der kommunen)<br />
• baulicher Zustand, Reinigung<br />
• bzw. die Vorgaben der erlaubnis bzw. einer Bauartzulassung<br />
18<br />
Fazit Kleinkläranlagen<br />
keine erfordernis für weitere rechtliche Regelungen für<br />
den privaten Bereich aber auch hier Bewusstseinsbildung/Öffentlichkeitsarbeit;<br />
verstärkte nutzung bauartzugelassener<br />
anlagen bei neuanlagen => instandhaltung<br />
und überwachung sind dort eindeutig festgelegt.<br />
Bei altanlagen orientierung an den din-normen und<br />
den dwa-Regelwerken; anlagen, die nicht den anforderungen<br />
des anhanges 1 der abwVo entsprechen, sind in<br />
angemessenen Fristen anzupassen oder ganz aufzulassen<br />
(anschluss); anlagen ohne erlaubnis werden wasserrechtlich<br />
aufgearbeitet
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Abgrenzung von naturnahen und technischen Reinigungsverfahren<br />
für den Einsatz im ländlichen Raum<br />
Prof. dr.-ing. ulf theilen, Gießen-Friedberg,<br />
Ländlicher Raum, Abgrenzung zum „städtischen<br />
Raum“?<br />
wenn über kommunale abwasserreinigungsverfahren<br />
gesprochen, diskutiert und geschrieben wird, sind in<br />
der Regel größere einheiten (kläranlagen, klärwerke)<br />
gemeint, die als zentrale anlagen zur Behandlung des<br />
abwassers für einige 10.000 bis 100.000 einwohner<br />
inkl. des mit dem kommunalen abwasser abgeleiteten<br />
gewerblichen und industriellen abwassers dienen. der<br />
Grund hierfür liegt der aufmerksamkeit, die größere anlagen<br />
in der Öffentlichkeit aber auch der Fachwelt und<br />
der wissenschaft erregen. auch die finanziellen möglichkeiten<br />
für größere kommunen zur Öffentlichkeitsarbeit<br />
und unterstützung der wissenschaft sind naturgemäß<br />
deutlich größer als bei kleinen kommunen mit geringer<br />
einwohnerzahl aber großer Fläche.<br />
dabei steht der ländliche Raum in Hessen für rund drei<br />
millionen einwohner, also rund 50 % der Gesamt-Bevölkerung.<br />
er umfasst mit ca. 17.000 km² rund 80 % der<br />
Landesfläche. „die typischen ländlichen Räume Hessens,<br />
wie die Rhön, der Vogelsberg oder der odenwald, sind<br />
wichtige naherholungsregionen für die Ballungszentren.<br />
… in der globalisierten, vernetzten welt wächst das Bedürfnis<br />
der Bürger nach intakter umwelt, nach Heimat<br />
und identität, also Faktoren, die der ländliche Raum in<br />
hohem maße bietet.“ (Homepage des Hessischen ministeriums<br />
für umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz,<br />
Juli 2006)<br />
im Sinne des dwa-arbeitsblattes a 200 „Grundsätze<br />
für die abwasserentsorgung“ kann der „ländliche Raum“<br />
wie folgt definiert werden:<br />
- kleine, manchmal auch weit auseinander liegende<br />
ortschaften und ortsteile.<br />
- Große Grundstücksflächen aufgrund lockerer, offener<br />
Bebauung, einzelgehöfte, weiler, Streusiedlungen.<br />
- Geringe Siedlungsdichte, bis etwa 25 e/ha Siedlungsfläche.<br />
- Geringer anteil befestigter Flächen, bis etwa 20 %<br />
der Siedlungsfläche einschließlich der Straßen und<br />
wege.<br />
- Primär landwirtschaftliche Struktur und in der Regel<br />
wenig industrie und Gewerbe.<br />
- oftmals kleine und leistungsschwache, vielfach<br />
durch diffuse einträge vorbelastete oberirdische<br />
Gewässer.<br />
- Häufig Freizeiteinrichtungen mit saisonal stark<br />
schwankendem abwasseranfall.<br />
die finanzielle Leistungsfähigkeit der kommunen im<br />
ländlichen ist in der Regel aufgrund folgender aspekte<br />
sehr beschränkt:<br />
• erwerbsstruktur des ländlichen Raums (relativ<br />
geringe monatseinkommen der Bürger, wenige oder<br />
keine größeren Gewerbe- oder industriebetriebe),<br />
• erhebliche finanzielle Belastungen der kommunen<br />
aufgrund großer entfernungen, die für den Bau und<br />
Betrieb der infrastruktur (Straßen, wasserversorgung,<br />
abwasserentsorgung) zu leisten sind.<br />
notwendige investitionen in die abwasserentsorgung<br />
stellen die kommunen deshalb häufig vor nur schwer lösbare<br />
aufgaben. So gibt es im ländlichen Raum Beispiele<br />
von kommunen, die bei ca. 3.250 einwohnern aufgrund<br />
der topographischen Verhältnisse insgesamt 8 kläranlagen<br />
mit den entsprechenden entwässerungsnetzen bauen<br />
und betreiben müssen, was zu spezifisch sehr hohen<br />
finanziellen Belastungen für die Bürger führt.<br />
die dwa hat dem „Ländlichen Raum“ vor ca. 3,5<br />
Jahren eine besondere Bedeutung gegeben, indem sie<br />
die Projektgruppe „abwasserentsorgung im ländlichen<br />
Raum“ gegründet hat. diese Projektgruppe hat sich zum<br />
Ziel gesetzt, einen Leitfaden für die entscheidungsträger,<br />
die mitarbeiter der Verwaltung und für interessierte Bürger<br />
in den kommunen des ländlichen Raumes anzubieten,<br />
der in Form einer checkliste über die notwendigen<br />
Schritte zur Planung und Realisierung einer abwassertechnischen<br />
maßnahmen informiert. Ganz bewusst hat<br />
die Projektgruppe davon abgesehen, bestehende Regelwerke<br />
wie z.B. das atV-dVwk-arbeitsblatt a 200<br />
erneut wiederzugeben, zu kommentieren oder in Frage<br />
zu stellen. das von der Projektgruppe zu erarbeitende<br />
Papier soll eine Richtschnur bieten, anhand derer die<br />
entscheidungsträger und mitarbeiter alle notwendigen<br />
Schritte praxisorientiert abarbeiten können.<br />
Vor allem die entscheidungsfindung, ob eine eher dezentrale<br />
Lösung oder eine eher zentrale Lösung für die<br />
abwasserentsorgung gewählt werden sollte, soll durch<br />
das zu erarbeitende Papier unterstützt werden. detaillierte<br />
erläuterungen zu einzelnen Verfahren werden bewusst<br />
nicht aufgenommen.<br />
19
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Besonderheiten des ländlichen Raums in Bezug<br />
auf die Abwasserentsorgung<br />
die Spezifika des ländlichen Raumes in Bezug auf die<br />
abwasserentsorgung sind wie folgt zu beschreiben:<br />
- kleine zusammenhängende, ggf. lückenhafte kanalnetze.<br />
- Zum überwiegenden teil lange anschlusskanäle<br />
erforderlich.<br />
- wenig vorhandene entwässerungstechnische anlagen,<br />
vielfach kleinkläranlagen; kanäle oft nur als<br />
Regenwasserkanäle zum nächsten Gewässer, häufig<br />
jedoch mit einleitungen aus kleinkläranlagen.<br />
- Z.t. ableitung von oberflächenwasser, Quell- und<br />
dränagewasser sowie Gräben in mischwasserkanälen<br />
zu den kläranlagen hin (z.t. historisch bedingt),<br />
dadurch erhebliche Fremdwasserprobleme.<br />
- abwasserzufluss zu den kläranlagen mit erheblichen<br />
Schwankungen bzw. Stoßbelastungen<br />
- kleine leistungsschwache Vorfluter erfordern gute<br />
bis sehr gute Reinigungsleistungen der kläranlagen,<br />
die zum teil deutlich über die mindestanforderungen<br />
des anhangs 1 der abwasserverordnung hinausgehen<br />
(diese fordern für derart kleine anlagen nur die<br />
einhaltung von cSB- und BSB5-ablaufwerten, aber<br />
keine nährstoffelimination).<br />
die notwendigkeit einer abwasserableitung und anschließenden<br />
Behandlung in einer zentralen kommunalen<br />
kläranlage muss daher unter Berücksichtigung<br />
der Siedlungsstruktur und -größe, der topographischen<br />
Verhältnisse, der Bodenbeschaffenheit, der entfernung<br />
zu einer potentiellen zentralen anlage und der wasserwirtschaftlichen<br />
Situation im einzelfall einer Prüfung<br />
unterzogen werden. der erhaltung der wasserführung<br />
der kleineren Gewässer, d.h. einer möglichst ortsnahen<br />
einleitung der abwässer kommt dabei eine besondere<br />
Bedeutung zu.<br />
abwasseranlagen in ländlich strukturierten Gebieten<br />
sollen nicht nach gleichen Grundsätzen und anforderungen<br />
wie in städtischen Gebieten geplant, gebaut<br />
und betrieben werden, da ansonsten die spezifischen<br />
kosten (euro/einwohner) für den Bau und den Betrieb<br />
unverhältnismäßig hoch werden können. dabei muss<br />
für den Bürger die Verminderung der Jahreskosten im<br />
Vordergrund stehen und nicht allein die heute oft propagierte<br />
Senkung der investition durch abweichung<br />
von qualitätssichernden Standards. Letztere verursacht<br />
in der Regel mittel- und langfristig erhebliche Folgekosten<br />
bzw. frühzeitige Reinvestitionen. dadurch wird der<br />
gewünschte effekt der Gebührensenkung – wenn überhaupt<br />
– nur sehr kurzzeitig erreicht (atV-dVwk-a 200).<br />
0<br />
Zentrale oder dezentrale Entsorgung<br />
das atV-dVwk-arbeitsblatt a 200 gibt in einem zentralen<br />
abschnitt zur wahl der ausbaugröße von kläranlagen<br />
eine vergleichsweise klare aussage für die zentrale<br />
abwasserentsorgung als Regelfall:<br />
die abwassertechnische erschließung geschlossener<br />
ortslagen mit grundstückseigenen kleinkläranlagen und<br />
anschließender einleitung widerspricht den anliegen der<br />
ortshygiene und der wasserwirtschaft. die Schlammbeseitigung<br />
ist hierbei trotz gesetzlicher Vorgaben häufig<br />
noch ungelöst und ohne größere kommunale kläranlagen<br />
in der nachbarschaft auch kaum lösbar. eine solche<br />
weitgehende dezentralisierung spart nachweislich keine<br />
kosten, wenn annähernd gleiche Reinigungsleistungen<br />
wie bei orts- oder Gruppenkläranlagen verlangt und<br />
wirklich alle kosten (Betrieb, wartung, überwachung,<br />
Schlammentsorgung, abschreibung) kostenecht erfasst<br />
werden.<br />
kleinkläranlagen können errichtet werden, wenn eine<br />
einwandfreie abwasserentsorgung mittels öffentlicher<br />
kanalisation unverhältnismäßig hohe kosten verursachen<br />
würde und die einwandfreie Beseitigung des abwassers<br />
innerhalb und außerhalb des Grundstückes sowie die Fäkalschlammentsorgung<br />
gesichert sind. kleinkläranlagen<br />
kommen grundsätzlich – unabhängig vom angewendeten<br />
Reinigungsverfahren – nur für Streubebauung, ortsabrundung,<br />
Baulücken o. ä. oder als Sanierungselement<br />
bei übergangslösungen in Betracht.<br />
die entscheidung für die wahl „zentral oder dezentral“<br />
sollte allerdings grundsätzlich nach folgenden kriterien<br />
erfolgen:<br />
• auslastungsgrad bereits vorhandener kläranlagen<br />
• Leistungsfähigkeit des Haupt-Vorfluters, in den die<br />
zentrale kläranlage entwässert,<br />
• erforderliche kosten für den anschluss von Grundstücken<br />
an ein zentrales entwässerungssystem, die<br />
als Beiträge auf die anzuschließenden Grundstücke<br />
umgelegt werden müssten<br />
• abgeleitete Schmutzfracht, d.h. Reinigungsleistung<br />
der betrachteten anlagen<br />
• Betriebsstabilität unter Berücksichtigung des erforderlichen<br />
und durchführbaren wartungsaufwandes<br />
• energiebedarf<br />
• Flächen-Bedarf, zur Verfügung stehende Flächen<br />
• Jahreskosten bestehend aus kapitalkosten und Betriebskosten,<br />
durchführung einer kostenvergleichsrechnung<br />
nach der Lawa-Leitlinie<br />
• eingriffe in natur und Landschaft<br />
dabei muss als oberstes Ziel immer der Gewässerschutz<br />
inkl. ggf. des Grundwasserschutzes bestehen bleiben.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Definition der Reinigungsanlagen, Ausbaugrößen<br />
abwasserreinigungsanlagen im ländlichen Raum werden<br />
üblicherweise unterteilt in:<br />
• kleinkläranlagen (0 - 50 eGw)<br />
• kleine kläranlagen (50 -5000 eGw)<br />
die ausbaugröße von kläranlagen im ländlichen Raum<br />
liegt in der Regel unter 5.000 ew (sog. kleine kläranlagen)<br />
und damit im Geltungsbereich der Größenklassen<br />
1 und 2 des anhangs 1 der abwasserverordnung. nach<br />
diesem anhang 1 werden an anlagen von 0 – 5.000<br />
eGw in Bezug auf die mindestanforderungen lediglich<br />
anforderungen bezüglich der cSB- und BSB-ablaufkonzentrationen<br />
gestellt. in vielen Fällen werden aber gerade<br />
im ländlichen Raum aufgrund der zu schützenden<br />
oder zu erreichenden Gewässergüte der vorwiegend<br />
kleinen Vorfluter zusätzliche anforderungen an die<br />
nährstoffelimination (n- und P-elimination) gestellt.<br />
kleinkläranlagen sind Grundstücks- oder Hauskläranlagen,<br />
die in der Regel der entwässerung von einzelanwesen<br />
dienen und innerhalb des zu entwässernden Grundstücks<br />
eingebaut sind. in diesen anlagen soll das im<br />
trennverfahren erfasste häusliche Schmutzwasser mit<br />
einem Zufluss von maximal 8 m³/d behandelt werden.<br />
das entspricht bei einem spezifischen Schmutzwasseranfall<br />
von 150 l/(e*d) einem anschlusswert von bis zu<br />
50 einwohnern. die minimal-Größe für kleinkläranlagen<br />
liegt bei 4 ew.<br />
Bei der Planung, Bemessung und dem Betrieb von<br />
kleinkläranlagen ergeben sich oft ganz spezielle Probleme.<br />
So können z.B. größere spezifische Schmutzstöße<br />
und höhere hydraulische Spitzen auftreten als bei großen<br />
entwässerungsnetzen. aufgrund der Störanfälligkeit<br />
kleiner maschinentechnischer einrichtungen und der<br />
teilweise nur begrenzt zur Verfügung stehenden wartungskapazität<br />
und Fachkompetenz sollten einfache und<br />
übersichtliche Bauweisen und wartungsfreundliche, robuste,<br />
maschinelle einrichtungen gewählt werden.<br />
Eingesetzte Reinigungsverfahren im ländlichen<br />
Raum<br />
während in urbanen Regionen allein aufgrund des nur<br />
begrenzt zur Verfügung stehenden Platzes ausschließlich<br />
technische Verfahren zur abwasserbehandlung<br />
eingesetzt werden, bestehen im ländlichen Raum mehr<br />
möglichkeiten in der Realisierung der abwasserreinigung.<br />
kleinkläranlagen entsprechen nur dann den allgemein<br />
anerkannten Regeln der technik, d.h. sind nur dann<br />
gesetzeskonform, wenn neben der mechanischen Reinigung<br />
auch eine biologische Reinigung stattfindet.<br />
Für die mechanische Reinigungsstufe kommen folgende<br />
komponenten in Betracht:<br />
• Rechen/Sieb<br />
• mehrkammerabsetz- oder ausfaulgrube<br />
• absetzteich<br />
Rechen und Siebe werden nur bei größeren anlagen eingesetzt,<br />
da diese eine vergleichsweise aufwendige Betreuung<br />
benötigen. mehrkammerabsetz- oder ausfaulgruben<br />
stellen daher die Regel bei klein-kläranlagen dar.<br />
die Hauptaufgabe der mehrkammergruben besteht da-<br />
abb. 1:<br />
übersicht über bei kleinkläranlagen<br />
eingesetzte Verfahren<br />
(Flasche, 2002)<br />
die Verfahren werden im Vortrag<br />
einzeln detailliert erläutert.<br />
1
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
rin, das abwasser soweit von absetzbaren Stoffen und<br />
Schwimmstoffen zu befreien, dass die Betriebssicherheit<br />
und wirkung von nachgeschalteten biologischen Behandlungsanlagen<br />
gewährleistet ist.<br />
Bei den mehrkammergruben unterscheidet man zwischen<br />
den so genannten mehrkammerabsetzgruben<br />
und den mehrkammerausfaulgruben. mehrkammerausfaulgruben<br />
unterscheiden sich von den absetzgruben in<br />
erster Linie dadurch, dass durch eine Vergrößerung des<br />
nutzvolumens die aufenthaltszeit des abwassers erheblich<br />
verlängert wird, und damit ein teilweiser anaerober<br />
abbau der organischen Schmutzstoffe ermöglicht wird.<br />
weitere Vorteile der mehrkammerausfaulgrube ist der<br />
bessere ausfaulgrad des abgesetzten Schlammes, längere<br />
Schlammräumintervalle, sowie eine größere Pufferkapazität<br />
gegenüber Belastungsspitzen des Zuflusses.<br />
Grundsätzlich kann bei der nachfolgenden biologischen<br />
Reinigung zwischen technischen und naturnahen Verfahren<br />
unterschieden werden. kombinationen aus technischen<br />
und naturnahen System sind ebenso im einsatz<br />
• technische Verfahren<br />
o Belebungsverfahren<br />
- Herkömmliche Belebungsverfahren mit Belebungsbecken<br />
und nachklärung<br />
- membranbelebungsverfahren (Belebungsbecken plus<br />
mikrofiltrationsmembran)<br />
- SBR-Verfahren (Sequencing Batch Reactor, einbeckenverfahren<br />
(Biologischer abbau und nachklärung<br />
(Sedimentation) werden zeitlich nacheinander betrieben)<br />
o Festbettverfahren (Biofilmverfahren)<br />
- tauchkörperanlagen (tauchtropfkörperanlagen,<br />
Scheibentauchkörperanlagen)<br />
- tropfkörperanlagen<br />
- Getauchte belüftete Festbettanlagen<br />
- Bio-Filtrationsverfahren (trockenfiltration, „Biofor“,<br />
„Biostyr“)<br />
o kombinierte Belebungs- und Festbettverfahren<br />
- Schwebebettverfahren („moving-Bed-anlagen“)<br />
- Getauchte belüftete Festbettanlagen<br />
• naturnahe Verfahren<br />
o abwasserteiche<br />
- unbelüftete abwasserteiche (i.d.R. bis max. 1.000 ew)<br />
- Belüftete abwasserteiche<br />
o Pflanzenkläranlagen/Pflanzenbeete (als Hauptstufe<br />
oder als nachreinigung)<br />
- Horizontal durchströmte Pflanzenbeete<br />
- Vertikal durchströmte Pflanzenbeete<br />
• kombinationen aus technischen und naturnahen<br />
Verfahren<br />
o abwasserteiche (belüftet oder unbelüftet) mit nachgeschalteten<br />
Festbettanlagen (i.d.R. tauchkörperanlagen)<br />
o Festbettanlagen mit nachgeschalteten abwasserteichen<br />
(Schönungteichen)<br />
die früher häufig eingesetzte Landbehandlung, bei der<br />
das abwasser nach einer mechanischen Vorreinigung<br />
über Bodenfilter, Rieselfelder und durch abwasserverregnung<br />
behandelt wurde, ist aus heutiger Sicht kritisch<br />
zu betrachten und in der Regel nicht mehr genehmigungsfähig.<br />
Abb .:<br />
Verfahren der Klärschlammbehandlung<br />
in einzelfällen schließen sich<br />
allerdings auch mehrere<br />
kommunen zu größeren entsorgungsgemeinschaftenzusammen,<br />
die eine gebündelte<br />
entsorgungsstrategie mit zentralenklärschlammbehandlungsanlagen<br />
(z.B. gemeinsamen<br />
entwässerungs- und trocknungsanlagen)<br />
realisieren.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
eine abwasserverregnung oder Versickerung von biologisch<br />
vorgereinigtem wasser kann allerdings unter<br />
bestimmten Voraussetzungen auch heute noch sinnvoll<br />
sein. die Verfahren werden im Vortrag einzeln detailliert<br />
erläutert.<br />
Klärschlammbehandlung/Klärschlammentsorgung<br />
Besondere Beachtung muss auch die Behandlung/entsorgung<br />
des klärschlammes aufgrund der damit verbundenen<br />
zum teil erheblichen kosten und aufgrund einer<br />
eventuell vorhandenen Schadstoffbelastung finden. der<br />
im ländlichen Raum anfallende klärschlamm ist in der<br />
Regel nur schwach mit Schadstoffen belastet, so dass<br />
der Schlamm aus technischen und naturnahen Behandlungsanlagen<br />
bisher vor allem landwirtschaftlich entsorgt<br />
wird.<br />
aber auch in ländlich strukturierten Regionen mehren<br />
sich die Beispiele, in denen eine landwirtschaftliche entsorgung<br />
kurz- oder mittelfristig nicht mehr möglich ist.<br />
Regionale aufbringungsverbote seitens der Lebensmittelindustrie<br />
haben vereinzelt bereits zu entsorgungsengpässen<br />
geführt.<br />
technische anlagen im ländlichen Raum werden in der<br />
Regel so bemessen und realisiert, dass aufgrund des hohen<br />
Schlammalters von ttS > 25 d eine aerobe simultane<br />
Schlammstabilisierung erreicht wird, wobei auf eine Vorklärung<br />
(absetzgrube), nicht aber auf eine mechanische<br />
Grobstoffentfernung von Rechengut verzichtet werden<br />
kann.<br />
Schlämme aus abwasserteichen werden nur jährlich bis<br />
alle 5 Jahre einmal entsorgt, so dass dann auf die kommunen<br />
erhebliche finanzielle einzelbelastungen zukommen,<br />
die im Haushalt berücksichtigt werden müssen<br />
Schlämme aus kleinkläranlagen oder Fäkalschlämme<br />
aus Sammelgruben werden in der Regel in größeren<br />
zentralen anlagen entsorgt. die entsorgung erfolgt in<br />
der Regel durch Zugabe über eine Fäkalannahmestation<br />
in den Zulauf zur kläranlage, zum teil auch direkt nach<br />
entsprechender Vorbehandlung in den Faulbehälter.<br />
auch Grobstoffe (Rechengut), die in Rechenanlagen<br />
von kleinkläranlagen oder kleinen kläranlagen anfallen,<br />
werden in der Regel über größere anlagen entsorgt.<br />
die nachfolgende abbildung zeigt die grundsätzlichen<br />
möglichkeiten zur Behandlung von klärschlämmen. im<br />
ländlichen Raum ist vor allem die entsorgung in der<br />
Landwirtschaft bzw. zur Rekultivierung sowie in klärschlammvererdungsanlagen<br />
üblich.
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Nutzwasser statt Schmutzwasser<br />
Hochleistungsmembrantechnik zur Aufbereitung von häuslichem Schmutzwasser zu Nutzwasser<br />
mit dem Ziel der Mehrfachnutzung<br />
Gert köhler, Berlin<br />
London: Das Wasser wird knapp – Korrespondent<br />
DIETER cLAASEN 0 . Juni 006 (Die Presse)<br />
Landflucht in die Megacity. Über die nächsten 20<br />
Jahre müssten drei Millionen neue Wohnungen gebaut<br />
werden, ein sicheres Rezept für „die Wasserkrise”,<br />
wie der Londoner Parlamentsausschuss befürchtet.<br />
Ken Livingstone, Londoner Bürgermeister,<br />
plant heute 40.000 neue Wohnungen im Osten<br />
Londons, die mit Anlagen für die Wiederverwendung<br />
von Haushaltsabwässern ausgerüstet werden.<br />
Bereits am 28. Januar 2004 legt die kommission dem<br />
Rat und dem europäischen Parlament den „aktionsplan<br />
für umwelttechnologie in der europäischen union<br />
vor“. in diesem Plan wurde festgestellt, dass membranbioreaktoren<br />
unter ökologischen Gesichtspunkten<br />
verschiedene Vorzüge gegenüber konventionellen Belebtschlammanlagen<br />
haben. Sie beseitigen hartnäckige<br />
mikrokontaminationen wirksamer und verringern die<br />
toxizität des anfallenden klärschlamms. membranbioreaktoren<br />
(in deutschland vor dem Hintergrund der<br />
marktpenetration: wasserwaschmaschinen) erzeugen<br />
unmittelbar wieder verwendbares wasser. Bringt man<br />
die Richtlinie 91/271/ewG des Rates „über die Behandlung<br />
von kommunalen abwasser“, in der steht, dass gereinigtes<br />
abwasser (artikel 12) und der klärschlamm aus<br />
der abwasserbehandlung (artikel 14) nach möglichkeit<br />
wieder zu verwenden ist, und die Planungsabsichten<br />
des Bürgermeisters von London in deckung, sind wir bei<br />
der „Hochleistungsmembrantechnik zur aufbereitung<br />
von häuslichem Schmutzwasser zu nutzwasser mit dem<br />
Ziel der mehrfachnutzung“. auch wurde im november<br />
2005 auf dem „1. dwa-innovationsforum wasserwirtschaft“<br />
in Bonn sehr deutlich, dass wasserexperten ihre<br />
Gedanken in die Richtung eines kleinräumigen Ressourcenmanagements<br />
lenken. auf der diskursveranstaltung<br />
der tu Berlin „wasser in Ballungsräumen“ am 06. Juni<br />
2006 wurden ansätze wie haushaltszentriert, dezentral,<br />
nutzwassergewinnung und mehrfachnutzung von<br />
kompetenten wissenschaftlern, aufgabenträgern, entwicklern<br />
und Betreibern artikuliert. im Zuge des Vortrags<br />
„integrierte wasserwirtschaft – Problemlösungen<br />
in Ballungsräumen und umland“ wurden von Prof. dr.<br />
Günter klein, direktor am umweltbundesamt mit einer<br />
Selbstverständlichkeit Schaubilder dezentraler wasseraufbereitung<br />
gezeigt, als forsche und entwickle man<br />
bereits seit 1991 an derartigen Lösungen. das wird noch<br />
deutlicher, glaubt man dem Fachverband Betriebs- und<br />
Regenwassernutzung. die Zeit ist reif, in eine sachliche,<br />
fachliche, nachhaltige, sozialverträgliche und gesamtwirtschaftliche<br />
Zukunftsgestaltung der Siedlungswasserwirtschaft<br />
einzusteigen.<br />
das Fehlen europäischer normen für die wiederverwendung<br />
von abwasser ist eines der größten Hindernisse<br />
für die markteinführung von membranbioreaktoren<br />
für die kommunale abwasseraufbereitung ist.<br />
auch die tatsache, dass vorhandene Systeme erst aus<br />
den abschreibungen, Finanz- und Förderrichtlinien herausgefahren<br />
werden müssen, sollten innovateure nicht<br />
davon abhalten, das thema wassermehrfachnutzung<br />
weiter voranzutreiben. eine differenzierte Betrachtung<br />
der Stoffströme im Haushalt sollte es ermöglichen, eine<br />
sachliche Schadstoff- und nutzstoffdiskussion zu führen.<br />
Schließlich gilt es, exportfähige technik zu entwickeln,<br />
um dem deutlich zunehmenden wassermangel in den<br />
megastädten Herr zu werden.<br />
die Verfasser beabsichtigen nicht ausschließlich,<br />
dieses mBR-Verfahren unter den aspekten der kleinkläranlagentechnik<br />
zu sehen. Vielmehr handelt es sich<br />
um die wasseraufbereitung zur wiederholten nutzung<br />
des gereinigten Schmutzwassers auf Basis der gesetzlichen<br />
Grundlagen in nachhaltigen kreislauf- und/oder<br />
kaskadenverfahren, während bei den kleinkläranlagen<br />
eine abgabe in die Vorflut (fließende Gewässer, oberflächengewässer,<br />
Grundwasser) vorgesehen ist. der<br />
Schwerpunkt liegt in der Vermeidung von abwasserströmen<br />
und der mehrfachnutzung behandelten Schmutzwassers,<br />
also einer mehrfachen Verwertung als nutzwasser<br />
z.B. als transportmittel oder zur Bewässerung.<br />
Zumindest dürfte es bei entsprechender Schmutzwasseraufbereitung<br />
am entstehungsort nicht schädlich sein,<br />
wenn dieses klare und farblose, nicht mehr fäulnisfähige<br />
und nur noch mit geringer nährstoffkonzentration beladene<br />
nutzwasser in das Grundwasser infiltriert wird.<br />
diese überlegung wird sicherlich einmal von erheblicher<br />
Bedeutung sein, wenn marode, abgängige kanäle mit<br />
wirtschaftlich vertretbaren mitteln nicht mehr saniert<br />
oder instand gesetzt werden können.<br />
unter Berücksichtigung der Hochleistungsmembrantechnik<br />
lässt sich also die nutzwassergewinnung mit<br />
dem Ziel der mehrfachnutzung insbesondere im ländlichen<br />
Raum und trotz gegenwärtig noch fehlender normen,<br />
schematisch wie folgt darstellen:
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
ein in kaiserslautern bekanntes Beispiel der nutzwassergewinnung<br />
ist der test eines ultra-membanbioreaktors<br />
mit einer hydraulischen Leistung von 400 – 600<br />
Liter am tag. an dieser wassermenge wird deutlich,<br />
dass selbst ohne mehrfachnutzung, also bei Beseitigung<br />
anfallenden überschußwassers in die kanalisation die<br />
Schmutzwasseraufbereitung einer derartigen miniaturanlage<br />
für 1 bis 2 Haushalte ausreicht.<br />
die trenngrenze des keramischen mehrkanalplattenmembranmoduls<br />
liegt bei 200 nm und sichert einen<br />
physikalischen Rückhalt von Bakterien und den hier angedockten<br />
Viren. aufgrund des vollständigen Rückhalts<br />
der Biomasse können höhere trockensubstratsgehalte<br />
(bis zu 20 g/l) eingestellt werden. die entwickler arbeiten<br />
gegenwärtig an einer weiteren Sicherheitsbarriere<br />
gegenüber der aufkonzentration ggf. hochinfektiöser<br />
Biomasse im Reaktor. diesem aufbereitungsprinzip liegt<br />
ein membranbioverfahren mit keramischen ultrafiltrationsmembranen<br />
zugrunde. es dient der aufbereitung,<br />
kreislaufführung oder kaskadierung von häuslichem<br />
oder kommunalem Schmutzwasser und wird nicht mit<br />
dem Ziel einer Gewässernutzung (oberirdische Gewässer,<br />
küstengewässer, Grundwasser) betrieben. die hier<br />
vorgestellte technologie ist teil eines mikrosystemansatzes<br />
zur wasserkaskadierung mit dem Ziel zur Gewinnung<br />
von nutzwasser. im optimalfall kann der durch die<br />
trinkwasserentnahme aufgebrochene wasserkreislauf<br />
hier bereits kleinräumig geschlossen werden. eine haushaltszentrierte<br />
mehrfachnutzung des wassers sowie der<br />
nähr- und mineralstoffe ist möglich. wie bei Gewerbe<br />
und industrie sind damit in einem Haushalt und dem verbundenen<br />
Grundstück Verfahren zur Vermeidung, Verminderung<br />
und Verwendung des Schmutzwasseranfalls<br />
nach art und menge, wie im wHG § 7 gefordert, umsetzbar.<br />
Geeignet sind mBR-Verfahren, die bereits dem<br />
entstehen von abwasser entgegenwirken und damit<br />
auch das gängige konzept „trinkwasser wird zu abwasser“<br />
in Frage stellen. mit diesem ansatz zur Behandlung<br />
von Schmutzwasser und dessen inhaltsstoffen ergibt<br />
sich durch die kreislaufführung und die minderung des<br />
trinkwasserverbrauchs eine Stoffverlustminimierung<br />
im Sinne des industriellen produktionsintegrierten umweltschutzes<br />
(PiuS). es entsteht kein abwasser, solange<br />
nutzwasser in der kaskade oder im kreislauf geführt<br />
wird. innerhalb dieser kaskade wird Schmutzwasser zu<br />
nutzwasser und dabei immer wieder z. B. als transportmittel<br />
in wc-Becken und den Grundleitungen genutzt.<br />
überschusswasser kann im winter gesammelt und im<br />
Sommer über Bewässerungsanlagen an den wurzelraum<br />
belebter Bodenzonen abgegeben werden. die mikrobiologische<br />
Qualität entspricht den international anerkannten<br />
„Gesundheitlichen Richtlinien zur Verwendung<br />
von abwasser in der Landwirtschaft und aquakultur“<br />
der weltgesundheitsorganisation (wHo, 1989), den<br />
bis jetzt einzigen Richtlinien zur wiederverwertung von<br />
kommunalem „abwasser“. diese Richtlinien fordern eine<br />
unterschreitung der Grenzwerte für fäkalcoliforme Bakterien<br />
der eu-Badegewässerverordnung (76/160 ewG)<br />
vom 08.12.1975 um 50 %. die hygienischen Belange von<br />
Bewässerungswasser in der Landwirtschaft, Gartenbau,<br />
Landschaftsbau sowie von Park- und Sportanlagen gemäß<br />
din 19650, ausgabe: 1999-02, werden durch die<br />
mBR-technologie ausnahmslos erfüllt. mit dem gereinigten<br />
wasser wird die für Bewässerungswasser höchste<br />
hygienische Güteklasse erreicht. das Permeat, also hinter<br />
der membran gewonnene nutzwasser, hat nur noch<br />
wenig organische Restbelastung und orientiert sich bezüglich<br />
der keimbelastung an trinkwasserqualität. die<br />
Qualität von trinkwasser zu erreichen ist durch die biologischen<br />
und physikalischen Verfahren zwar möglich, wird<br />
aber zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht angestrebt.<br />
der Beschluss 11/06 des Brandenburgischen Verfassungsgerichtes<br />
„Sie (die Verfassungsbeschwerdeführerin)<br />
bleibt berechtigt, dass bezogene Frischwasser mehrfach<br />
zu nutzen, muss es aber nach der letzten nutzung<br />
der öffentlichen abwasserbeseitigung zuführen“ zeigt<br />
sehr deutlich, dass sogar die Gerichtsbarkeit hinter dem<br />
heute technisch möglichem steht. aus diesem urteil und<br />
unter abwägung nachhaltiger, sozialer und monetärer<br />
Gesichtspunkte kann geschlussfolgert werden, dass<br />
in Zukunft (zunächst in Brandenburg) ein abflussloses<br />
Grundstück betrieben werden kann.<br />
„Sewage transformation to your maximum benefit”<br />
„übergreifend mit Produzenten, allen Beteiligten aus F+e,<br />
wirtschaft, Politik und Verwaltung das durch häuslichen<br />
Gebrauch produzierte Schmutzwasser auf eine höhere<br />
nutzungsebene transformieren“ ist erklärtes Ziel bisher<br />
im Projekt eingebundener akteure (Stichwort „upcycling“).<br />
Transformation<br />
mehrfachverwendung im kreislauf (kwG/afG)<br />
haushaltszentrierte nutzwasserkaskade<br />
grundstückbezogen (dezentral)<br />
hausgruppenweise (semizentral)<br />
Benefit<br />
Gewinnung von nutzwasser<br />
nähr- und mineralstoffe lokal sichern<br />
trinkwassereinsparung (Ressourcenschutz)<br />
Vermeidung von abwasser<br />
wassermehrfachnutzung<br />
Selbsterzeugung (Subsidiaritätsprinzip)<br />
wasserbevorratung<br />
Grundwasseranreicherung
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Die Nutzwasserkaskade<br />
Bei dem vorgesehen haushaltszentrierten, gelegentlich<br />
auch hausgruppenweisen einsatz des mBR-Verfahrens<br />
werden unerwünschte wasserinhaltsstoffe am entstehungsort<br />
zurückgehalten, eliminiert und das gereinigte<br />
wasser einer mehrfachnutzung zugeführt. das Haus<br />
wird mit wasser aus der öffentlichen wasserleitung versorgt.<br />
es wird in das Haus durch einen Zähler eingeführt<br />
und durch die Hauswasserleitungen zu den einzelnen<br />
Zapfstellen verteilt. Hier wird es bei der nutzung mit<br />
Stoffen beladen, die eine Sauerstoffzehrung und hygienische<br />
Belastung verursachen. Bei der membranfiltration<br />
wird das belastete wasser in einer Vorlage gesammelt<br />
und einem ultra-membranbioreaktor zugeführt. Hier<br />
werden die sauerstoffzehrenden Substanzen durch mikrobielle<br />
einwirkung abgebaut. alle mikroorganismen<br />
werden durch die membran im Reaktor zurückgehalten,<br />
so dass das gereinigte wasser als nutzwasser wieder in<br />
das Haus zurückgeführt werden kann. es wird dann über<br />
eine 2. Leitung dorthin geführt, wo es sinnvoll anstel-<br />
6<br />
le von trinkwasser genutzt werden kann: wie z. B. zur<br />
toilettenspülung, zum waschen und Reinigen sowie zur<br />
Gartenbewässerung.<br />
Weitere Überlegungen im Zusammenhang mit der<br />
Membranbiotechnologie<br />
eine Beschleunigung der weiterentwicklung, Perfektionierung<br />
und miniaturisierung der membranbiotechnologie<br />
wird einsetzen, wenn die Bandbreite zwischen trink-<br />
und abwasser neu definiert wird. Folgt man dem/den<br />
wassergesetz(en), ist die Schnittstelle, also der absolute<br />
„übergabepunkt“ an der Zapfstelle im Haushalt definiert.<br />
abwasser fällt also bereits an, wenn das trinkwasser<br />
den Hahn verlässt. das mag ja bis heute bei fehlender<br />
notwendigkeit einer effizienten Ressourcennutzung<br />
auch richtig gewesen sein. erweiterter Stand der technik<br />
macht nunmehr die wiederholte u./o. mehrfachnutzung<br />
von wasser im häuslichen Bereich möglich. Bereits hier<br />
wird deutlich, dass auch für den Haushalt (ähnlich wie<br />
bei Gewerbe und industrie – Brauch- bzw. Betriebswas-
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
ser) über eine neue klassifizierung und Bezeichnung<br />
nachgedacht werden muss. in Brandenburg werden<br />
bereits nutzwassergewinnungsanlagen – bisher nur im<br />
ländlichen Bereich – betrieben, in denen alles bezogene<br />
trinkwasser für mensch, Haustier und Pflanze auf dem<br />
Grundstück gebraucht wird, de fakto also kein abwasser<br />
mehr anfällt. das bedeutet: Gesellschaftlich ist ein<br />
andere klassifizierung des wassers einzuführen. „trinkwasser“<br />
und „abwasser“ bezeichnen die Bereitstellung<br />
von nahrung und den transport von abfällen. eine erweiterung<br />
mit dem Begriff „nutzwasser“ dient der lokalen<br />
mehrfachnutzung, folgt nachhaltigen ansätzen und<br />
dient einer effizienten Ressourcennutzung durch bzw.<br />
für den menschen.<br />
Zentrale kläranlagen bewältigen eine große hydraulische<br />
Belastung vermischter abwässer aus dem<br />
kanalnetz. Sie sind Packesel klassischer abwassebehandlungen<br />
und grundsätzlich nicht dafür gebaut, arzneimittelrückstände<br />
aus dem wasser zu eliminieren. arzneimittelrückstände<br />
können optimal am entstehungsort<br />
selbst, wo wenig hydraulische Belastung und wenig<br />
Vermischung stattgefunden hat, bereits in der Belebung,<br />
also vor der membran als physikalische Sperre behandelt<br />
werden.<br />
Besteht künftig die Bereitschaft, sich von den klassischen<br />
abwasserbehandlungsmodellen hin zu neuen<br />
Schmutzwasseraufbereitungssystemen zu bewegen, erschließen<br />
sich bei klima-, standortangepaßter und bedarfgerechter<br />
Steuerung der nähr- und mineralstoffgewinnung<br />
des wassers völlig neue und weitere innovative<br />
ansätze der wasserwirtschaft. ein ganzheitlicher Systemansatz<br />
„wasser, Boden, Luft und wärme“ eröffnet<br />
z.B. beim Präzisionsfarming völlig neue Geschäftsfelder<br />
der energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen.<br />
Fazit<br />
- industriell übliche Vorgehensweisen im Sinne von<br />
Stoffverlustminimierungen und effizienter kreislaufführung<br />
sind auch beim haushaltszentrierten ansatz<br />
technisch und wirtschaftlich darstellbar.<br />
- membranbioreaktionsverfahren sollten auch in Haushalten<br />
im Sinne des krw-/abfG betrachtet werden.<br />
- die wiederverwendung von nutzwasser ist hygienisch<br />
unbedenklich.<br />
- Zukünftige entwicklungen der mBR-technik führen<br />
durch weitere Barrieren zu trinkwasserqualität.<br />
- in wassermangelgebieten kann das nutzwasser als<br />
wasserressource betrachtet werden.<br />
Textgrundlagen<br />
- Gesundheitlichen Richtlinien zur Verwendung von<br />
abwasser in der Landwirtschaft und aquakultur,<br />
(wHo, 1989) – Health Guidelines for the use of<br />
wastewater in agriculture and aquaculture, techn.<br />
Rep. Ser. 778, wHo, Geneva, 1989<br />
- eu-Badegewässerverordnung (76/160 ewG) vom<br />
08.12.1975<br />
- din 19650, ausgabe:1999-02<br />
- Gesetz zur ordnung des wasserhaushalts (wHG)<br />
- Richtlinien des Rates vom 21. mai 1991 über die Behandlung<br />
von kommunalen abwasser (91/271/ewG)<br />
artikel 12 „Gereinigtes abwasser soll nach möglichkeit<br />
wieder verwendet werden“<br />
- „aktionsplan für umwelttechnologie in der europäischen<br />
union“ (kom(2004)38 – endgültig, 28.<br />
Januar 2004)<br />
- Stellungnahme des europäischen wirtschafts- und<br />
Sozialausschusses zu dem thema „Realitäten und<br />
chancen für angepasste umwelttechnologien in den<br />
Beitrittsländern (nat/203 – 31. märz 2004)<br />
- kreislaufwirtschafts- und abfallgesetz<br />
7
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Umrüstung von mechanischen Kleinkläranlagen zur biologischen Reinigung<br />
Stefan dülk, Schmalenberg<br />
am ende des Sommers mag sich der ein oder andere im<br />
auditorium noch einmal gern an seinen Sommerurlaub<br />
erinnern. Vielleicht haben Sie ihren urlaub auf einer einsamen<br />
insel oder auf einer Berghütte verbracht.<br />
als Personen, die wir irgendwie alle mit abwasser zu<br />
tun haben, mögen wir überlegen wie das abwasser der<br />
Berghütte wohl entsorgt wird – oder ob es wie im Fall<br />
der einsamen insel uns möglicherweise im meer in der<br />
einen oder anderen weise wieder begegnet – ein zugegebener<br />
maßen nicht allzu erfreulicher Gedanke.<br />
Zum Glück kann man sagen, dass solche Zustände –<br />
zumindest in unserem Land – so gut wie vollständig der<br />
Vergangenheit angehören. So hatte man schon in den<br />
60er Jahren nicht nur die notwendigkeit des Sammelns<br />
von abwasser erkannt, sondern man beschäftigte sich<br />
sogar mit der Reinigung durch ausfaulung.<br />
im Gegensatz zu den ungeteilten Sammelgruben verfügten<br />
diese so genannten ausfaulgruben über eine<br />
Zwei- bzw. dreiteilung, meist im Verhältnis von ½ + ¼<br />
+ ¼. da eine Reinigung durch ausfaulung das abwasser<br />
nur im Bereich von 35 - 40% reinigt, erkannte man recht<br />
schnell den Bedarf einer weitergehenden Reinigungsstufe.<br />
Hierbei richtete man den Blick auf die kommunalen<br />
kläranlagen und übernahm die beiden verbreitesten<br />
techniken auch für den kleinkläranlagensektor – das Belebtverfahren<br />
und den tropfkörper. man bediente sich<br />
der ausfaulgruben als Vorreinigung und schaltete die<br />
genannten Verfahren als nachklärstufe hinterher. die<br />
Reinigungsleistung konnte deutlich verbessert werden,<br />
allerdings um den Preis von weiteren tiefbauarbeiten im<br />
Garten der Betreibers – eine manchmal gar schmerzliche<br />
zu treffende entscheidung.<br />
anfang der 1990er Jahre entwickelte eine mittelständische<br />
Firma im westen deutschlands das erste wirkliche<br />
klasse cSB*<br />
in mg/l<br />
8<br />
BSB 5 *<br />
in mg/l<br />
nH 4 -n**<br />
in mg/l<br />
n anorg **<br />
in mg/l<br />
P**<br />
in mg/l<br />
vollbiologische nachrüstverfahren – das getauchte Festbett<br />
– welches in eine vorhandene dreikammerausfaulgrube<br />
mit adäquater Größe eingebaut werden konnte.<br />
die Reinigungsleistung dieses Verfahrens beeindruckte<br />
viele anfänglich noch recht skeptische Fachleute – ließ<br />
sich doch ein recht stabiler kohlenstoffabbau erzielen.<br />
Heute zählt dieses nachrüstverfahren zu den meistverkauften<br />
vollbiologischen Systemen mit der erweiterten<br />
möglichkeit zur nitrifikation als auch zur denitrifikation.<br />
doch bevor wir uns mit den heutigen möglichkeiten<br />
von kleinkläranlagen beschäftigen, die meist alle als<br />
nachrüstungen angeboten werden, lassen Sie uns noch<br />
einige Gedanken über die eigentliche nachrüstung von<br />
kleinkläranlagen machen.<br />
Welche Erfordernisse sind zwingend notwendig,<br />
um eine Erfolg versprechende Reinigung des<br />
Abwassers zu erzielen?<br />
• korrekte Bemessung<br />
• dichtigkeit der Grube (besonders bei Ringbauweise)<br />
• Funktionierende abtrennung der einzelnen kammern<br />
• dichtigkeit der Zu- bzw. ableitungen<br />
• Funktionstüchtigkeit der entlüftung<br />
• ordnungsgemäßer einbau des Rüstsatzes<br />
• einweisung des Betreibers in Pflichten und Verfahren<br />
(eigenkontrolle)<br />
• wartung durch Fachunternehmen (Zertifizierung<br />
durch dwa)<br />
Welche Reinigungsleistungen und Verfahren sind<br />
heute möglich, und wie sind Kleinkläranlagen mit<br />
dem heutigen Stand der Technik zu betrachten?<br />
Serienmäßig hergestellte mechanisch-biologische kleinkläranlagen<br />
mit einer Zulassung des deutschen insti-<br />
faecal coliforme<br />
keime*<br />
c 150 40 75<br />
n 90 20 10 50<br />
d 90 20 10 25 50<br />
+ P 2<br />
+ H 100<br />
*ermittelt aus der qualifizierten Stichprobe, bei faecal coliformen keimen einfache Stichprobe<br />
** ermittelt aus der 24-Stunden-mischprobe<br />
abfiltriebare Stoffe*<br />
in mg/l
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
tutes für Bautechnik teilt kleinkläranlagen nach din en<br />
12566-3 (Stand Januar 2005) in folgende Reinigungsklassen<br />
ein:<br />
1. anlagen mit kohlenstoffelimination: klasse c<br />
2. anlagen mit zusätzlicher nitrifikation: klasse n<br />
3. anlagen mit zusätzlicher denitrifikation: klasse d<br />
4. anlagen mit zusätzlicher Phosphorelimination:<br />
klasse c, n, d, +P<br />
5. anlagen mit zusätzlicher Hygienisierung: klasse c, n,<br />
d, +H<br />
Welche Anforderungswerte werden an die genannten<br />
Klassen gestellt?<br />
nachdem sich die Behörde und der Planer mit den zu<br />
erfüllenden anforderungswerten zur Reinigungsleistung<br />
beschäftigt haben und dieses „Soll-erfordernis“ mit den<br />
beim Betreiber vorhandenen „ist-Zustand“ abgeglichen<br />
haben, sollte eine bezahlbare Lösung ins auge gefasst<br />
werden. Hierbei bieten die nachrüstverfahren eine echte<br />
alternative um eine vollbiologische kläranlage zu betreiben.<br />
allerdings bleibt immer noch die Frage zu klären:<br />
Welches Verfahren wird ausgewählt?<br />
Zum Stand Januar 2006 lagen 97 allgemeine bauaufsichtliche<br />
Zulassungen des diBt für serienmäßig hergestellte<br />
kleinkläranlagen vor, was die entscheidung<br />
nicht einfacher macht. Leider werden unter dieser angebotslast<br />
häufig falsche Verfahren für den spezifischen<br />
anwendungsfall ausgewählt. So mag der Laie in seinem<br />
Baumarkt nach entscheidungshilfe fragen oder das örtliche<br />
tiefbauunternehmen soll die kläranlage auswählen,<br />
womit diese Firmen meist überfordert sind. Selbst<br />
für architekten, die nur selten zu kleinkläranlagen befragt<br />
werden, mag es eine echte Herausforderung sein,<br />
die richtige entscheidung zu treffen.<br />
obwohl alle zugelassenen Verfahren die Sollwerte auf<br />
dem ausgewählten Prüffeld erfüllt haben, gibt es von<br />
anwender zu anwender unterschiedliche kriterien, die<br />
entscheidend für den Reinigungserfolg sind:<br />
• wie ist die anlage auszulegen (ew – Bestimmung)?<br />
• wie viel Personen sind effektiv an die anlage angeschlossen?<br />
• was für Personen sind angeschlossen (älteres ehepaar<br />
– junge Familie)?<br />
• wie sind die Gewohnheiten des Betreibers (z. B. nur<br />
zeitweise belegt)?<br />
• Soll die technik in der Grube oder außerhalb installiert<br />
werden?<br />
• wie sind die unterhaltskosten?<br />
• wer kann die wartung übernehmen?<br />
Die wichtigsten Verfahren im Überblick<br />
die gängigsten und zukunftsorientiertesten Verfahren<br />
im Bereich kleinkläranlagen sind eindeutig<br />
• das Festbett-Verfahren,<br />
• das SBR-Verfahren und<br />
• das membranbelebungs-Verfahren.<br />
Das Festbett-Verfahren<br />
Belüftete Festbett-anlagen benötigen für die Reinigung<br />
des abwassers drei getrennte kammern in einer oder<br />
mehreren Gruben: für die Vorklärung, für die biologische<br />
Reinigung und für die nachklärung. das Funktionsprinzip<br />
dieser anlagen ist vergleichbar mit dem großer kläranlagen,<br />
bei denen dem abwasser zum Schadstoffabbau<br />
gezielt Luft und damit Sauerstoff zugeführt wird.<br />
Wie funktioniert es genau?<br />
die erste kammer der anlage dient zur Feststoffabscheidung<br />
(Vorklärung). Von dort aus wird das abwasser<br />
zur biologischen Reinigung in die zweite kammer<br />
geleitet.<br />
am Boden der zweiten kammer sind Belüfter angebracht,<br />
die das abwasser in regelmäßigen abständen<br />
mit einer genau definierten Luftmenge vermischen. über<br />
den Belüftern ist das getauchte Festbett installiert (1).<br />
die im abwasser vorhandenen mikroorganismen siedeln<br />
sich darauf an. es bildet sich ein „Biofilm“, der durch<br />
die im abwasser vorhandenen nährstoffe in kombination<br />
mit der gezielten Belüftung des Festbetts optimale<br />
„arbeitsbedingungen“ erfährt.<br />
überschüssige mikroorganismen werden durch die<br />
aufströmende Luft vom Festbett zwischenzeitlich immer<br />
wieder gelöst und mit dem biologisch gereinigten wasser<br />
in die dritte kammer zur nachklärung gespült.<br />
dort setzen sie sich am Boden als so genannter überschussschlamm<br />
ab, der über einen druckluftheber (2)<br />
zurück in die erste kammer zur Vorklärung befördert<br />
wird, bevor das gereinigte wasser die anlage verlässt.<br />
Welche Vorteile hat die belüftete Festbett-Anlage?<br />
• ideal zur nachrüstung bestehender mehrkammergruben<br />
9
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
• Festbett aus kunststoffröhren mit Gitterstruktur,<br />
getaucht (= optimaler mikrobakterieller Lebensraum)<br />
• Verschleißfreier, druckluftbetriebener Heber anstatt<br />
elektrischer Pumpen<br />
• keine rotierenden und elektrischen Verschleißteile im<br />
wasser<br />
• nur dauerbeständige kunststoff- und edelstahlteile<br />
• einfache montage durch Behälteröffnung (mannloch)<br />
• wartungsfreundlicher aufbau und geprüfte Qualität<br />
(diBt-Prüfsiegel)<br />
Das SBR-Verfahren<br />
die abkürzung SBR steht für „sequencing batch reactor“,<br />
was frei ins deutsche übersetzt bedeutet „sequenziell<br />
(also fortlaufend nacheinander) beschickter Reaktor“.<br />
Beim SBR-Verfahren finden alle zur biologischen<br />
Reinigung des abwassers notwendigen Schritte in festgelegter<br />
zeitlicher abfolge in ein und derselben kammer<br />
statt.<br />
Wie funktioniert es genau?<br />
eine kammer übernimmt die mechanische Vorklärung.<br />
danach wird das abwasser in den biologischen klärbereich<br />
transportiert (1). während dieses Vorgangs<br />
und auch noch einige Zeit danach wird der biologische<br />
klärbereich belüftet. das heißt, Sauerstoff wird gezielt<br />
zugesetzt. dadurch „belebt“ sich der Schlamm und die<br />
mikroorganismen verrichten ihr reinigendes werk.<br />
nach der Belüftung folgt eine Ruhephase. dabei trennt<br />
sich das klare wasser vom Belebtschlamm, der sich auf<br />
dem Grund absetzt. nun wird zuerst eine genau definierte<br />
menge des gereinigten abwassers abgeleitet (2).<br />
dann wird der überschüssige teil des Belebtschlamms in<br />
die erste kammer zurückbefördert (3). der biologische<br />
klärbereich kann nun erneut „beschickt“ werden.<br />
übrigens: konzeption und Qualität der Steuerungstechnik<br />
haben maßgeblichen einfluss auf die Reinigungsleistung.<br />
Je exakter die Belüftungsintervalle gesteuert werden,<br />
desto besser sind die abwasserwerte.<br />
0<br />
Welche Vorteile hat eine druckluftbetriebene SBR-<br />
Anlage?<br />
• neue Behälter benötigen nur zwei kammern und ab<br />
rund 3.000 Liter mindestvolumen für vier Personen<br />
• Verschleißfreie, druckluftbetriebene Heber anstatt<br />
elektrischer Pumpen<br />
• keine rotierenden und elektrischen Verschleißteile im<br />
wasser<br />
• nur dauerbeständige kunststoff- und edelstahlteile<br />
• einfach montage durch die Behälteröffnung (mannloch)<br />
• wartungsfreundlicher aufbau<br />
Die Membranfiltration<br />
das System der Firma Hans Huber aG, Berching, beruht<br />
auf einer kombination aus dem Belebtschlammverfahren<br />
und der abtrennung des zu klärenden abwassers<br />
mit getauchten ultrafiltrationsmembranen und bedient<br />
sich im wesentlichen dreier Verfahrensschritte: der Vorklärung,<br />
der Belebung und der membranfiltration.<br />
Wie funktioniert es genau?<br />
1) in der ersten Reinigungsstufe (erste und – falls<br />
vorhanden – zweite kammer) setzen sich größere<br />
Feststoffe ab. das somit vorgereinigte abwasser<br />
wird nun der letzten kammer zur weiteren Reinigung<br />
zugeführt.<br />
2) in der zweiten Reinigungsstufe (letzte kammer) wirken<br />
zudem biologische kräfte reinigend. mikroorganismen<br />
(kleinstlebewesen) fressen die Schmutzstoffe<br />
und reinigen dadurch das abwasser auf biologische<br />
art und weise. dies nennt man „Belebtschlammverfahren“.<br />
danach erfolgt die dritte Stufe: die trennung<br />
der mikroorganismen vom gereinigten wasser.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
3) Hier tritt das wasser nun den endspurt zu höchster<br />
Reinheit an: eine hochinnovative membranfiltrationseinheit<br />
mit einem Belüftungssystem filtriert das<br />
wasser nun durch Poren, die um das 1.500-fache<br />
kleiner sind als der durchmesser eines menschlichen<br />
Haares!<br />
alle Feststoffe und Bakterien sowie nahezu alle keime<br />
sind nun aus dem wasser entfernt!<br />
Welche Vorteile hat die druckluftbetriebene<br />
Membran-Anlage System Huber?<br />
• Hervorragende ablaufqualität (bakterien- und nahezu<br />
keimfrei) entsprechend den anforderungen der<br />
eu-Richtlinie für Badegewässer<br />
• die zukunftssichere Lösung – deutliche unterschreitung<br />
der gesetzlichen anforderungen<br />
• externe aufstellung aller aggregate, keine elektrischen<br />
oder bewegten Bauteile in der Grube<br />
• unempfindlich gegen über- und unterlast<br />
o Hydraulisch durch niveauerfassung und intelligente<br />
Steuerung<br />
o Schmutzfrachten durch erhöhte Biomassekonzentration<br />
• komfortable Probenahme einer stets repräsentativen<br />
Probe jederzeit direkt an der Steuereinheit – und das<br />
direkt ab dem ersten tag!<br />
• kompakte, Platz sparende und sehr robuste edelstahlbauweise<br />
• kann als Rückgewinnungsverfahren den trinkwasserverbrauch<br />
um bis zu 40% reduzieren: nutzung für<br />
o Gartenbewässerung<br />
o toilettenspülung<br />
o waschmaschine<br />
obwohl der Sommerurlaub in den meisten Fällen vorbei<br />
sein mag, bleibt das thema abwasserbeseitigung<br />
doch in unseren köpfen. mit nachrüstverfahren haben<br />
wir eine kostengünstige Lösung um vorhandene kläranlagen<br />
– sofern die Größe und der bauliche Zustand<br />
es erlauben – mit nachrüstsätzen von hervorragender<br />
Reinigungsleistung zu ertüchtigen.<br />
Vielleicht ist dies eine echte chance nicht nur unser<br />
Land auf dieses hohe abwasserreinigungsniveau zu<br />
bringen, sondern deutsche technik zur erhaltung der<br />
umwelt in ganz europa und möglicherweise weltweit<br />
einzusetzen.<br />
1
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
Notwendigkeit und Konzepte für eine nachhaltige Abwasserentsorgung<br />
dr.-ing. Jo Hansen, dr.-ing. Heidrun Steinmetz, Prof. dr.-ing. theo G. Schmitt, kaiserslautern<br />
Problemstellung<br />
die herkömmliche, vor mehr als 100 Jahren entwickelte<br />
methode zur abwasserentsorgung in Siedlungsgebieten<br />
in den west- und mitteleuropäischen Ländern sowie in<br />
nordamerika beruht auf dem Prinzip, im Haushalt anfallende<br />
menschliche ausscheidungen sowie sonstige anfallende<br />
belastete abwässer aus Haushalt und Gewerbe<br />
zu vermischen und – im mischverfahren zusammen mit<br />
dem Regenwasser – über eine so genannte Schwemmkanalisation<br />
einer kläranlage zuzuführen. nach Schätzungen<br />
sind rund 95% der Städte in europa und nordamerika<br />
mit dem System ‚Schwemmkanalisation +<br />
Zentralkläranlage’ ausgestattet [RakeLmann 2002].<br />
das System erfüllt die Ziele, das abwasser möglichst<br />
schnell vom Verbraucher wegzutransportieren – und<br />
damit abwasserbürtige krankheiten zu vermeiden – sowie<br />
die nährstoffe durch biologische und physikalischchemische<br />
Reinigungsprozesse weitgehend von den<br />
Gewässern fernzuhalten, in der Regel zufrieden stellend<br />
mit vertretbarem energieaufwand. Vor dem Hintergrund<br />
der aktuellen und zukünftigen Herausforderungen weist<br />
das System jedoch auch erhebliche defizite auf [z.B. Gu-<br />
JeR, LaRSen 1998; LanGe, otteRPoHL 1997; otteRPoHL,<br />
oLdenBuRG 1998 und 2002; RudoLPH, ScHäFeR<br />
2002] wie z.B.:<br />
• Vermischung und Verdünnung von (ab-) wässern<br />
unterschiedlicher Qualität; dadurch erschwerte Reinigung<br />
in kläranlagen bzw. abschläge von ungereinigtem<br />
mischwasser direkt in die Gewässer<br />
• Verlust von hochwertigen nährstoffen (Stickstoff,<br />
Phosphat, kalium)<br />
• Schaffung einer Reststoffproblematik ((belasteter)<br />
klärschlamm)<br />
• Zunehmende antibiotikaresistenzen, die vermutlich<br />
durch kommunale kläranlagen begünstigt werden<br />
• hoher Verbrauch von hochwertigem trinkwasser zu<br />
transportzwecken<br />
• Hohe anfälligkeit der zentralen Systeme gegenüber<br />
katastrophen (z.B. erdbeben, überschwemmungen)<br />
• aufwendige infrastruktur mit hoher materialintensität<br />
(kosten) und geringer Flexibilität<br />
• Hohe Qualifikation des Betriebspersonals erforderlich<br />
• Geringe tauglichkeit in anderen klimazonen<br />
die vorgenannten Gründe führen auch teilweise dazu,<br />
dass ein export der Systeme in entwicklungs- und<br />
Schwellenländer ungeeignet erscheint und damit deutsche<br />
abwasser-entsorgungs-unternehmen auf dem<br />
weltmarkt derzeit nicht als konkurrenzfähig eingestuft<br />
werden (HieSSL, touSSaint 1999).<br />
Bereits seit einigen Jahren wird daher an neuen, sogenannten<br />
‚alternativen Sanitärkonzepten’ (ecosan (ecological<br />
sanitation)– bzw. deSaR (dezentralizes Sanitation<br />
and Reuse) -konzepte) gearbeitet, bei denen die oben<br />
genannten Probleme vermieden werden sollen. ein wesentlicher<br />
Grundsatz dieser konzepte besteht darin, die<br />
abwasserinhaltstoffe nach ihrer Herkunft zu trennen<br />
und einer differenzierten nutzung zuzuführen [otteRPoHL<br />
et aL. 1999; LaRSen, GuJeR 2002].<br />
nach ihrer Herkunft und charakteristik sind folgende<br />
abwasserteilströme zu unterscheiden [aLBoLd 2001;<br />
PaRiS, wiLdeReR 2002]:<br />
• Schwarzwasser: Sanitärabwasser aus toiletten und<br />
urinalen<br />
• Gelbwasser: separat gesammelter urin aus Separationstoiletten<br />
und urinalen (ggf. inkl. des Spülwassers)<br />
• Braunwasser: Schwarzwasser ohne Gelbwasser<br />
• Grauwasser: häusliches abwasser; bspw. aus küche,<br />
Bad, dusche, waschmaschine<br />
Fast alle im abwasser enthaltenen nährstoffe sind im<br />
Schwarzwasser zu finden: der urin enthält fast die gesamte<br />
Stickstofffracht (ca. 87%), zusätzlich noch etwa<br />
die Hälfte der Phosphatfraktion (50%) sowie 54% des<br />
kaliumanteils. in den Fäkalien ist etwa die Hälfte der<br />
cSB-Fraktion sowie etwa 40% der Phosphatfracht enthalten;<br />
das Grauwasser enthält weitere 40% des gesamt<br />
anfallenden cSB sowie etwa 34% des kaliums, während<br />
Stickstoff und Phosphor nur in geringen Prozentanteilen<br />
vorhanden sind [otteRPoHL, oLdenBuRG 1998 und<br />
2002].<br />
Ziel von ecosan-konzepten ist es daher, die anfallenden<br />
nährstoffe einer sinnvollen Stoffverwendung bspw. als<br />
dünger zuzuführen. wesentliche Voraussetzung hierfür<br />
ist ein hygienisch einwandfreies Produkt. in den letzten<br />
Jahren ist darüber hinaus der eintrag von Rückständen<br />
aus medikamenten und Hormonpräparaten sowie antibiotika<br />
im mittelpunkt der Betrachtungen gerückt. eine<br />
Lösung dieser Problematik steht jedoch noch aus [atVdVwk<br />
2003].<br />
im nachfolgenden Beitrag werden wesentliche ansätze<br />
für eine nachhaltige abwasserentsorgung beschrie-
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
ben und diskutiert sowie ein modellvorhaben vorgestellt,<br />
das zur Zeit an der tu kaiserslautern in Zusammenarbeit<br />
mit Partnern aus Hochschulen und der industrie im auftrag<br />
des Bundesministeriums für Bildung und Forschung<br />
(BmBF) durchgeführt wird.<br />
Konzepte und Strategien für eine nachhaltige<br />
Abwasserentsorgung<br />
nachhaltige konzepte und Strategien zur abwasserentsorgung<br />
sollten auf folgenden grundlegenden<br />
Säulen beruhen:<br />
• trennung und Behandlung der teilströme am anfallort<br />
• Schließung von wasser- und Stoffkreisläufen<br />
• Lokale nutzung vorhandener nährstoffe<br />
nachfolgend werden beispielhaft einige aktuelle Projekte<br />
vorgestellt, bei denen die Grundsätze der nachhaltigen<br />
abwasserentsorgung verfolgt werden.<br />
die trennung von Schwarzwasser und Grauwasser<br />
[http://www.nolde-partner.de/pdf/grauwasserrecycling.<br />
pdf] bzw. urin und Grauwasser kennzeichnen eine Vielzahl<br />
von Projekten, die seit mitte der 90er Jahre insbesondere<br />
in Skandinavien, Österreich und deutschland<br />
durchgeführt wurden [wiLdeReR, PaRiS 2001; otteRPoHL<br />
et aL. 2002; PeteR-FRÖHLicH et aL. 2003]. Hierbei<br />
zeichnen sich mehrere grundlegende untervarianten<br />
ab:<br />
• Sammlung der Fäkalien in Vakuumtoilettensystemen;<br />
anaerobe Behandlung des anfallenden Schwarzwassers<br />
mit Biogasgewinnung; Grauwasserbehandlung<br />
in technischen oder naturnahen anlagen. namhafte<br />
Projekte hierbei sind bspw. die Ökologische Siedlung<br />
in Lübeck-Flintenbreite [http://www.flintenbreite.<br />
de], die Vauban-Siedlung in Freiburg [http://www.<br />
vauban.de] oder auch die Solarsiedlung in karlsruhe.<br />
• einsatz von Separationstoiletten; Verwendung des<br />
urins als dünger nach vorheriger Speicherung; ggf.<br />
Rotte oder kompostierung der Fäkalien; Grauwasserbehandlung<br />
in technischen oder biologischen<br />
anlagen. Beispiele hierfür sind das Projekt in der<br />
Lambertsmühle [Bonner agrikulturchemische Reihe,<br />
Band 21 (2005), oLdenBuRG et aL., 2002; http://<br />
www.otterwasser.de], die Solarcity in Linz-Pichling<br />
[RudoLPH, ScHäFeR 2002] oder auch das Projekt in<br />
Berlin-Stahnsdorf [PeteR-FRÖHLicH et aL., 2003].<br />
das integrative Forschungsprojekt noVaQuatiS<br />
[http://www.novaquatis.eawag.ch], das seit dem Jahr<br />
2000 an der eidgenössischen anstalt für wasserversorgung,<br />
abwasserreinigung und Gewässerschutz (eawaG)<br />
in dübendorf (Schweiz) durchgeführt wird, befasst sich<br />
mit der urinseparierung als wesentlichem element der<br />
abwasserreinigung. Ziel ist es, den Gewässerschutz bezüglich<br />
nährstoffen und mikroverunreinigungen zu optimieren<br />
und nährstoffkreisläufe zu schließen.<br />
das Bundesministerium für Bildung und Forschung<br />
(BmBF) fördert seit einiger Zeit innovative Projekte, die<br />
sich mit dezentraler abwasseraufbereitung und alternativen<br />
Sanitärkonzepten beschäftigen.<br />
das demonstrationsvorhaben ‚deuS (dezentrales urbanes<br />
infrastruktursystem) 21 – nachhaltiger umgang<br />
mit wasser in Siedlungsräumen’, das unter der Federführung<br />
des Fraunhofer–institutes für Grenzflächen- und<br />
Bioverfahrenstechnik (iGB) in knittlingen durchgeführt<br />
wird, hat das Ziel, eine fortschrittliche und nachhaltige<br />
wasserinfrastruktur für wohngrundstücke aufzubauen.<br />
das in den Haushalten anfallende abwasser wird hierbei<br />
über ein Vakuumsystem abgesaugt und zentral (anaerob)<br />
unter Verwendung einer membrananlage aufbereitet.<br />
die organischen Bestandteile im wasser werden<br />
dabei zu Biogas aufbereitet, das die Gesamtanlage mit<br />
Strom und wärme versorgt. die nährstoffe Stickstoff<br />
und Phosphor werden zu düngesalz umgesetzt. das<br />
gereinigte wasser wird versickert. in der anaerobanlage<br />
können zudem die biologischen küchenabfälle (nach<br />
einer Zerkleinerung über küchenabfallzerkleinerer) verarbeitet<br />
werden. Parallel dazu wird das auf den Grundstücken<br />
anfallende Regenwasser gesammelt und in einer<br />
membrananlage aufbereitet. das gereinigte wasser<br />
kann dann im Haushalt als Brauchwasser verwendet<br />
werden [http://www.isi.fhg.de].<br />
im Rahmen des Projektes ‚moduLaaRe – integrierte<br />
module zur hocheffizienten abwasserreinigung, abfallbehandlung<br />
und regenerativen energiegewinnung in<br />
tourismus Ressorts’ soll beispielhaft in einem türkischen<br />
Ferienhotel ein innovatives, dezentrales und modulares<br />
anlagenkonzept zur abwasserreinigung, abfallbehandlung<br />
und energiegewinnung im praktischen Betrieb getestet<br />
werden [http://www.iswa.uni-stuttgart.de/awt/<br />
forschung/forschung_modulaare.html]. Hierbei werden<br />
eine membranbelebungsanlage zur Reinigung der in<br />
dem Hotel anfallenden abwässer mit einer Vergärungsanlage<br />
zur Verwertung der organischen abfälle aus küche<br />
und Grünanlagen miteinander kombiniert. der bei<br />
der abwasserreinigung anfallende überschussschlamm<br />
kann der Vergärungsanlage zugesetzt werden; das anfallende<br />
Permeat der membrananlage wird zur Bewässerung<br />
der Grünflächen verwendet. die untersuchungen<br />
werden federführend von der universität Stuttgart, abteilung<br />
abwassertechnik, geleitet.<br />
das Verbund-Forschungsvorhaben ‚SanSed – Schließen<br />
von landwirtschaftlichen nährstoffkreisläufen über<br />
hygienisch unbedenkliche Substrate aus dezentralen
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
wasserwirtschaftssystemen im mekong-delta, Vietnam’<br />
[http://www.sansed.uni-bonn.de] wird gemeinsam von<br />
den universitäten Bonn, Bochum und cantho bearbeitet.<br />
Ziel des Projektes im Bereich der abwasserentsorgung<br />
ist die erarbeitung und anpassung von technologien für<br />
die Hygienisierung und Rückführung von Reststoffen<br />
aus dezentraler abwasserreinigung in die landwirtschaftliche<br />
nutzung, um zu wirtschaftlich tragfähigen<br />
konzepten für tropische überschwemmungsgebiete zu<br />
kommen.<br />
neben dezentralen Low-tech-Systemen, die für eine<br />
anwendung in entwicklungsländern geeignet erscheinen,<br />
besteht nach wiLdeReR (2004) ein großer Bedarf<br />
an leistungsfähigen, möglichst kostengünstigen anlagen,<br />
die stark variierende Volumen- und massenströme<br />
bewältigen können. High-tech-Systeme, die durch<br />
moderne informationstechnik überwacht und optimiert<br />
werden, weisen aus seiner Sicht ein großes marktpotenzial<br />
auf.<br />
nachfolgend werden ansätze für ein für den export<br />
entwickeltes High-tech-System beschrieben, dass derzeit<br />
an der tu kaiserslautern in Zusammenarbeit mit<br />
namhaften unternehmen sowie anderen Hochschulen<br />
entwickelt und in der Großtechnik erprobt wird.<br />
Das Projektes ‚KOMPLETT’<br />
Grundideen des Systems<br />
das vom BmBF finanzierte modellvorhaben mit dem<br />
titel ‚entwicklung und kombination von innovativen Systemkomponenten<br />
aus Verfahrenstechnik, informationstechnologie<br />
und keramik zu einer nachhaltigen Schlüsseltechnologie<br />
für wasser- und Stoffkreisläufe – Projekt<br />
komPLett’ (2005 – 2008) hat zum Ziel, die neuesten<br />
entwicklungen aus verschiedenen Branchen – mit zurzeit<br />
geringen Berührungspunkten – zu einer innovativen<br />
Schlüssel-technologie zu verschmelzen.<br />
dabei sollen die kompetenzen der beteiligten unternehmen<br />
im Bereich der Sanitärkeramik, der wasserbehandlung,<br />
des anlagenbaus und der mess-,Regel- und<br />
informationstechnik genutzt werden, um ein dezentrales,<br />
fernüberwachtes, intelligentes System mit geschlossenen<br />
materialkreisläufen zu entwickeln.<br />
das System beruht hierbei auf folgenden Grundsätzen:<br />
• die abwasserentsorgung, die wasserversorgung und<br />
die Reststoffentsorgung werden nicht, wie bisher<br />
üblich, als entkoppelte Systeme betrachtet, sondern<br />
als einheit gesehen.<br />
• durch die gewählte Verfahrenstechnik wird eine<br />
unabhängigkeit sowohl von zentralen Versorgungseinrichtungen<br />
als auch von wettereinflüssen (niederschlägen)<br />
insbesondere in abgelegenen oder ariden<br />
Gebieten und somit ein vollständig geschlossener<br />
wasserkreislauf erreicht.<br />
• es erfolgt eine bedarfsgerechte, gesundheitlich<br />
unbedenkliche aufbereitung zu unterschiedlichen<br />
wasserqualitäten.<br />
• im abwasser enthaltende nährstoffe werden gezielt<br />
genutzt und somit Stoffkreisläufe geschlossen.<br />
• innovative und nachhaltige technologien werden in<br />
deutschland für den weltmarkt weiterentwickelt, um<br />
den wissensvorsprung auszubauen und neue märkte<br />
zu erschließen.<br />
im Gegensatz zu den bislang durchgeführten Projekten<br />
wird im Rahmen des Vorhabens ein komplettpaket<br />
– von der Haustechnik über die automatisierung und<br />
Fernwirktechnik bis zur Verwertung und entwicklung<br />
von Vermarktungsstrategien für die anfallenden Reststoffe<br />
– entwickelt.<br />
die Feststofffraktionen und die abwasserinhaltsstoffe<br />
sollen so aufbereitet werden, dass je nach Randbedingungen<br />
(vorhandene infrastruktur, geologische Verhältnisse,<br />
Lage etc.) und unter Berücksichtigung der<br />
wirtschaftlichkeit dünger, Bodenverbesserer und/oder<br />
energie gewonnen werden kann.<br />
das zurück gewonnene wasser wird in abhängigkeit<br />
von den jeweiligen anforderungen als Spülwasser, Gießwasser<br />
bzw. trinkwasser in den wasserkreislauf zurückgeführt.<br />
damit wird, in anlehnung an die Vorgänge<br />
in der natur, ein autarkes System entwickelt, welches<br />
unabhängig von niederschlagsereignissen und vorhandener<br />
Ver- und entsorgungsinfrastruktur einsetzbar ist.<br />
eine wesentliche Rolle für das Funktionieren des Gesamtsystems<br />
liegt in der einbindung von methoden der<br />
künstlichen intelligenz bis hin zu selbst lernenden Systemen<br />
in die Steuerungs- und Fernwirktechnik, um einen<br />
für den geplanten Standort unabhängigen einsatz dieser<br />
nachhaltigen technologie zu ermöglichen. die einbindung<br />
entsprechender intelligenter Fernwirk-, automatisierungs-<br />
und Visualisierungskomponenten in ein dezentrales<br />
konzept stellt eine grundlegende Besonderheit im<br />
Vergleich zu den bisher durchgeführten Projekten mit<br />
vergleichbarer Zielrichtung dar.<br />
Praktische Untersuchungen<br />
die untersuchungen werden in drei unterschiedlichen<br />
maßstäben durchgeführt: in einer ersten orientierenden<br />
Projektphase werden Versuche zur charakterisierung<br />
der unterschiedlichen abwasserfraktionen und optimierung<br />
einzelner anlagenkomponenten mit dem abwasser<br />
aus einem Betriebsgebäude (ca. 5 – 10 einwohnerwerte<br />
(ew)) auf der Zentralkläranlage kaiserslautern durchgeführt.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
in einem zweiten Schritt wird in einem wohnblock<br />
der Bau aG in der innenstadt von kaiserslautern eine<br />
technikumanlage für ca. 20 ew errichtet. die hier installierte<br />
Verfahrenstechnik wird erprobt, evaluiert und<br />
optimiert. Parallel dazu finden Funktionstests der Sanitärprodukte<br />
statt und das intelligente diagnosesystem<br />
wird entwickelt und auf Funktionalität getestet. Basierend<br />
auf den ergebnissen der technikumphase werden<br />
die verfahrenstechnischen einheiten und komponenten<br />
ausgewählt, die sich im technikumbetrieb als notwendig<br />
erwiesen haben.<br />
in einer abschließenden Pilotphase (bei der erstmals<br />
mit geschlossenen teilkreisläufen sowie gekoppelten<br />
Systemen und der damit einhergehenden Problematik<br />
der anreicherung von (Schad-) Stoffen gearbeitet wird)<br />
werden abschließend die einzelkomponenten modifiziert,<br />
das komplett-System in einem Großobjekt (bspw.<br />
Hotel, alten-/Pflegeheim,...) als demonstrationsanlage<br />
integriert, betrieben und optimiert.<br />
Anwendungspotenziale<br />
die innovation des Projektes liegt darin, dass alle wertstoffe<br />
unter dem aspekt einer wirtschaftlichen Gesamtbetrachtung<br />
verwertet werden und eine weitgehende<br />
unabhängigkeit von Ver- und entsorgungsinfrastruktur<br />
erreicht wird.<br />
da für die anwendung der vorgesehenen technik keine<br />
zentrale infrastruktur erforderlich ist, kommt insbesondere<br />
ein einsatz in folgenden Gebieten in Betracht:<br />
• weltweit in wasser- und niederschlagsarmen Gebieten<br />
• in Regionen mit engpässen bei der wasserversorgung<br />
• in Regionen mit hohen trinkwasserpreisen (z.B.<br />
trinkwassergewinnung durch meerwasserentsalzung)<br />
• in abgelegenen Regionen.<br />
Prinzipiell ist jedoch auch ein einsatz in anderen anwendungsfällen<br />
(auch in hoch entwickelten Staaten) in<br />
Bereichen wie krankenhäusern, Sanatorien, altenheimen,<br />
kasernen sowie in Fällen, in denen eine konventionelle<br />
Ver- und entsorgung nicht machbar oder unwirtschaftlich<br />
ist, denkbar.<br />
Hierbei können u.a. folgende, die umwelt entlastende<br />
effekte erzielt werden:<br />
• einsparung von wasser (Schließung von natürlichen<br />
kreisläufen)<br />
• Reduzierung des kunstdüngereinsatzes<br />
• Schonung natürlicher Ressourcen<br />
• Vermeidung des Schadstoffeintrages in Gewässer<br />
(z.B. nährstoffe, Zehrstoffe, arzneimittel, Hormone)<br />
• Verzicht auf Landschaft zerstörende Baumaßnahmen<br />
(kanalnetz, wasserleitungen).<br />
Fazit und Ausblick<br />
die derzeit in deutschland üblichen Systeme zur abwasserentsorgung<br />
beruhen auf den Systemelementen<br />
Spültoilette, Schwemmkanalisation und zentrale kläranlage.<br />
Hierbei handelt es sich um eine klassische ‚endof-pipe’-technologie,<br />
die auf der einschätzung (und der<br />
Hoffnung) beruht, dass alle relevanten Schadstoffe, die<br />
in das System eingetragen werden, durch verfahrenstechnische<br />
einrichtungen in ausreichendem maße vor<br />
einleitung ins Gewässer wieder entfernt werden können.<br />
dieses System hat sich seit nahezu einem Jahrhundert<br />
bewährt und wurde immer wieder bei entsprechendem<br />
Bedarf (z.B. notwendigkeit der elimination der nährstoffe)<br />
‚in-sich’ optimiert (durch ausbau der Reaktorvolumina,<br />
nachrüstungen mit weiteren Verfahrensstufen,<br />
mess- und Regeltechnik, etc.), ohne den grundsätzlichen<br />
ansatz der Verdünnung und Vermischung von sehr unterschiedlichen<br />
teilströmen zu hinterfragen. trotz der<br />
hierdurch erzielten errungenschaften bleibt festzuhalten,<br />
dass das System vielfältige defizite aufweist und in Ländern<br />
mit anderen klimatischen Rahmenbedingen nicht<br />
sinnvoll einsetzbar ist.<br />
des weiteren ist mehr als fraglich, ob mit dieser derzeit<br />
gebräuchlichen technologie die vielfältigen Herausforderungen,<br />
die sich uns weltweit in Zukunft stellen<br />
werden, gelöst werden können. neben regional nur sehr<br />
begrenzt verfügbaren wasservorkommen sind insbesondere<br />
die weltweit abnehmenden und mit vertretbarem<br />
aufwand zu erschließenden Phosphorreserven sowie die<br />
entsorgung der Reststoffe der abwassereinigung und<br />
die Probleme mit hormonell aktiven Substanzen und<br />
arzneimitteln Fragestellungen, die ein grundsätzliches<br />
umdenken erforderlich machen können.<br />
ein flächendeckender kurz- bis mittelfristiger ersatz<br />
dieser konventionellen technologie ist in Ländern wie<br />
deutschland, die einen anschlussgrad an kommunale<br />
kläranlagen von > 95% aufweisen, jedoch weder machbar<br />
noch sinnvoll. Hier gilt es, weitere ansätze zur möglichst<br />
ganzheitlichen, integralen optimierung der bestehenden<br />
Systeme zu entwickeln.<br />
daneben sollten jedoch nachhaltige, ganzheitlich ökologisch<br />
orientierte konzepte und Strategien, die auf<br />
einer trennung und separaten Behandlung der unterschiedlichen<br />
abwasserströme am anfallort sowie einer<br />
lokalen nutzung der gewonnenen nährstoffe beruhen,<br />
weiter entwickelt und erprobt werden.<br />
neben ‚Low-tech’ konzepten auf der Basis von naturnahen<br />
ansätzen, die aufgrund ihrer vergleichsweise<br />
geringen kosten auch für entwicklungsländer in Frage<br />
kommen, müssen auch hochtechnisierte konzepte auf<br />
der Basis der best-verfügbaren technologien weiter<br />
entwickelt und in der Praxis erprobt werden. Für einen
Dezentrale Reinigungskonzepte<br />
breiten einsatz dieser technologien ist neben der verfahrenstechnischen<br />
Zuverlässigkeit und Stabilität insbesondere<br />
die Fernüberwachung, diagnose und automatisierung<br />
der Systeme eine wesentliche Bedingung.<br />
Bereits zum heutigen Zeitpunkt kann es – neben einer<br />
kompletten Schließung von wasser- und Stoffkreisläufen<br />
– sinnvoll und auch wirtschaftlich sein, teilströme<br />
wie bspw. das in duschen, Handwaschbecken, küchen<br />
und beim wäschewaschen anfallende Grauwasser separat<br />
zu sammeln und zu Brauchwasser aufzubereiten. die<br />
entsprechenden technologien sind auf dem markt verfügbar<br />
und können sowohl bei wohnhäusern, Büro- und<br />
Geschäftsgebäuden als auch öffentlichen einrichtungen<br />
sinnvoll eingesetzt werden. die auswirkungen entsprechender<br />
maßnahmen (bspw. auch der abtrennung und<br />
separaten aufbereitung von urin) auf die bestehenden<br />
Systeme müssen in Zukunft noch näher untersucht<br />
werden. das gilt insbesondere für eine ausreichende<br />
Schleppspannung bei reduzierten abflüssen in Schmutz-<br />
und mischwasserkanälen zur Vermeidung von kanalablagerungen<br />
sowie die auswirkungen von veränderten<br />
abwasserzusammensetzungen auf die biologischen abbauprozesse.<br />
Literatur<br />
albold, a. (2001): erfahrungen mit neuen wegen der<br />
abwassertrennung und Behandlung. atV-dVwk-Seminar<br />
nachhaltigkeit bei der abwasserbeseitigung, emmelshausen<br />
30.10.2001.<br />
Gujer, w., Larsen, t.a. (1998): technologische anforderungen<br />
an eine nachhaltige Siedlungswasserwirtschaft.<br />
Schriftenreihe wasserforschung, Band 3, S. 65-82.<br />
Hiessl, H., toussaint, d. (1999) : Szenarios für <strong>Stadtentwässerung</strong>s-Systeme.<br />
Gaia 8 (1999) no.3, S. 176 - 185<br />
Lange, J., otterpohl, R. (1997): abwasser – Handbuch<br />
zu einer zukunftsfähigen wasserwirtschaft. maLLBeton-Verlag,<br />
donauschwingen-Pfohren.<br />
Larsen, t.a., Gujer, w. (2002): waste design, Source<br />
control und on-Site-technologien: der weg zu einer<br />
nachhaltigen Siedlungswasserwirtschaft. ka wasserwirtschaft,<br />
abwasser, abfall 49/10, S. 1372-1379.<br />
oldenburg, m., Bastian, a., Londong, J., niederste-Hollenberg,<br />
J. (2002): nährstofftrennung in der abwassertechnik<br />
am Beispiel der „Lambertsmühle“. GwF wasser<br />
abwasser 143/4, S. 314-319.<br />
otterpohl, R., albold, a., oldenburg, m. (1999): Source<br />
control in urban sanitation and waste management:<br />
ten systems with reuse of resources. water Science &<br />
technology 39/5, S. 153-160.<br />
otterpohl, R., oldenburg, m. (2002): innovative technologien<br />
zur dezentralen abwasserbehandlung in ur-<br />
6<br />
banen Gebieten. ka wasserwirtschaft, abwasser, abfall<br />
49/10, S. 1364-1371.<br />
otterpohl, R., oldenburg, m. (1998): Schließung von<br />
wasser- und Stoffkreisläufen in urbanen Siedlungsstrukturen.<br />
Schriftenreihe wasserforschung, Band 3, S. 85-100.<br />
otterpohl, R. Braun, u. oldenburg, m. (2002): innovative<br />
technologies for decentralised wastewater managenment<br />
in urban and Peri-urban areas. keynote Presentation<br />
at iwa Small2002, istanbul, 09/2002<br />
Paris, S., wilderer, P.a. (2002): integrierte Ver- und entsorgungskonzepte<br />
im internationalen Vergleich. Gwa,<br />
Gewässerschutz, wasser, abwasser, Band 188, aachen<br />
2002.<br />
Peter-Fröhlich, a., kraume, i., Lesouëf, a., oldenburg,<br />
m. (2003): Separate ableitung und Behandlung von<br />
urin, Fäkalien und Grauwasser. Pilotprojekt. world water<br />
& environmental Resources congress, Philadelphia<br />
23.-26.06.2003.<br />
Rakelmann, u. (2002): alternative Sanitärkonzepte in<br />
Ballungsräumen. tagungsband iFat 2002<br />
Rudolph, k.-u., Schäfer, d. (2002): Zum internationalen<br />
Stand und der entwicklung alternativer wassersysteme.<br />
wasserwirtschaft 92/6, S. 32-37.<br />
wilderer, P.; Paris, S. (2001): integrierte Ver- und entsorgungssysteme<br />
für urbane Gebiete. abschlussbericht<br />
02wa0067 im auftrag des BmBF<br />
wilderer, P. (2004): Visionen in der abwassertechnik.<br />
Vortrag anlässlich einer Festveranstaltung beim ing.-<br />
Büro dr. Steinle, weyarn<br />
Internetseiten<br />
http://www.flintenbreite.de: Ökologische wohnsiedlung<br />
Flintenbreite, Lübeck.<br />
http://www.isi.fhg.de. deuS 21 – Projekt dezentrale<br />
abwasseraufbereitung<br />
http://www.iswa.uni-stuttgart.de/awt/forschnung/<br />
forschung_modulaare.html: moduLaaRe - integrierte<br />
module zur hocheffizienten abwasserreinigung, abfallbehandlung<br />
und regenerativen energiegewinnung in<br />
tourismus Ressorts.<br />
http://www.noldepartner.de<br />
http://www.novaquatis.eawag.ch. novaquatis: nährstoffmanagement<br />
in der Siedlungswasserwirtschaft und<br />
der modernen Landwirtschaft. urintrennung, ein innovatives<br />
konzept für die Siedlungswasserwirtschaft.<br />
http://www.otterwasser.de. nachhaltige Sanitärkonzepte.<br />
http://www.otterwasser.de. das Projekt Lambertsmühle:<br />
Zukunftsfähiges abwassermanagement im ländlichen<br />
Raum?<br />
http://www.vauban.de
Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
Mit regionalem Stoffstrommanagement zu neuen, integrierten Lösungsansätzen<br />
bei der Klärschlammnutzung<br />
Prof. dr. Peter Heck, trier<br />
60 millionen tonnen klärschlamm mit ca. 3 millionen<br />
tonnen trockensubstanz verlassen die deutschen klärwerke<br />
jedes Jahr. klärschlamm stellt damit für das regionale<br />
Stoffstrommanagement einen bedeutenden Faktor<br />
da. Zum einen entstehen erhebliche kosten für die kommunen<br />
verbunden mit einem großen regionalen und<br />
nationalen Geschäftsfeld und zum anderen beinhaltet<br />
der Stoffstrom klärschlamm große technische und ökonomische<br />
entwicklungspotenziale für Regionen. Beides<br />
wird anhand der Vorträge von Herrn krähling und Herrn<br />
Sievert deutlich.<br />
kaum ein anderer Stoffstrom wird so kontrovers diskutiert<br />
wie klärschlamm. die einen sprechen von natürlichem<br />
düngemittel als perfektem Bestandteil einer regionalen<br />
kreislaufwirtschaft und die anderen von einem<br />
Schadstoffcocktail der besonders üblen Sorte.<br />
die Landwirte als prädestinierte Recycler von klärschlämmen<br />
allerdings kämpfen mit akzeptanzproblemen<br />
für das naturprodukt klärschlamm. Viele Flächeneigentümer<br />
verbieten die aufbringung von klärschlamm<br />
mit Regelungen in den Pachtverträgen und viele kunden<br />
bevorzugen nahrungsmittel von ackerflächen ohne Beaufschlagung<br />
von klärschlamm.<br />
die gesetzlichen Grundlagen spiegeln diesen Streit<br />
wider. der Vortrag von dr. Bergs verdeutlicht dies. Zur<br />
Zeit sind unterschiedliche entsorgungswege möglich<br />
und werden auch genutzt. eine neue klärschlammverordnung<br />
ist lange im Gespräch aber immer noch nicht<br />
verabschiedet. Sie soll die auflagen und Grenzwerte für<br />
die Verbringung von klärschlamm auf die ackerflächen<br />
verschärfen. damit würde sich der entsorgungsdruck<br />
auf die klärschlammproduzenten stark erhöhen. auf der<br />
anderen Seite würden der Landwirtschaft umsätze für<br />
die entsorgung von klärschlamm in millionenhöhe entgehen.<br />
Zur Zeit werden etwa 65 % des klärschlamms wieder<br />
auf die Böden in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau<br />
verbracht. der Rest wird mehrheitlich thermisch<br />
genutzt. Prinzipiell ist die Verbringung in die<br />
Landwirtschaft die beste art der kreislaufwirtschaft<br />
denn nährstoffe und hier insbesondere Phosphor gelangen<br />
so wieder auf unsere Böden. Phosphor ist insofern<br />
ein nicht unproblematischer Stoff als er teuer importiert<br />
werden muss und nicht unendlich verfügbar ist. Zudem<br />
kommt eine cadmiumverschmutzung des importierten<br />
Phosphors welche zu einer schleichenden Belastung un-<br />
serer Böden mit einem bedenklichen Schwermetall führt.<br />
alles Gründe, die für ein Recycling von Phosphorsalzen<br />
sprechen.<br />
andererseits aber ist der klärschlamm auch die ultimative<br />
Senke aller Schadstoffe, die wir mit viel mühe und<br />
energieaufwand aus dem abwasser entfernen. Viel experten<br />
sehen daher im klärschlamm einen Sonderabfall,<br />
der nicht wieder in den natürlichen kreislauf verbracht<br />
werden sollte.<br />
wenn also klärschlamm nicht mehr über die Landwirtschaft<br />
in den natürlichen kreislauf gelangt, was passiert<br />
dann mit dem Phosphor?<br />
in dem von Herren Sievert präsentierten konzept<br />
werden klärschlämme stofflich und energetisch in der<br />
Zementherstellung genutzt. eine nahezu perfekte technische<br />
optimierung regionaler Stoffkreisläufe. allerdings<br />
nur wenn die trocknung mit abwärme erfolgt und wenn<br />
die Phosphatwerte gering sind. trocknung mit abwärme<br />
kann in kooperation mit der regionalen Produktionswirtschaft<br />
organisiert werden oder mit der Landwirtschaft<br />
in kombination mit Biogasanlagen. ein solcher<br />
ansatz wird zur Zeit im Raum westpfalz vom institut für<br />
angewandtes Stoffstrommanagement in kooperation<br />
mit den Gemeinden Göllheim und eisenberg und den<br />
technischem werken kaiserslautern geprüft. abwärme<br />
für die trocknung soll hier aus einer eisengießerei oder<br />
einer neu zu errichtenden Biogasanlage der Landwirtschaft<br />
kommen. die kombination mit einer Biogasanlage<br />
hätte den charme der weiteren einbindung der Landwirtschaft<br />
in die klärschlammnutzung. damit würden<br />
die auf der einen Seite verlorenen Geschäftsfelder der<br />
klärschlammaufbringung ersetzt durch neue, mehr wert<br />
schöpfende aktivitäten wie trocknungsdienstleistung<br />
und Logistik.<br />
im Zementwerk allerdings stellt das Phosphat ein Problem<br />
dar. Je weniger Phosphat im klärschlamm umso<br />
größere mengen klärschlamm können verarbeitet werden.<br />
die optimale Lösung wäre hier die Gewinnung von<br />
Phosphat aus der nassen Phase des klärschlamms auf<br />
der kläranlage vor der trocknung und nutzung im Zementwerk.<br />
insgesamt könnten in deutschland etwa<br />
35.000 t Phosphorsalze aus dem abwasser der Landwirtschaft<br />
zur Verfügung gestellt werden.<br />
dort wo keine stoffliche sondern nur eine thermische<br />
Verwertung des klärschlamms angestrebt wird, müssen<br />
7
Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
die transportaufwendungen unbedingt reduziert werden.<br />
in Zeiten hoher treibstoffkosten und steigenden<br />
Staubbelastungen durch Verkehr kann es nicht toleriert<br />
werden, material mit ca. 60% wasser anteil über mehrere<br />
hundert kilometer zu zentralen Verbrennungsanlagen<br />
zu transportieren. eine Lösungsmöglichkeit hierfür<br />
bieten dezentrale trocknungsverfahren wie eine von<br />
Herrn Zizmann vorgestellt wird. optimal im Sinne der<br />
Rückgewinnung von Phosphor bei rein thermischen<br />
entsorgungsverfahren wären kraft-wärme gekoppelte<br />
klärschlammmonoverbrennungsanlagen mit der Rückgewinnung<br />
von Phosphat aus der asche.<br />
Leider sind diese optimierten Verfahren, die sowohl<br />
stoffliche und energetische optimierung bedeuten, wie<br />
auch mehr regionale wertschöpfung in kombination mit<br />
Landwirtschaft und produzierendem Gewerbe, immer<br />
noch sehr aufwändig. aufwändig bedeutet einen hohen<br />
entsorgungspreis pro tonne klärschlamm, der über den<br />
derzeitigen liegt.<br />
allerdings wird die entwicklung in diesem Bereich parallel<br />
verlaufen zu den energiemärkten. ehemals billige<br />
Lösungen mit Gas und Öl sind heute kaum mehr zu bezahlen<br />
und der Ruf nach nutzung eigener Ressourcen<br />
wird lauter und immer mehr kommunen steigen auf<br />
„Hausprodukte“ um. im Bereich klärschlamm wird sich<br />
dies genauso entwickeln. immer weiter steigende kosten<br />
8<br />
einer linearen entsorgung von klärschlämmen werden<br />
den Ruf nach angepassten regionalen Lösungen unter<br />
einbindung regionaler akteure immer attraktiver werden<br />
lassen. Regionale managementansätze werden die<br />
einfachen entsorgungslösungen verdrängen, weil diese<br />
mittelfristig nicht bezahlbar, nicht wert schöpfend und<br />
nicht nachhaltig sind. Zu diesen managementansätzen<br />
gehören angefangen von der Vermeidung von abwasser<br />
an der Quelle (siehe hierzu Vortrag zur Regenwasserbewirtschaftung)<br />
die regional optimierte Verwendung von<br />
klärschlämmen. eine anfänglich erhöhte Zahlung für die<br />
entsorgung von klärschlamm wird ähnlich wie bei der<br />
nutzung erneuerbarer energien mittelfristig zu einer<br />
nachhaltigen wertschöpfung für die kommune und die<br />
Region führen. in diesem Sinne und ohne ideologische<br />
Scheuklappen der einen oder anderen art sollten Szenarien<br />
für eine nachhaltige, regionale klärschlammnutzung<br />
für alle kommunalen Systeme entwickelt werden.<br />
Hierbei werden Sensitivitätsanalysen und Szenariendarstellung<br />
für die kostenermittlung von wesentlicher Bedeutung<br />
sein, um die kommunalen entscheidungsträger<br />
für die entsprechenden technischen und logistischen investitionen<br />
zu begeistern.<br />
die Veranstalter der tagung und die Referenten des<br />
heutigen tages tragen mit ihrem wissen zu einer solchen<br />
Strategie bei.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Verwertung von Klärschlamm vor dem Hintergrund der aktuellen<br />
gesetzlichen Regelungen<br />
dr. claus- Gerhard Bergs, Bonn<br />
Vorbemerkung<br />
wegen der im klärschlamm enthaltenen Schwermetalle<br />
und organischen Schadstoffe wird diese Verwertungsform<br />
regelmässig kritisch hinterfragt. die diskussionen<br />
über Schadstoffeinträge durch klärschlämme haben<br />
dazu geführt, dass die klärschlammverwertung mittlerweile<br />
etwas rückläufig ist.<br />
im Bundesumweltministerium (Bmu) werden derzeit<br />
überlegungen für einen tragfähigen kompromiss zur<br />
novelle der klärschlammverordnung angestellt, nachdem<br />
das konzept „Gute Qualität und sichere erträge“<br />
in der ursprünglichen Fassung nicht mehrheitsfähig erscheint.<br />
Bmu wird im Herbst ein eckpunktepapier zur<br />
novelle der klärschlammverordnung vorstellen und mit<br />
allen Betroffenen diskutieren.<br />
Zu Verzögerungen ist es bei der eG bei den Beratungen<br />
über eine novelle der aus dem Jahr 1986 stammenden<br />
klärschlammrichtlinie gekommen. Grund für die<br />
unterbrechung der Beratungen auf eG-ebene war die<br />
vorgezogene Bearbeitung der „thematischen Strategie<br />
Bodenschutz“, deren Ziele konsequenterweise auch mit<br />
den Regelungen einer novellierten klärschlammrichtlinie<br />
(und einer eventuellen Bioabfallrichtlinie) abzugleichen<br />
sind.<br />
I. Landwirtschaftliche Klärschlammverwertung<br />
in deutschland fielen in 2004 rd. 2,2 mio. tonnen (trockensubstanz)<br />
klärschlamm aus kommunalen abwasserbehandlungsanlagen<br />
an. Hiervon wurden rd. 60 %<br />
in der Landwirtschaft (ca 30%) und im Landschaftsbau<br />
zu düngezwecken eingesetzt und damit stofflich<br />
verwertet. Grund für den klärschlammeinsatz in der<br />
Landwirtschaft/Landschaftsbau sind insbesondere die<br />
Phosphorgehalte des klärschlammes. die insgesamt in<br />
kommunalen klärschlämmen enthaltenen Phosphate<br />
könnten rechnerisch 15–20 % des Phosphatbedarfs der<br />
Landwirtschaft abdecken.<br />
die Schwermetallgehalte der klärschlämme sind seit<br />
anfang der 80er Jahre z. t um über 90 % gesunken;<br />
ebenso konnten wesentliche organische Schadstoffe<br />
deutlich reduziert werden.<br />
eines dürfte konsensfähig sein: eine akute Gefährdung<br />
durch die klärschlammverwertung gemäß den<br />
Bestimmungen der klärschlammverordnung besteht<br />
nicht – sollte es zu einem direkten oder mittelbaren Verwertungsverbot<br />
kommen, dann unter dem aspekt des<br />
vorsorgenden umweltschutzes. im Vordergrund stünde<br />
dann, dass es durch langfristige klärschlammverwertung<br />
nicht zu einer schleichenden anreicherung von Schwermetallen<br />
und sogenannter persistenter Schadstoffe im<br />
Boden kommen soll.<br />
Schwierig ist die fachliche Bewertung der Vielzahl der<br />
organischen Schadstoffe, die im klärschlamm in Spurenkonzentrationen<br />
nachzuweisen sind und deren auswirkungen<br />
auf das Ökosystem nach wie vor nicht abschließend<br />
abgeschätzt werden können.<br />
neu ist das thema allerdings nicht: Bereits vor mehr als<br />
10 Jahren wurden über Bundesmittel die klärschlammgehalte<br />
an relevanten organischen Schadstoffen und deren<br />
transferverhalten in Pflanzen untersucht. daraus wurden<br />
die bis heute gültigen Schlussfolgerungen gezogen,<br />
dass bei organischen Schadstoffen kein oder zumindest<br />
kein nennenswerter transfer aus dem Boden über die<br />
Quelle: Bericht des<br />
Bmu an die eG-kommission<br />
gem. Richtlinie<br />
86/278/ewG vom<br />
29.10.2004<br />
9
Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
wurzel in die Pflanze erfolgt. die Pflanzen von Standorten<br />
mit klärschlammdüngung unterscheiden sich daher<br />
hinsichtlich ihrer Schadstoffgehalte nicht von Pflanzen,<br />
die auf Standorten ohne klärschlammdüngung angebaut<br />
wurden.<br />
- Konzept „Gute Qualität und sichere Erträge“<br />
trotz beeindruckender erfolge bei der Schadstoffreduktion<br />
führt die klärschlammdüngung auf lange Sicht<br />
bei einigen Schwermetallen immer noch zu einer Schadstoffanreicherung<br />
im Boden (gilt bei einigen wenigen<br />
Parametern auch für Gülle und Bioabfall).<br />
Bmu und BmVeL hatten im Juni 2002 ein Grenzwertkonzept<br />
vorgestellt, das gleich strenge anforderungen<br />
an die unterschiedlichen organischen düngemittel stellt<br />
und dazu beitragen soll, dass auch bei langfristiger düngung<br />
die Vorsorgewerte der Bundes-Bodenschutzverordnung<br />
nicht überschritten werden.<br />
ausgangspunkt der überlegungen für ein solches überaus<br />
anspruchsvolles konzept vom 3. Juni 2002 war die<br />
Beratung der gemeinsamen agrar- und umweltministerkonferenz<br />
(amk/umk) am 13.6.2001: die gemeinsame<br />
agrar- und umweltministerkonferenz in Potsdam hatte<br />
u.a. beschlossen, dass es durch düngungsmaßnahmen<br />
zu keiner anreicherung von Schadstoffen im Boden<br />
kommen darf.<br />
das von den damaligen ministern künast und trittin<br />
vorgestellte Papier „Gute Qualität und sichere erträge“<br />
zeigte, wie die Forderung der agrar-/umweltministerkonferenz<br />
umgesetzt werden könnte. das konzept fand<br />
aber letztlich keine mehrheit unter den Ländern.<br />
- Aktuelle Perspektiven<br />
mit Blick auf die immer wieder aufkommende diskussion<br />
zum Für und wider der landwirtschaftlichen klärschlammverwertung<br />
und die mittlerweile überholten<br />
Schadstoffgrenzwerte der geltenden klärschlammverordnung<br />
aus dem Jahr 1992 wird Bmu ein konzept vorschlagen,<br />
das auch im Bundesrat konsensfähig erscheint.<br />
Vor einleitung des parlamentarischen Verfahrens sollen<br />
die Vorschläge intensiv mit allen Beteiligten diskutiert<br />
werden.<br />
aufbauend auf den überlegungen und erfahrungen der<br />
vergangenen Jahre könnte ein konzept für die novelle<br />
der klärschlammverordnung folgende wesentliche eckpunkte/Prüfaspekte<br />
beinhalten:<br />
- an dem umweltpolitischen Ziel, dass es längerfristig<br />
zu keiner (wesentlichen) Schadstoffanreicherung<br />
in Böden durch alle düngemaßnahmen, also auch<br />
durch klärschlammdüngung, kommt, sollte festgehalten<br />
werden. die durchsetzung dieses Ziels bei der<br />
klärschlammverwertung sollte aber nicht in einem<br />
Schritt, sondern in 2 oder 3 Stufen erfolgen.<br />
0<br />
- die Parameter kupfer und Zink, die gleichzeitig<br />
auch essentielle Spurennährstoffe für Pflanzen<br />
sind, könnten längerfristig von den untersuchungspflichten<br />
ausgenommen werden, sofern es keine anhaltspunkte<br />
für unvertretbare Bodenanreicherungen<br />
sowie toxische wirkungen gibt.<br />
- die möglichkeit zur teilnahme der Betreiber der<br />
abwasserbehandlungsanlagen an einer anerkannten<br />
Gütesicherung/Qualitätssicherung sollte geschaffen<br />
werden. Hierdurch könnte bei „guten“ klärschlammqualitäten<br />
auf bestimmte Vorgaben ganz oder teilweise<br />
verzichtet werden. damit soll auch ein Beitrag<br />
zur entbürokratisierung und Stärkung der eigenverantwortung<br />
der Beteiligten geleistet werden.<br />
- es sollten zudem Vereinfachungsmöglichkeiten<br />
geprüft werden (u.a. wegfall der doppelten datenerhebung;<br />
reduzierte untersuchungshäufigkeit bei<br />
besonders geringen dioxingehalten).<br />
- Prüfung der möglichkeit der erweiterung der anordnungsbefugnis<br />
der zuständigen Behörde vor ort (z.B.<br />
untersuchung von nicht geregelten Schadstoffparametern<br />
im konkreten einzelfall)<br />
- Rechtliche klarstellungen (u.a. Prüfung, ob Verordnung<br />
direkt auch für Flächen des sog. Landschaftsbaus<br />
gelten soll. Ggf. einbeziehung von kalkzugaben<br />
bei der ermittlung der Schadstoffbelastungen).<br />
- Prüfung, ob und welche Grenzwertregelungen für<br />
weitere in der diskussion befindliche organische<br />
Schadstoffe aus fachlicher Sicht für zwingend erforderlich<br />
gehalten werden.<br />
Phosphat – wertvolle Ressource<br />
klärschlämme werden bislang vor allem wegen der<br />
Phosphatgehalte landwirtschaftlich genutzt: die in kommunalen<br />
klärschlämmen insgesamt enthaltenen Phosphate<br />
könnten rechnerisch bis zu 20 % des Phosphatbedarfs<br />
der Landwirtschaft abdecken – es geht somit<br />
um beachtliche Größenordnungen an wertvollen Ressourcen,<br />
die wir nicht achtlos in Verbrennungsanlagen<br />
vernichten sollten.<br />
dies insbesondere vor dem Hintergrund, dass die<br />
Vorkommen an cadmiumarmen Rohphosphaten in den<br />
nächsten Jahrzehnten zur neige gehen werden. die<br />
Bundesregierung unterstützt daher über einen Förderschwerpunkt<br />
entwicklungen, durch die Phosphat aus<br />
klärschlämmen oder dem abwasser zurückgewonnen<br />
werden kann, ohne dass sich die leidige Schadstofffrage<br />
stellt.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
II. Grenzwertüberlegungen auf der EU-Ebene<br />
mit Verzögerungen schreiten die arbeiten an der novellierung<br />
der aus dem Jahr 1986 stammenden eu-klärschlammrichtlinie<br />
voran. Bereits 1999 wurden erste<br />
arbeitsentwürfe besprochen – aber, nach mehrfachen<br />
Verschiebungen, soll nunmehr 2007 der erste Richtlinienvorschlag<br />
vorgelegt werden. dieser war zwischenzeitlich<br />
als Bestandteil der „thematischen Strategie Bodenschutz“<br />
vorgesehen.<br />
die wesentlichen eckpunkte in dem somit nach wie<br />
vor aktuellen arbeitspapier aus dem Jahr 2000 sind folgende:<br />
- Zunächst soll der anwendungsbereich der Richtlinie<br />
künftig auch auf sonstige Flächen (Landschaftsbau,<br />
Parkflächen etc.) ausgeweitet werden.<br />
- Für klärschlämme sieht das eu-Papier ein zeitlich<br />
gestaffeltes Stufenkonzept für die zulässigen<br />
Schadstoffgehalte vor . dabei waren bereits für 2005<br />
Höchstgehalte vorgesehen, die deutlich unter den<br />
derzeit noch zulässigen werten der 1986-er Richtlinie<br />
liegen. die auf lange Sicht (ca. 2025) vorgesehenen<br />
werte werden in der Bundesrepublik deutschland<br />
schon jetzt weitgehend eingehalten.<br />
- die eu-Vorstellungen für die Richtlinien-novelle beinhalten<br />
auch überlegungen für Grenzwerte für organische<br />
Schadstoffe. neben den in deutschland geregelten<br />
dioxinen/Furanen, PcB und aoX sollen ggf.<br />
auch zusätzlich LaS, deHP, nonylphenol und Paks<br />
geregelt werden. dies würde – auch für deutschland<br />
– eine deutliche Verschärfung der Bestimmungen für<br />
die klärschlammverwertung bedeuten .<br />
- daneben soll die Häufigkeit der Schadstoffuntersuchungen<br />
in abhängigkeit von den seitens der<br />
jeweiligen kläranlage zur aufbringung vorgesehenen<br />
menge gestaffelt werden.<br />
Zusätzlich hierzu hat die eG-kommission in einer ende<br />
2003 veröffentlichten unterlage die erwartung geäußert,<br />
dass die Qualität der klärschlämme künftig so verbessert<br />
wird, dass prinzipiell 75% der Schlämme für eine<br />
Verwertung in Frage kommen.<br />
die Beratungen über eine aktualisierte eG-klärschlammrichtlinie<br />
sollen, wie bereits erwähnt, nunmehr<br />
2007 auf der Grundlage eines Richtlinienentwurfes wieder<br />
aufgenommen und die novellierte Richtlinie könnte<br />
im Jahr 2008 oder 2009 in kraft gesetzt werden.<br />
1
Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
Energetische Verwertung von Klärschlamm<br />
Richard Zizmann, Hanau<br />
Die Ausgangssituation<br />
Viele Jahre wurde die diskussion vor allem darüber geführt,<br />
ob eine Verwertung des klärschlamms als dünger<br />
in der Landwirtschaft unter den Gesichtspunkten von<br />
Boden-, Grundwasser- und Verbraucherschutz vertretbar<br />
ist, sofern die potenziellen Schadstoffe im klärschlamm<br />
bestimmte Grenzwerte nicht überschreiten, und sofern<br />
eine gute düngungspraxis zum tragen kommt. auch<br />
ohne ein gesetzliches Verbot ist nun zu erwarten, dass<br />
sich der ausstieg aus der landwirtschaftlichen Verwertung<br />
beschleunigt fortsetzen wird, weil die nahrungsmittel<br />
und tierfutter erzeugenden industrien mit wachsendem<br />
nachdruck auf diesen ausstieg drängen. damit<br />
wird der klärschlamm in den Händen der kommunen zu<br />
einem abfall, der anderweitig, und das heißt dann in aller<br />
Regel thermisch entsorgt werden muss.<br />
die Primärenergieversorgung in deutschland basiert<br />
zu 24,8% auf der Stein- und Braunkohle, zu 36,4% auf<br />
dem erdöl und zu 22,4% auf dem erdgas (Jahr 2004).<br />
Sie basiert also zu insgesamt 83,6% auf der Verbrennung<br />
und umwandlung fossiler Primärenergieträger.<br />
die Folgen des klimawandels, dessen mitverursachung<br />
durch hohe und weltweit weiter ansteigende kohlendioxidemissionen<br />
wissenschaftlich inzwischen unumstritten<br />
ist, werden von immer mehr menschen wahrgenommen.<br />
das Bestreben um mehr klimaschutz hat insbesondere<br />
auch auf der kommunalen ebene zu vielen Beispielen für<br />
ein neues, energiebewusstes Handeln geführt.<br />
die drei großen Handlungslinien, auf denen wir die<br />
emission von treibhausgasen einzudämmen versuchen,<br />
sind<br />
• umstellung der energieversorgung auf erneuerbare<br />
energieträger<br />
• Reduzierung des energieverbrauchs<br />
• erhöhung der energieeffizienz bzw. Reduzierung der<br />
energieverluste, die vor allem bei der Primärenergieumwandlung<br />
und endenergiebereitstellung anfallen.<br />
die chancen zur ablösung der fossilen energieträger<br />
sind auf lange Sicht gesehen gut. die langfristigen chancen<br />
können jedoch nur in dem maße wirklichkeit werden,<br />
wie es uns in der Gegenwart gelingt, erneuerbare energieprojekte<br />
zu verwirklichen, eingefahrene Handlungsgewohnheiten<br />
zu ändern und sonstige Hemmschwellen<br />
abzubauen. da auch der klärschlamm zur Gruppe der<br />
biogenen Reststoffe gehört, ist es vor dem Hintergrund<br />
der geschilderten Situation nahe liegend, dass wir auch<br />
mit Bezug auf den klärschlamm die folgenden Fragen<br />
stellen:<br />
• welchen Beitrag können wir mit dem kommunalen<br />
klärschlamm zur energiewende und zum klimaschutz<br />
leisten?<br />
• was bedeutet energieeffizienz im umgang mit dem<br />
klärschlamm?<br />
• und wir können wir Best-Practice-Projekte verwirklichen,<br />
durch die einer breiteren Öffentlichkeit die<br />
neuen Handlungsmöglichkeiten bekannt werden?<br />
Bisher stand die sichere und energieoptimierte<br />
Entsorgung und nicht die Energiegewinnung im<br />
Vordergrund<br />
Bis vor zehn oder sogar fünf Jahren wären wir noch mit<br />
jeder art der thermischen klärschlammentsorgung zufrieden<br />
gewesen, sofern sich die entsorgungskosten im<br />
akzeptierten Rahmen bewegen, und sofern die emissionen<br />
und immissionen, die durch die thermischen<br />
entsorgungsmaßnahmen verursacht werden, den bei<br />
der abfallverwertung einzuhaltenden Grenzwerten genügen.<br />
innerhalb dieses Rahmens entstand ein breites<br />
Spektrum an entsorgungslösungen. es wurde eine Vielzahl<br />
an techniken der entwässerung und trocknung für<br />
klärschlämme entwickelt, und es wurden mit dem entwässerten<br />
oder getrockneten klärschlamm die verschiedensten<br />
Verfahrenswege der thermischen Verwertung<br />
oder Beseitigung beschritten.<br />
Begleitend wurden Studien erstellt, in denen die Verfahrenswege<br />
nach den kriterien des Ressourcenschutzes,<br />
des klimaschutzes, der sonstigen umweltbelastungen<br />
und nach den kriterien der wirtschaftlichkeit untersucht<br />
und beurteilt wurden. Hier sei beispielhaft die vom iFeuinstitut<br />
erstellte nRw-Studie erwähnt, die in einem gemeinsam<br />
vom iSa der RwtH aachen und vom munLR<br />
nordrhein-westfallen organisierten Symposium am 27.<br />
und 28. april 2006 in aachen vorgestellt wurde 1) . wenn<br />
man die Vielzahl der dort dokumentierten Verfahrenswege<br />
analysiert, dann wird deutlich, dass es unter den<br />
Gesichtspunkten der einsparung von fossilen energieträgern<br />
und der Reduzierung der treibhausgasemissionen<br />
Verfahrenswege mit guten und schlechten energie- bzw.<br />
co 2 -Bilanzen gibt.
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
es gab bisher die verbreitete auffassung, dass in einer<br />
Gesamtbilanzierung von entwässerung, trocknung<br />
und thermischer Verwertung aus dem klärschlamm nur<br />
ein unbedeutender energiegewinn erzielt werden kann;<br />
meist war man zufrieden, wenn im Rahmen energieoptimierter<br />
Prozesse wenigstens eine ausgeglichene energiebilanz<br />
(ein null-Summen-Spiel) erreicht wurde. Selbst<br />
die initiatoren der solaren klärschlammtrocknung hatten<br />
vor zehn Jahren nicht die energetische klärschlammverwertung<br />
zum Ziel. die nutzung der Sonnenenergie und<br />
ein niedriger Stromverbrauch waren wichtig, das primäre<br />
Handlungsziel war jedoch die massen- und kostenreduzierung<br />
und nicht die energiegewinnung.<br />
ähnlich war die motivation beim aufbau der monoverbrennungs-<br />
oder Vergasungsanlagen. auch hier stand<br />
entstehungsgeschichtlich nicht die energiegewinnung,<br />
sondern die sichere dezentrale entsorgung des klärschlamms<br />
im Vordergrund. es findet insofern ein guter<br />
umgang mit energie statt, als eine wärmerückgewinnung<br />
betrieben wird, um den Bedarf an fossiler energie<br />
für die klärschlammtrocknung zu reduzieren. Bei Vortrocknung<br />
des klärschlamms mit Sonnenenergie oder<br />
bei einer starken Vorentwässerung entsteht zudem ein<br />
Spielraum für die Lieferung von wärme oder Strom an<br />
dritte. der energiegewinn und die einsparung an co 2 -<br />
emissionen bleiben jedoch eher mager 2) , so dass unter<br />
diesen aspekten die mitverbrennung in den kohlekraft-<br />
und Zementwerken eindeutig von Vorteil ist, sofern die<br />
aufgaben der Rauchgasreinigung und Quecksilberabscheidung<br />
dort gut gelöst sind.<br />
Energiegewinnung aus Klärschlamm/<br />
Verfahrensweg 1<br />
ob und in welchem umfang mit dem entwässerten klärschlamm<br />
ein energieüberschuss erzielt werden kann,<br />
hängt vor allem davon ab, aus welchen Quellen die wärme<br />
stammt, die für die klärschlammtrocknung benötigt<br />
wird. der klärschlamm kann als ein biogener Reststoff<br />
vor allem dann zur einsparung beim Verbrauch fossiler<br />
Primärenergieträger beitragen,<br />
• wenn für seine trocknung freie Sonnenenergie<br />
und/oder bisher verlorene abwärme aus thermischen<br />
Prozessen eingesetzt werden<br />
• wenn die kapazität des klärschlamms zur Speicherung<br />
von energie voll ausgeschöpft wird (Steigerung<br />
der energiemenge um den Faktor 1,7 – 4)<br />
• und wenn durch trocknung die energiedichte so weit<br />
angehoben wird, dass er mit einem Heizwert von 9<br />
– 11 mJ/kg als kohleersatzbrennstoff für die industrie<br />
auch energetisch und wirtschaftlich interessant wird.<br />
Zudem sollte der trockenschlamm in einer konsistenz<br />
vorliegen, dass er auf einfache weise transportiert, gelagert<br />
und der Verbrennung zugeführt werden kann.<br />
unter dem druck zur Reduzierung der co 2 -emissionen<br />
haben sich aus der Vielzahl der technischen optionen<br />
zwei entsorgungsweg heraus kristallisiert, bei denen die<br />
energiegewinnung aus klärschlamm als Verfahrensziel<br />
eine Rolle spielt. nicht zufällig ist es die gestiegene<br />
Bedeutung des klärschlamms als energieträger, die in<br />
jüngster Zeit einen wachsenden wettbewerb um den<br />
klärschlamm auslöste und zu sinkenden entsorgungskosten<br />
führte. denn wer mit dem klärschlamm teurer<br />
werdende kohle durch preiswerte biogene Reststoffe<br />
ersetzen und seine co 2 -emissionen senken kann, der hat<br />
auch im wirtschaftlichen wettbewerb einen Vorteil.<br />
der erste technisch sehr einfache Verfahrensweg ist<br />
die abholung des entwässerten klärschlamms auf den<br />
kläranlagen und Verbringung zur mitverbrennung in<br />
die Braun- oder Steinkohlekraftwerke. Vor seiner mitverbrennung<br />
wird der klärschlamm zusammen mit der<br />
kohle in den kohlemühlen getrocknet, so dass er mit<br />
tR-Gehalten > 90% und Heizwertgehalten von 9 – 11<br />
mJ/kg in die Verbrennung gelangt. der Heizwert des<br />
trockenschlamms wird entsprechend der wirkungsgrade<br />
der kraftwerke zu 35 – 42% in Strom umgewandelt. mit<br />
einer tonne trockenschlamm können rund 0,38 tonnen<br />
Steinkohle oder rund 1 tonne Braunkohle ersetzt und<br />
der ausstoß von kohlendioxid um rund 1,0 tonne co 2<br />
gesenkt werden.<br />
Für die trocknung des entwässerten klärschlamms<br />
wurden bisher vor allem die in den kohlemühlen vorhandenen<br />
Reservekapazitäten mobilisiert. der aufbau<br />
separater trocknungsanlagen speziell für die klärschlammtrocknung<br />
fand bisher nur in ausnahmefällen<br />
statt. weitere große mitverbrennungskapazitäten sind<br />
in der Zementindustrie 3) , aber auch bei den kohlekraftwerken<br />
zu finden, wenn der klärschlamm dort bereits<br />
auf > 90% tR getrocknet angeliefert werden kann.<br />
insofern könnte künftig auf einen neubau von monoverbrennungseinrichtungen<br />
vollständig verzichtet und<br />
der weg der nutzung als kohlerersatzbrennstoff systematisch<br />
beschritten werden, wenn wir die aufgabe der<br />
klärschlammtrocknung gut lösen.<br />
Energiegewinnung aus Klärschlamm/<br />
Verfahrensweg<br />
den zweiten Verfahrensweg, um mit dem klärschlamm<br />
fossile Primärenergie zu ersetzen und die treibhausgase<br />
zu reduzieren, können die kommunen selbst aufbauen.<br />
Vor allem in Süddeutschland gelang der solaren klär-
Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
schlammtrocknung der einstieg und eine begrenzte Verbreitung.<br />
Hierbei wird der klärschlamm in der Regel auf<br />
65 – 70% getrocknet. es gibt jedoch einige nachteile<br />
der rein solaren trocknung, die ihrer weiteren Verbreitung<br />
entgegenstehen:<br />
• Geringe trocknungsleistung, dadurch bezogen auf<br />
den mengendurchsatz ein relativ hoher Flächenverbrauch<br />
bzw. relativ große und teure anlagen, die<br />
in der Regel nur dann gebaut wurden, wenn die<br />
kommune einen Zuschuss erhielt.<br />
• während des langsam verlaufenden trocknungsprozesses<br />
wird durch anaerobe Zersetzung bis zu 10%<br />
der organischen masse und damit energiewert verloren.<br />
Zudem ist die energiedichte des klärschlamms<br />
mit 5,8 – 7 mJ/kg noch zu gering, um ihn zum industriell<br />
interessanten kohleersatzbrennstoff zu machen.<br />
Vor diesem Hintergrund bemühten sich alle Hersteller<br />
von solaren trocknungsanlagen um eine Leistungssteigerung<br />
durch die ergänzende nutzung von abwärme.<br />
ich selbst stehe in diesem Zusammenhang als erfinder<br />
und seit dezember 2005 auch als Produktmanager bei<br />
der Passanvant-Geiger GmbH für das neu entwickelte<br />
edZ-trocknungsverfahren. Bei diesem Verfahren wird<br />
abwärme mit einer Vorlauftemperatur zwischen 55 und<br />
95 ° celsius über eine Fußbodenheizung in das solare<br />
trocknungshaus (in der art eines Gewächshauses) eingebracht.<br />
eine neue wende- und Vorschubtechnik (in<br />
der art von endlos umlaufenden Rechen) verhindert die<br />
Verleimung des klärschlamms auf dem warmen Fußboden.<br />
die trocknungsleistung liegt bei 2,5 – 3,0 tonnen<br />
wasserentzug x m 2 x Jahr. es werden klärschlämme ab<br />
18% tR zu einem blasfähigen trockenschlamm > 90%<br />
tR getrocknet.<br />
im interesse der energieeffizienz schlagen wir den<br />
kommunen vor, das solare trocknungshaus dort zu errichten,<br />
wo die gesuchte abwärme bereits vorhanden ist.<br />
einer Broschüre des Fachverband Biogas e.V. entnehmen<br />
wir, dass es für 50 – 60% der wärme, die bei den inzwischen<br />
sehr zahlreichen Biogasanlagen anfällt, noch<br />
keine wärmenutzung gibt 4) . Sie wird in der Regel zu<br />
einem sehr niedrigen Preis angeboten. der klärschlamm<br />
dient als ein Speichermedium für die abwärme; sie findet<br />
sich zu über 90% als ein Heizwertzuwachs im trockenschlamm<br />
wieder. der wärmeverlust wird durch die<br />
ergänzende nutzung der Sonnenenergie ausgeglichen.<br />
der Stromverbrauch liegt mit 20 – 25 kwh pro tonne<br />
wasserentzug sehr niedrig.<br />
der hier beschriebene weg schneidet gegenüber dem<br />
Verfahrensweg 1 dann preislich gut ab, wenn eine durchsatzmenge<br />
von 2.000 t/a entwässerter klärschlamm<br />
zusammen kommt, um ein kleines trocknungshaus gut<br />
auszulasten. Bei größeren mengen tritt eine starke kostendegression<br />
ein. Gemeinden mit einem geringeren<br />
klärschlammaufkommen empfehlen wir deshalb ein<br />
Zusammengehen mit ihren nachbargemeinden, wie das<br />
in Sulz am neckar und Vöhringen der Fall ist, die ihr gemeinsames<br />
trocknungshaus bei einer Biogasanlage im<br />
august 2006 in Betrieb nehmen wollen. Zu einer Besichtigung<br />
dieser ersten kommunalen musteranlage und<br />
zum weiteren erfahrungsaustausch laden wir Sie ganz<br />
herzlich ein!<br />
Anmerkungen<br />
1) „klärschlammentsorgung: eine Bestandsaufnahme“,<br />
veröffentlicht im Fiw-Verlag, april 2006<br />
2) diese ausführungen vertiefend kann dem interessierten<br />
Leser die Lektüre von kapitel 5 der vorgenannten<br />
Veröffentlichung empfohlen werden.<br />
3) auch in den Zementwerken finden wir noch freie<br />
abwärme für eine klärschlammtrocknung<br />
4) Broschüre des Fachverband Biogas e.V: „Biogas<br />
– das multitalent für die energiewende“, märz 2006
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Ökologisch wertvolle und regional sinnvolle Verwertung getrockneter kommunaler<br />
Klärschlämme – am Beispiel des Zementwerkes Göllheim der Dyckerhoff AG<br />
thomas Sievert, wiesbaden<br />
Für eine regional sinnvolle Verwertung kommunaler klärschlämme<br />
am Standort Göllheim der dyckerhoff aG kommen<br />
überwiegend die mengenströme der umliegenden<br />
Bundesländer Hessen, Bayern, Baden-württemberg,<br />
Saarland und des Landes Rheinland-Pfalz in Betracht. mit<br />
geringen Schwankungen kann die jährliche anfallmenge<br />
der einzelnen Bundesländer als gleich bleibend bezeichnet<br />
werden. der größte mengenstrom mit 300.000 t<br />
trockensubstanz fällt in Bayern an, dicht gefolgt von Baden-württemberg<br />
mit rund 280.000 t, mit geringerem<br />
anfall folgen Hessen mit 190.000 t und Rheinland-Pfalz<br />
mit 110.000 t. das Saarland kommt aufgrund der geringen<br />
Bevölkerungszahl nur auf etwa 20.000 t. in Summe<br />
liegt das mengengerüst bei ca. 900.000 t tS, was ~37%<br />
der in der Bundesrepublik mit 2,4 mio. t tS anfallenden<br />
klärschlammmengen entspricht.<br />
die anfallmengen sind somit nachhaltig vorhanden,<br />
dennoch gilt es vor einer entscheidung zur thermischen<br />
Verwertung die Verwertungswege und deren entwicklung<br />
zu untersuchen. im Gleichschritt mit der gesamten<br />
entsorgungswirtschaft unterliegt auch die Verwertung<br />
von klärschlamm einem dauernden wandel. der umweltbericht<br />
des umweltbundesamtes zeigt anhand der<br />
daten für das Jahr 2001, dass alle betrachteten Bundesländer<br />
vorrangig in der Landwirtschaft verwerten (52%),<br />
gefolgt von der Verbrennung (28%), kompostierung<br />
(16%) und deponierung (4%). im Vergleich mit dem Bundesdurchschnitt<br />
zeigt sich ein deutliches übergewicht<br />
(~10%) im Bereich der landwirtschaftlichen Verwertung<br />
gegenüber dem Bundesdurchschnitt. die Verbrennung<br />
liegt mit 5% ebenfalls über dem Bundesdurchschnitt,<br />
während die deponierung mit 3% unter dem Bundesschnitt<br />
liegt. die unterschiede in der Verwertungsstruktur<br />
lassen sich im wesentlichen aus der Flächennutzung<br />
zwischen Landwirtschaft und industrie erklären.<br />
mit dem inkrafttreten der ta Siedlungsabfall zum Juni<br />
2005 ist die deponierung unbehandelter klärschlämme<br />
nicht mehr zulässig. Parallel stiegen die Preise für Primärenergie,<br />
wodurch viele Verbrennungsanlagen nach alternativen<br />
Brennstoffen suchen, hier hat der klärschlamm<br />
wegen der neutralität hinsichtlich des ausstoßes von<br />
co 2 eine Sonderstellung. aufgrund der beschriebenen<br />
einflußgrößen erhöhte sich der anteil der Verbrennung<br />
zu Lasten der landwirtschaftlichen Verwertung und deponierung,<br />
so dass die landwirtschaftliche Verwertung<br />
und Verbrennung mit je 40% anteil als Hauptverwer-<br />
tungspfade zu bezeichnen sind. aus der aktuellen diskussion<br />
um die novellierung der klärschlammverordnung<br />
und der damit einhergehenden Veränderungen der<br />
Grenzwerte für die landwirtschaftliche nutzung wird<br />
eine weitere Veränderung in der Verwertungsstruktur<br />
zur Folge haben. überlagert wird dies zudem durch die<br />
Zielsetzung einzelner Bundesländer, wie Bayern und Baden-württemberg,<br />
die ausbringung von klärschlamm<br />
stark zu reduzieren.<br />
die Verwertungsstruktur der betrachteten fünf Bundesländer<br />
ist nicht einheitlich. aus der Betrachtung der<br />
letzten 10 Jahre ist zu entnehmen, dass sich in Badenwürttemberg<br />
sehr früh ein wechsel von der landwirtschaftlichen<br />
zur thermischen Verwertung vollzogen hat.<br />
der anteil der thermischen Verwertung liegt in Badenwürttemberg<br />
heute über 60%. in den Bundesländern<br />
Bayern und Hessen erfolgte diese entwicklung jedoch<br />
mit einem zeitlichen Versatz von etwa 5 Jahren. der<br />
anteil der landwirtschaftlichen Verwertung nahm von<br />
knapp 60% in Bayern und 40% in Hessen auf nunmehr<br />
25% in Bayern und 30% in Hessen ab, im Gegenzug<br />
erhöhte sich der anteil der Verbrennung um 20%-Pkt.<br />
auf ca. 40% in den beiden Ländern. das Bundesland<br />
Rheinland-Pfalz ist dieser entwicklung nicht gefolgt. im<br />
Gegensatz zu den übrigen Ländern ist der anteil der<br />
landwirtschaftlichen Verwertung im Verlauf der letzten<br />
10 Jahre um ca. 30%-Pkt. auf fast 70% angestiegen. die<br />
thermische Verwertung oder auch kompostierung spielen<br />
nur eine untergeordnete Rolle.<br />
Für eine änderung der Verwertungsstruktur müssen<br />
auch die notwendigen kapazitäten für den jeweiligen<br />
weg bereitstehen. in der Zeitschrift euwid wurden<br />
jüngst die die Verbrennungskapazitäten der marktteilnehmer<br />
beziffert. der Hauptanteil der Verbrennungskapazität<br />
mit rund 1,2 mio. t tS klärschlamm liegt bei<br />
den kohlekraftwerke und den monoverbrennern. die<br />
mitverbrenner (Hausmüllverbrennungsanlagen und<br />
Zementwerke) spielen derzeit mit 0,2 mio. t eine untergeordnete<br />
Rolle. die aktivitäten im Bereich der Zementindustrie<br />
sind erst 3 Jahre alt und somit noch<br />
nicht ausgeschöpft. Bundesweit wurde der einsatz von<br />
3.000 t in 2003 auf nunmehr 157.000 t in 2004 gesteigert.<br />
die Verbrennungskapazität liegt jedoch deutlich<br />
höher, ist aber auch dicht mit der akzeptanz der thermischen<br />
nutzung verbunden.
Neue Wege für die Klärschlammentsorgung<br />
nach einer marktstudie und analyse der Verwertungsstrukturen<br />
kann es regional sinnvoll sein thermische Verbrennungskapazitäten<br />
anzubauen. an den einsatz von<br />
klärschlamm sind jedoch einige Vorrausetzungen gekoppelt,<br />
welche im Vorfeld zu berücksichtigten sind. Für<br />
den einsatz im Zementwerk ist eine Genehmigung nach<br />
dem Bundesimmissionsschutzgesetz zu beantragen. im<br />
Genehmigungsverfahren kann der klärschlamm in der<br />
getrockneten Variante als ersatzbrennstoff als mech.<br />
entwässerter Schlamm als ersatzrohstoffe angesetzt<br />
werden. Sinnvoller weise bringt man die kombination<br />
aus thermischer und stofflicher Verwertung in den ansatz.<br />
der brennbare Bestandteil des materials ermöglicht<br />
eine Substitution von Primärenergie und führt über<br />
den co 2 -neutralen ansatz des klärschlamms zu einem<br />
positiven Beitrag in der Bilanz. Gleichzeitig hilft es die<br />
euphorischen Ziele der Bundesregierung zu erfüllen. die<br />
Zusammensetzung der klärschlammasche (50% der<br />
trockenmasse) besteht im wesentlichen aus Sand, ton,<br />
eisen, kalk und Phospaten. die ersten vier komponenten<br />
sind Rohstoffbestandteile für die Zementherstellung<br />
und führen zur einer echten Rohstoffeinsparung und<br />
Schonung der natürlichen Ressourcen. die Phosphate<br />
führen bei einer überdosierung hingegen zu einer nicht<br />
erwünschten Veränderung der Zementeigenschaften.<br />
aufgrund der gleichmäßigen Zusammensetzung von<br />
klärschlämmen lassen sich die anlagenbezogenen Grenzen<br />
sehr genau an- und aussteuern.<br />
über die umweltverträglichkeitsprüfung wird anhand<br />
der enthaltenen Schwermetalle das emissionsverhalten<br />
bei unterschiedlichen einsatzmengen errechnet, um mit<br />
dem Genehmigungsbescheid die eckdaten für den einsatz<br />
von klärschlamm festzulegen. mit dem Bescheid<br />
werden die maximal zulässigen Schwermetallgehalte<br />
als inputwerte und die maximal zulässige einsatzmenge<br />
festgeschrieben. Für den einsatz sind dann die anforderungen<br />
an die anlagentechnik hinsichtlich der<br />
annahme, Lagerung und dosierung zu prüfen. Je nach<br />
vorhandener technik oder räumlicher Gegebenheiten<br />
sind unterschiedliche konzepte denkbar. Hauptaugenmerk<br />
ist dabei auf konsistenz, Feuchte, Schüttdichte zu<br />
richten. der einsatz von klärschlamm ist über zwei aufgabestellen<br />
ins ofensystem möglich. Für Zementwerk<br />
mit einer eigenen kohlenmahlanlage ist der einsatz von<br />
klärschlamm als Gemisch mit kohle möglich. der anteil<br />
ist nach erfahrungen aus der Schweizer Zementindustrie<br />
auf etwa 5% des Gesamtwärmeeinträges begrenzt, da<br />
ein absinkender Heizwert und erhöhter aschegehalt im<br />
Brennstoffgemisch die Flammentemperaturen absenken.<br />
Für höhere einsatzraten ist der einsatz über die Sekundärfeuerung<br />
zu favorisieren.<br />
6<br />
unabhängig von der aufgabestelle gibt es weitere Begrenzungen,<br />
die den einsatz in einem Zementwerk beschränken.<br />
der Quecksilbergehalt in den klärschlämmen<br />
liegt etwa bei 1 ppm. das Quecksilber gehört z den leicht<br />
flüchtigen elementen und führt daher zu emissionen im<br />
abgasstrom. diese emissionen sind gemäß 17. BimSchG<br />
auf 30 µg/m³ beim tagesmittelwert und 50 µg/m³ im<br />
Halbstundenmittelwert begrenzt. da der Quecksilbergehalt<br />
nur geringen Schwankungen unterliegt, lassen sich<br />
diese emissionsgrenzwerte gut einhalten. die im langfristigen<br />
Zeitverlauf sinkenden Quecksilbergehalte des<br />
klärschlamms begünstigen das emissionsverhalten und<br />
erhöhen die möglichen einsatzmengen.<br />
der eintrag von Phosphaten über den klärschlamm<br />
führt bei überdosierung zu Veränderungen der Zementeigenschaften.<br />
die Beschränkungen sind aufgrund der<br />
unterschiedlichen Rohstofflagerstätten und gewünschten<br />
Zementeigenschaften anlagenbezogen unterschiedlich<br />
hoch. Je nach Begrenzung des Phosphatgehaltes<br />
errechnen sich unterschiedliche einsatzmengen, die<br />
durchaus niedriger als maximal zulässige einsatzmenge<br />
aus der Genehmigung sein können.<br />
Je nach Phosphatgehalt und Quecksilbergehalt im klärschlamm<br />
einer anfallstelle errechnen sich die möglichen<br />
einsatzmengen, die mit den genehmigten einsatzmengen<br />
zu überprüfen sind.<br />
das für den Standort Göllheim berechnete mengengerüst<br />
liegt derzeit aufgrund der eingesetzten klärschlammqualitäten<br />
bei ca. 10.000 t/a bezogen auf 90% tS.<br />
Betrachtet man die ausschlaggebenden Faktoren eines<br />
jeden Verwertungsweges ergibt sich aus der kombination<br />
eine Vision für eine ökologisch sinnvolle Verwertung<br />
der anfallenden klärschlammmengen. wie auch Hr.<br />
Fehrenbach vom ifeu institut in seiner jüngsten Studie<br />
veröffentlich hat, gibt es neue Zielsetzungen um die<br />
ökologischen auswirkungen zu verbessern. Basis bildet<br />
dabei der grundsätzliche Gedanke, dass die landwirtschaftliche<br />
Verwertung auf die nutzung der n- und P-<br />
Gehalte abzielt, da diese als düngemittelersatz benötigt<br />
werden. die thermische Verwertung zielt dagegen auf<br />
die nutzung der brennbaren Bestandteile ab, wobei wie<br />
am Beispiel der Zementindustrie der P-Gehalt sogar störend<br />
wirkt.<br />
da die Rückgewinnung von Phosphat sich derzeit nur<br />
unter hohen kosten bewerkstelligen lässt, gilt es zunächst<br />
eine sinnvolle auswahl von klärschlämmen für<br />
den jeweiligen Verwertungsweg vorzunehmen, bei hohen<br />
P-Gehalten lohnt sich die Phosphorrückgewinnung<br />
entweder aus der Verbrennungsasche oder aus dem<br />
klärschlamm selbst. durch die extraktion der Phosphatgehalt<br />
sinkt der aschegehalt, wodurch im Gegenzug der
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Heizwert ansteigt. ein ansteigen des Heizwertes und<br />
entfall der mengenbeschränkung über den P-Gehalt<br />
führen zur Steigerung der Verwertungskapazitäten in<br />
der Zementindustrie. nach extraktion der Phosphatgehalt<br />
verringert sich auch das mengengerüst für eine sich<br />
anschließende trocknung. über eine Solartrocknung<br />
kann lokal die Vortrocknung der klärschlämme auf tS-<br />
Gehalte nahe 70% tS erfolgen. die kostengünstige Solartrocknung<br />
führt zu einer deutlichen Verringerung im<br />
mengenstrom über das austreiben von ca. 40% wasser.<br />
die vorgetrockneten mengen lassen sich dann leichter<br />
zu vereinzelt installierten trocknungsanlagen, welche<br />
mit abwärme aus anderen Prozessen betrieben werden,<br />
zusammenführen. mit Hilfe der günstigen abwärme<br />
können die vorgetrockneten Schlämme auf trockensubstanzgehalte<br />
> 90 % tS aufbereitet werden. durch<br />
den hohen tS-Gehalt und die verbesserte aschezusammensetzung<br />
wird das material zunehmend interessanter<br />
für die thermische Verwertung, der parallel weiter absinkende<br />
Hg-Gehalt verbessert die einsatzbedingungen,<br />
so dass mittelfristig die bereits genehmigten Verbrennungskapazitäten<br />
ausreichend sein können. da die Verbrennungskapazitäten<br />
nicht flächendeckend vorhanden<br />
sind, wird weiterhin ein teilstrom direkt landwirtschaftlich<br />
verwertet werden.<br />
Literaturstellen<br />
• daten zur anlagentechnik und zu den Standorten der<br />
thermischen klärschlammentsorgung in der Bundesrepublik<br />
deutschland, 3. überarbeitete auflage<br />
(08/2004), umweltbundesamt<br />
• „anteil der klärschlammverbrennung in Badenwürttemberg<br />
bei 68 Prozent“, euwid nr. 14 vom<br />
04.04.2006<br />
• „klärschlammverwertung in der Landwirtschaft wird<br />
nicht verboten“, euwid nr. 18 vom 03.05.2006<br />
• „Bayern reduziert klärschlammausbringung“, euwid<br />
nr. 18 vom 03.05.2006<br />
• „Gönner bekräftigt ausstieg aus klärschlammdüngung“,<br />
euwid nr. 18 vom 03.05.2006<br />
• „klärschlammaufkommen können mittelfristig<br />
komplett verbrannt werden“, euwid nr. 19 vom<br />
09.05.2006<br />
• „Studie sieht verstärkte konkurrenz am markt für<br />
klärschlamme“, euwid nr. 20 vom 16.05.2006<br />
• klärschlammbericht des Landes Baden-würtemberg<br />
(2002-2004)<br />
• klärschlammbericht des Landes Bayern (2002-2004)<br />
• umwelttabellen des Landes Rheinland-Pfalz (1991-<br />
2001)<br />
• umweltdaten VdZ (2003-2005)<br />
7
Exkursionen<br />
Umsetzung von Maßnahmen der Regenwasserbewirtschaftung<br />
auf Konversionsflächen; Beispiel: PRE-Park, <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Jörg Zimmermann, kaiserslautern<br />
Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen und deren<br />
umsetzung in die Praxis waren in den letzten Jahren<br />
Schwerpunktthemen zahlreicher tagungen. abrundend<br />
wird das thema in dieser Veranstaltung in Form einer<br />
kurzdarstellung mit exkursion aufgegriffen. mit dem<br />
PRe-Park wird ein Gebiet vorgestellt, in dem eine komplexe<br />
Regenwasserbewirtschaftung mittlerweile seit ca.<br />
8 Jahren in Betrieb ist.<br />
Bis 1992 wurde das damals als „Holtzendorff-kaserne“<br />
bezeichnete areal von den französischen Streitkräften<br />
militärisch genutzt. in den darauf folgenden Jahren<br />
wurden neue nutzungskonzepte entwickelt, die auch<br />
in die Bauleitplanung einflossen. eine investorengruppe<br />
aus kaiserslautern, die PRe GmbH, entwickelte das<br />
Gelände schließlich mit finanzieller unterstützung der<br />
öffentlichen Hand. der PRe-Park wurde so zu einem der<br />
bedeutendsten konversionsprojekte des Landes Rheinland-Pfalz.<br />
in das konzept eines technologieorientierten<br />
Gewerbe- und dienstleistungsparks mit ergänzenden<br />
Freizeiteinrichtungen wurden 160 wohneinheiten modular<br />
integriert. Hierbei ist ein guter mix aus altbausanierung<br />
und neubau gelungen, der für solche Projekte<br />
modellcharakter hat.<br />
Zu Projektbeginn gehörten umfangreiche ordnungsmaßnahmen,<br />
insbesondere zur Sanierung der vorhandenen<br />
altlasten, zu den wichtigsten Voraussetzungen,<br />
um die gewünschte nachnutzung des Geländes erfolgreich<br />
auf den weg bringen zu können. die Gesamtfläche<br />
des Bebauungsplanes von ca. 68 ha wurde in den<br />
Gewerbe- und dienstleistungsbereich (ca. 29 ha) sowie<br />
den wohnbereich gegliedert (ca. 5 ha). diese nutzungsbereiche<br />
sind durch einen Grüngürtel von bis zu 35 m<br />
Breite abgegrenzt. die kompletten infrastrukturanlagen<br />
von den Ver- und entsorgungsleitungen über modernste<br />
kommunikationsstrecken bis hin zu den Verkehrswegen<br />
wurden neu hergestellt.<br />
das ehemalige militärgelände war im mischsystem<br />
erschlossen. der baufällige Zustand der vorhandenen<br />
kanalisation und die erforderliche neuordnung der erschließungstrassen<br />
machten eine komplette erneuerung<br />
der abwasserentsorgung im Gebiet erforderlich. das<br />
im osten der Stadt liegende Gebiet war nicht im klassischen<br />
trennsystem direkt an ein oberflächengewässer<br />
anzuschließen. die städtische kanalisation bis hin zur<br />
Lauter und der Zentralkläranlage im nord-westen ist<br />
als mischsystem ausgebaut. konzeptionelles Ziel war<br />
es deshalb, das unverschmutzte Regenwasser des Gebietes<br />
möglichst vollständig vor ort zu versickern und<br />
die kanalisation und kläranlage somit nicht weiter zu<br />
belasten oder gar im Vergleich zum ausgangszustand zu<br />
entlasten.<br />
um dies erreichen zu können, wurde ein modifiziertes<br />
trennsystem konzipiert, bei dem unterschiedliche maßnahmen<br />
der Regenwasserbewirtschaftung sowohl im öffentlichen<br />
als auch im privaten Bereich vorgesehen sind.<br />
maßgebende Vorgabe für den entwurf der herzustellenden<br />
Versickerungs- und Rückhalteanlagen war, die<br />
abflussspende des Gebietes auf maximal 3 l/s je Hektar<br />
einzugsgebietsfläche zu begrenzen. das Schmutzwasser<br />
sowie verschmutze Regenwasserabflüsse sind der kläranlage<br />
über einen Schmutzwasserkanal bzw. über das<br />
städtische mischsystem zuzuleiten.<br />
das Gebiet steigt von Süden nach norden hin von ca.<br />
265 münn mit durchschnittlich 5 % auf ca. 310 münn<br />
an und ist insbesondere in der nördlichen Hälfte topographisch<br />
in unterschiedliche nutzungsebenen strukturiert.<br />
die untergrundverhältnisse sind durch relativ oberflächennah<br />
anstehenden Buntsandstein gekennzeichnet,<br />
der von Sanden und unterschiedlichen auffüllungen<br />
überlagert wurde.<br />
auf der Basis der ergebnisse von zahlreicher Schürfen<br />
und Versickerungsversuchen wurde für die Bemessung<br />
der Versickerungsanlagen ein kf-wert von 4*10-6 m/s<br />
zugrunde gelegt. der Flurabstand beträgt im Gebiet 25<br />
bis 75 m.<br />
das Gelände wurde im Vorfeld der erschließungsmaßnahme<br />
intensiv auf altablagerungen hin untersucht. altlasten-<br />
und altlastenverdachtsflächen wurden erfasst<br />
und soweit wirtschaftlich vertretbar beseitigt oder fixiert.<br />
am häufigsten traten relativ oberflächenahe mineralöl-kohlenwasserstoffbelastungen<br />
auf. die vollständige<br />
Beseitigung der Verunreinigungen war zwingende Voraussetzung<br />
für die umsetzung von Versickerungsmaßnahmen.<br />
im Zuge der Rückbaumaßnahmen erfolgte eine<br />
kontinuierliche Begleitung der altlastensanierung und<br />
Freimessung durch eine geotechnische Fachbauleitung.<br />
die überwachung der maßnahmen und die Freigabe der<br />
spezifischen Flächennutzungen nach Sanierung oblag<br />
der zuständigen konversionsaltlasten-arbeitsgruppe<br />
(koaG). Sofern eine kontaminierte Fläche nicht freigemessen<br />
werden konnte, wurde für Versickerungsanlagen<br />
ein mindestabstand von 5 m festgelegt.<br />
9
Exkursionen<br />
die nachfolgende umsetzung eines Regenwasserbewirtschaftungskonzeptes<br />
folgte dem Grundgedanken<br />
der abflussvermeidung durch mehrstufige Strategien.<br />
Zunächst sind, wo immer sinnvoll, die abflusswirksamen<br />
oberflächen zu reduzieren. durchlässige und teil-durchlässige<br />
oberflächenbeläge sowie Gründächer sind hierfür<br />
ein Beispiel. dezentrale Versickerungsanlagen im<br />
privaten und öffentlichen Bereich haben Priorität vor der<br />
ableitung. wo die Versickerungskapazitäten erschöpft<br />
sind, soll der abfluss gedrosselt weitergeleitet werden.<br />
eine kaskadenförmige Verknüpfung des gesamten Spektrums<br />
der maßnahmen zur Regenwasserbewirtschaftung<br />
zur möglichst effektiven nutzung aller komponenten<br />
war Ziel der Projektierung.<br />
im öffentlichen Bereich wurden primär im Grünstreifen<br />
zwischen Gewerbe- und wohnareal kostengünstige<br />
Versickerungs- und Rückhaltemulden angelegt. im<br />
öffentlichen Straßenraum kamen aufgrund der eingeschränkten<br />
untergrunddurchlässigkeit vorwiegend vernetzte<br />
mulden-Rigolensysteme zum einsatz. die vorhandene<br />
kontamination des untergrundes führte lediglich<br />
bei zwei mulden und einem mulden-Rigolen-element<br />
dazu, dass eine abdichtung mittels HdPe-Folie erfolgen<br />
musste.<br />
auf den Privatgrundstücken sind je Quadratmeter abflusswirksamer<br />
Fläche mindestens 20 Liter Retentionsvolumen<br />
herzustellen. wichtig für die akzeptanz der<br />
Regenwasserbewirtschaftung und deren dauerhafte er<br />
und unterhaltung durch den Bauherren und seinen architekten<br />
ist, dass keine uniformen Lösungen verlangt<br />
werden. in gemeinsamen Gesprächen werden unter beratender<br />
mithilfe durch die mitarbeiter der <strong>Stadtentwässerung</strong><br />
individuelle Lösungen gesucht, die der Grundstücksnutzung<br />
am weitesten gerecht werden und die<br />
in die architektonische Gesamtlösung gut eingebunden<br />
werden können. Somit wurden auch im privaten Bereich<br />
Gründächer, Versickerungsmulden, Regenwasserzisternen,<br />
Retentionsteiche und mulden-Rigolen-Systeme realisiert.<br />
Zwangspunkte für diese anlagen sind häufig die<br />
oberflächennahen anschlusspunkte an das öffentliche<br />
entsorgungssystem, die bei frühzeitiger Berücksichtigung<br />
der Grundstücksentwässerung bei der Planung der<br />
Flächennutzung aber i.d.R. kein großes Problem darstellen.<br />
die Regenwasserbewirtschaftung erfasst ein Gesamteinzugsgebiet<br />
von ca. 34 ha mit einer versiegelten Fläche<br />
von ca. 24,4 ha. an das nachfolgende städtische kanalnetz<br />
werden nur maximal 90 l/s an 4 übergabepunkten<br />
abgegeben. im öffentlichen Raum ist ein Retentionsvolumen<br />
für das anfallende Regenwasser von über 11.000<br />
m3 hergestellt worden. der spezifische Speicherraum im<br />
0<br />
PRe-Park im öffentlichen und privaten Bereich beträgt<br />
ca. 600 m3 pro Hektar ared.<br />
die hydraulische Bemessung der Speichervolumina<br />
wurde mit einem hydrologischen niederschlag-abflussmodell<br />
durch Langzeitsimulation über eine 29-jährige<br />
Regenreihe durchgeführt. Zur Bewirtschaftung des Regenwassers<br />
im öffentlichen Raum kommen folgende<br />
elemente zum einsatz:<br />
• Versickerungsmulden<br />
• einstaumulden<br />
die mulden wurden zur aufnahme eines 5-jährlichen Regenereignisses<br />
ausgelegt. Bei Versickerungsmulden verbleibt<br />
planmäßig ein wasserstand von 10 cm, der über<br />
Versickerung und Verdunstung entleert wird. einstauhöhen<br />
über 10 cm werden verzögert über die abflussdrosseln<br />
entleert. die drosseln wurden auf eine abflussspende<br />
von 3 l/s*ha bemessen, wobei die drosselabflüsse<br />
von in Reihe geschalteten mulden addiert wurden. Jede<br />
mulde enthält einen konstruktiven notüberlauf. der<br />
rechnerische einstau soll nicht länger als 2 tage sein. die<br />
drosseleinrichtungen wurden naturnah mit bearbeiteten<br />
Sandsteinen ausgebildet und sind durch eine mindestöffnungsbreite<br />
von 3 cm robust und wartungsfreundlich.<br />
Falls extrem kleine abflussmengen erforderlich waren,<br />
wurden drahtschotterkörper zur drosselung eingebaut.<br />
die Böschungen wurden i.d.R. mit 1:3 angelegt und die<br />
oberfläche über dem anstehenden oder angeschütteten<br />
erdreich erhielt eine mindestens 20 cm starke mutterbodenauflage.<br />
die mulden haben regelmäßig eine maximale<br />
Stauhöhe von 40 cm bis zum überlauf und passen<br />
sich mit der gewählten Form harmonisch in das Landschaftsbild<br />
(z. B. Grünstreifen zwischen Gewerbe- und<br />
wohnareal) ein. mulden mit im einzelfall größeren einstautiefen<br />
im Randbereich des Gebietes (z.B. nähe autobahnauffahrt)<br />
wurden eingezäunt.<br />
• Abflussgräben<br />
die Gräben als Verbindungselemente zwischen den<br />
oberflächennahen Speicherbauwerken (mulden) wurden<br />
auf die ableitung eines einjährlichen Regenereignisses<br />
ausgelegt. die Sohlneigungen wurden zwischen<br />
0,1 und 1,5 % hergestellt, um ohne erosionsschäden<br />
eine Sohlsicherung durch Rasenbewuchs zu erreichen.<br />
Steilere Gefällestrecken wurden durch Sohlabstürze mit<br />
natursteinschwellen gesichert. in einem teilbereich wird<br />
eine bereits vorhandene Quelle in das Graben- und muldensystem<br />
integriert.<br />
• mulden-Rigolen-elemente<br />
diese Versickerungs- und Speicherelemente finden sich<br />
im Straßenraum der erschließungsstraßen, die eine<br />
Breite von bis zu 19,0 m haben. es sind verschiedene
FAcHTAGUNG Zukunftsweisende Abwasserentsorgung • 110 Jahre Kanalnetz und Kläranlage <strong>Kaiserslautern</strong><br />
Regelquerschnitte zu finden, so dass sich das m-R-element<br />
entweder zwischen Parkständen und Gehweg<br />
oder zwischen Gehweg und Privatgrundstück befindet.<br />
die mulden wurden auf ein einjährliches Regenereignis<br />
bemessen, das Gesamtsystem „mulde+Rigole“ auf<br />
ein Fünfjährliches. der Rigolenkörper besteht aus einer<br />
in ein Filtervlies eingepackten kiespackung der körnung<br />
16/32, in die ein dränagerohr HdPe dn 350 zum<br />
drosselelement verlegt ist. die mulden erhalten auch in<br />
steileren Lagen eine maximale einstautiefe von 30 cm<br />
bis zum überlauf in die Rigole und sind deshalb dort<br />
häufig kaskadenförmig angeordnet. Je nach Situation<br />
sind die m-R-elemente in Reihe geschaltet oder parallel<br />
an einem drosselnetz angeschlossen. die kontroll- und<br />
drosselschächte aus HdPe oder Beton lassen eine inspektion<br />
des Systems und eine einstellung der drosselabflüsse<br />
zu.<br />
• Stauraumkanal<br />
am nördlichen Gebietsrand war ein Stauraumkanal vorhanden,<br />
der nach partieller Sanierung, insbesondere der<br />
Schachtbauwerke, in das Gesamtkonzept integriert werden<br />
konnte.<br />
• Regenwasserkanal als Drosselnetz<br />
um die drosselabflüsse der mulden-Rigolen-Systeme<br />
und verschmutzte Regenwasseranteile ableiten zu können,<br />
wurde in teilbereichen ein Regenwasserkanal SB<br />
dn 300 verlegt.<br />
insgesamt wurden im öffentlichen Bereich ca. 2.200<br />
m mulden-Rigolen-Systeme, zusätzlich ca. 11.000 m2<br />
Versickerungs- und einstaumulden und ca. 400 m abflussgräben<br />
hergestellt. Zusammen mit dem ca. 3.000 m<br />
langen Schmutzwasserkanal beliefen sich die kosten für<br />
die Herstellung der entwässerungsanlagen im PRe-Park<br />
auf ca. 4,5 mio. euro.<br />
Bei der umsetzung der beschriebenen maßnahmen<br />
zur Regenwasserbewirtschaftung war sowohl in der<br />
Planungs- als auch in der ausführungsphase eine enge<br />
Zusammenarbeit von entwässerungs-, Straßen- und<br />
Grünflächenplanern erforderlich. Regelmäßig anlass zur<br />
diskussion und abstimmung ergaben sich vor allem bei<br />
der lage- und höhenmäßigen anordnung von Hausanschlüssen<br />
sowohl für die entsorgungs- als auch für die<br />
Versorgungsleitungen, da das straßenbegleitende mulden-Rigolen-System<br />
hier frühzeitig Randbedingungen<br />
vorgab. Gleiches gilt für die anordnung von Lampenstandorten<br />
oder sonstigen tieferen einbauten der infrastruktur<br />
im Gehweg und Grünstreifen. insbesondere in<br />
der Phase bis zur vollständigen Bebauung der Flächen<br />
muss wegen dem eintrag von abgeschwemmten Feinstoffen<br />
mit erhöhtem Reinigungs- und wiederherstellungsaufwand<br />
für die mulden gerechnet werden. das<br />
System verhält sich bzgl. der hydraulischen auslastung<br />
tolerant, d.h. durch die Verkettung und Vernetzung der<br />
Systemkomponenten findet eine ausgleichende Verteilung<br />
von wassermengen bei lokalen Spitzenabflüssen<br />
statt. nur ca. zehn Prozent des Jahresniederschlages<br />
wird gedrosselt an die städtische kanalisation abgegeben,<br />
der Rest versickert oder verdunstet im Gebiet. kanal<br />
und kläranlage werden somit entlastet. Für die umsetzung<br />
der Regenwasserbewirtschaftungsmaßnahmen<br />
auf Privatgrundstücken werden entsprechende Reduzierungen<br />
der oberflächenwassergebühr gewährt.<br />
mit der umsetzung eines so komplexen Systems der<br />
Regenwasserbewirtschaftung auf einem durch die Vornutzung<br />
belasteten konversionsareal haben sowohl der<br />
Betreiber und die erschließungsträgergesellschaft, wie<br />
auch die Planer und die Genehmigungsbehörden mitte<br />
der 90er Jahre neuland beschritten.<br />
Für die dokumentation und Pflege der anlagen wurden<br />
in diesem umfang erstmals erfahrungen gesammelt.<br />
das System wurde komplett in das GiS-System der<br />
<strong>Stadtentwässerung</strong> integriert. Für die Pflege der gesamten<br />
Grünflächen wurde stadtintern eine spezielle Pflegevereinbarung<br />
getroffen, die eine den spezifischen ansprüchen<br />
genügende und kostengünstige gemeinsame<br />
Pflege der in der Zuständigkeit der unterschiedlichen<br />
Fachreferate (<strong>Stadtentwässerung</strong>, tiefbau, Grünflächen)<br />
befindlichen, oberflächlichen entwässerungs- und Grünanlagen<br />
sicherstellt.<br />
mit dem beschriebenen, zeitgemäßen entwässerungskonzept<br />
konnte auch die entsorgung in einer art gelöst<br />
werden, die dem innovativen und modellhaften charakter<br />
des PRe-Parks insgesamt gerecht wird. wichtig<br />
hierbei war die Bereitschaft aller Beteiligten auch unter<br />
teils schwierigen Randbedingungen die vorgegebene<br />
Gesamtkonzeption zu adäquaten und sachgerechten<br />
detaillösungen für die umsetzung weiterzuentwickeln.<br />
die in diesem Projekt gemachten erfahrungen und daraus<br />
resultierende anforderungen an die Systemhersteller<br />
trugen wesentlich zur entwicklung verschiedener<br />
Produkte bei, die mittlerweile für z.B. mulden-Rigolensysteme<br />
(drosselschächte, Vorreinigung, überläufe) als<br />
erprobte Standards auf dem markt verfügbar sind.<br />
die oberirdisch sichtbaren entwässerungsanlagen prägen<br />
heute das Gesamtbild des PRe-Parks dezent mit.<br />
Sie tragen zu einer Gliederung und Strukturierung der<br />
Straßenräume und Grünflächen sowie zu einer ansprechenden<br />
optik durch die mulden mit ihren temporären<br />
wasserflächen und wasserläufen bei.<br />
1
Exkursionen<br />
Untersuchung, Prüfung und Sanierung von Hausanschlussleitungen<br />
axel Zäuner, kaiserslautern<br />
die Besichtigungstour führt uns zur Hausanschlussuntersuchung<br />
bei der die ortung, nebelung und kanalfilmung<br />
demonstriert werden.<br />
Bei der nächsten Station wird die druckprüfung zur<br />
überprüfung der dichtheit von kanalleitungen vorgeführt.<br />
anschließend wird an einem weiteren Standort die<br />
Hausanschlusssanierung mit dem Brawolinerverfahren<br />
vorgeführt.<br />
Allgemeines<br />
in den letzen Jahren wurde festgestellt, dass es nicht<br />
ausreicht die schadhaften Hauptkanäle im öffentlichen<br />
Straßenbereich zu sanieren. den Hausanschlussleitungen,<br />
durch die das abwasser vom Haus zum Hauptkanal abgeleitet<br />
wird, ist ebenfalls ein besonderes augenmerk zu<br />
schenken.<br />
durch schadhafte, undichte Leitungen kann verschmutztes<br />
abwasser in den Boden versickern (exfiltration)<br />
und somit direkt das Lebensmittel Grundwasser<br />
gefährden.<br />
darüber hinaus kann durch die Leckagen sogenanntes<br />
Fremdwasser in den kanal eindringen (infiltration) und<br />
somit die abwassermenge zur kläranlage erhöhen. Hierdurch<br />
steigen die Betriebs- und Reinigungskosten der<br />
kläranlage sowie der Hebeanlagen.<br />
die Grundstücksentwässerungsanlage ist als teil des<br />
Gebäudes anzusehen und ist somit den gleichen alterungsbedingungen<br />
unterworfen wie dach, Fassade, Fenster,<br />
türen etc..<br />
auch an den unteririsch verlegten Leitungen sind wartungs-<br />
und instandhaltungsarbeiten erforderlich, um<br />
den werterhalt der immobilie zu gewährleisten.<br />
Zur überprüfung des Zustandes der Grundstücksentwässerungsanlagen<br />
wird zunächst eine tV-kanalinspektion<br />
mit einer anschließenden dichtheitsprüfung durchgeführt.<br />
ist der Verlauf der Hausanschlussleitungen im voraus<br />
nicht bekannt, wird zuerst eine ortung bzw. eine Signalnebeluntersuchung<br />
zur Feststellung des Leitungsverlaufs<br />
auf dem Grundstück durchgeführt.<br />
entsprechen die untersuchten Leitungen den Regeln<br />
der technik sind keine weiteren maßnahmen erforderlich.<br />
weisen die Leitungen mängel auf, sind entsprechende<br />
Sanierungsmaßnahmen erforderlich, beispielsweise eine<br />
Brawoliner- Hausanschlusssanierung.<br />
Hausanschlussuntersuchung<br />
mit TV-Kamerafahrzeug<br />
in der Sanierungsplanung gewinnt die tV-kanaluntersuchung<br />
immer mehr an Bedeutung.<br />
Seit mitte der 80er Jahre ist es möglich mit sogenannten<br />
„Hausanschlusskameras“ Hausanschlussleitungen<br />
zu untersuchen. die kameras werden in kontrollschächte<br />
oder Revisionsöffnungen auf den Privatgrundstücken in<br />
den kanal eingesetzt, um die Leitungen zu inspizieren.<br />
Hierbei kommen Schiebekameras und fahrbare kamerasysteme<br />
zum einsatz, aufgrund der Bogengängigkeit<br />
sind die Schiebekameras zu bevorzugen.<br />
Seit mitte der 90er Jahre kommen sogenannte „Sattelitenkameras“<br />
zum einsatz, mit denen es möglich ist vom<br />
Hauptkanal aus die Hausanschlussleitungen inklusive<br />
den Seitenzuläufen zu untersuchen. Hierbei sind Längen<br />
bis ca. 30 m möglich.<br />
Bei der <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern wird für die<br />
Hausanschlussuntersuchungen ein midisystem der Firma<br />
iBak mit einer Lisy 150 Sattelitenkamera eingesetzt.<br />
(orion L).<br />
das tV-untersuchungsfahrzeug ist mit einer integrierten<br />
Spüleinrichtung ausgestattet.<br />
im Hauptkanal bewegt sich ein Fahrwagen mit Rollenvortrieb<br />
und weglängenmessung mit einer Hauptkamera,<br />
für die Hausanschlussuntersuchung wird eine Schiebekamera<br />
in die anschlussleitung eingeschoben.<br />
Bei Bedarf kann das System mit einer Spüleinrichtung<br />
ausgerüstet werden, um verschmutze Hausanschlussleitungen<br />
direkt vor der untersuchung zu reinigen<br />
die aufzeichnung erfolgt auf digitale datenträger.<br />
Dichtheitsprüfung<br />
dichtheitsprüfung für Hausanschlussleitungen nach din<br />
1986-teil 30<br />
„entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke<br />
,teil 30 instandhaltung“<br />
Bei der dichtheitsprüfung wird grundsätzlich unterschieden<br />
in dichtheitsprüfungen mit Luft oder mit wasser.
Bei einer dichtheitsprüfung wird durch eine messtechnische<br />
kontrolle entweder<br />
• die Zeit erfasst, in der sich eine bestimmte druckänderung<br />
einstellt oder<br />
• die erforderliche wasserzugabe zur aufrechterhaltung<br />
des konstanten Prüfdrucks erfasst.<br />
Bei neuverlegten Rohren müssen die kriterien der din<br />
en 1610 eingehalten werden:<br />
• kriterien für die wasserdruckprüfung nach din en<br />
1610:<br />
- Prüfdruck 0,1 – 0,5 bar (bezogen auf Rückstauebene)<br />
- Zulässige wasserzugabe 0,15 l/m² benetzter Rohroberfläche<br />
- Prüfzeit 30 minuten<br />
- Vorfüllzeit 60 minuten<br />
- durchführung an bereits überschütteter Haltung<br />
- gleiche kriterien für muffendruck- bzw. haltungsweiser<br />
dichtheitsprüfung<br />
• kriterien für die Luftdruckprüfung nach din en 1610:<br />
- anfangsdruck (5 min), der erforderlichen Prüfdruck<br />
um 10 % überschreitet<br />
- Prüfdruck nach den anforderungen der Verfahren La,<br />
LB, Lc oder Ld<br />
- nach vorgegebener Prüfzeit muss der druckabfall<br />
geringer als der jeweilige Grenzwert sein<br />
• Bei bestehenden Grundstücksanlagen<br />
- Verminderung des Prüfdrucks bis zur auffüllung<br />
oberkante des entwässerungsgegenstandes<br />
- Zulässige wasserzugabe 0,2 l/m² benetzter Rohroberfläche<br />
- Prüfzeit 15 minuten<br />
ATV M 1 - Teil 6<br />
dichtheitsprüfung bestehender erdüberschütteter abwasserleitungen,<br />
– kanäle und Schächte mit wasser,<br />
Luftüberdruck oder unterdruck<br />
- Prüfdruck 50 mbar (50 cm) über Rohrscheitel am<br />
höchsten Punkt des Prüfobjektes<br />
- wasserzugabe pauschal 0,2 l/m²<br />
- Prüfzeit 15 minuten<br />
- absperrvorrichtung erforderlich<br />
Hausanschlusssanierung im Brawoliner- Verfahren<br />
Bei der Brawolinersanierung wird ein nahtloser textilschlauch,<br />
aus dem Hause karl-otto-Braun aus wolfstein,<br />
mit einem epoxid-Harz vermischt und unter konstantem<br />
druck in den schadhaften kanal eingestülpt (inversiert).<br />
der getränkte textilschlauch legt sich formschlüssig<br />
und nahezu faltenfrei an die Rohrwand an. Je nach<br />
Harztyp kann ein Hausanschluss in ca. 6 – 8 Stunden<br />
vollständig saniert werden. Seitliche Zuläufe werden mit<br />
einem Fräsroboter nachträglich geöffnet.<br />
mit diesem Verfahren entfallen aufwendige Bau- und<br />
aufgrabungsarbeiten im öffentlichen Straßenraum sowie<br />
in privaten Gartenanlagen.<br />
des weiteren sind die kosten für Sanierung rund 2/3<br />
günstiger als bei einer erneuerung in offener Bauweise.<br />
das Brawoliner-Verfahren hat die diBt-Zulassung<br />
(deutsches institut für Bautechnik).<br />
die diBt-Zulassung ist für den einbau von Bauprodukten<br />
im privaten Bereich erforderlich.<br />
die ikt ein unabhängiges institut für unterirdische<br />
infrastruktur in Gelsenkirschen hat das Verfahren mit 6<br />
weiteren verglichen und mit der note sehr gut bewertet.<br />
die Vorgehensweisen und methoden werden auf der<br />
exkursion demonstriert.
Grußworte:<br />
Verzeichnis der Referenten<br />
Bürgermeister Dr. Arne Oeckinghaus<br />
Stadt kaiserslautern<br />
willi-Brandt-Platz 1 (Rathaus); 67655 kaiserslautern<br />
Dipl.-Ing. Rainer Grüner<br />
c/o <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern<br />
Blechhammerweg 50; 67659 kaiserslautern<br />
tel.: 0631/3723 - 222<br />
e-mail: r.gruener@ste-kl.de<br />
Dipl.-Ing. Sven Lüthje<br />
dwa-Landesverband Hessen/Rheinland-Pfalz/Saarland<br />
Frauenlobplatz 2; 55118 mainz<br />
tel.: 06311/60331701<br />
e-mail: Sven.Luethje@wwv.rlp.de<br />
Moderation:<br />
Prof. Dr. Peter Heck<br />
c/o Fachhochschule trier, umweltcampus Birkenfeld<br />
Gebäude 9926, Raum 127; 55761 Birkenfeld<br />
tel.: 06782 / 17 - 1221; Fax: 06782 / 17 - 1264<br />
e-mail: p.heck@umwelt-campus.de<br />
Prof. Dr.-Ing. Theo G. Schmitt<br />
universität kaiserslautern, FG Siedlungsww<br />
Paul-ehrlich-Straße 14; 67663 kaiserslautern<br />
tel.: (06 31) 2 05-29 46<br />
e-mail: tSchmitt@RHRk.uni-kL.de<br />
Referenten:<br />
Dr. claus-Gerhard Bergs<br />
c/o Bundesministerium für umwelt<br />
naturschutz u. Reaktorsicherheit; Referat wa ii 4<br />
Postfach 12 06 29; 53048 Bonn<br />
tel.: 01888 / 30 52 583<br />
e-mail: claus.bergs@bmu.bund.de<br />
Wolfgang Bollig<br />
c/o norbert dörr GmbH<br />
Luisenthalter Straße 210 a; 66115 Saarbrücken<br />
tel.: 0681 / 97 65 521<br />
e-mail: w.bollig@kanaltechnik-doerr.de<br />
Stefan Dülk<br />
düLk umwelttechnik GmbH & co. kG<br />
auf den dungen 10; 67718 Schmalenberg<br />
tel: (06307) 911433<br />
e-mail: info@duelk-umwelttechnik.de<br />
internet:www.duelk-umwelttechik.de<br />
Dipl.-BetrW. Stefan Heinz Fath<br />
c/o Fakatec GmbH kanal-umwelttechnik<br />
Hauptstraße 175; 67714 Burgalben-waldfischbach<br />
tel.: 06333 / 27 99 10<br />
e-mail: stefanfath@fakatec.de<br />
Dipl.-Ing. Bernd Gruner<br />
ingenieurbüro für abwassertechnik und kanalsanierungsmanagement<br />
Stadtpromenade 11; 03046 cottbus<br />
tel.: 0355 / 52 50 32<br />
e-mail: ibgruner@email.de<br />
Dr.-Ing. Joachim Hansen<br />
c/o tectraa Zentrum für innovative abwassertechnologien<br />
Paul-ehrlich-Straße 14; 67653 kaiserslautern<br />
tel.: 0631 / 205 - 2905<br />
e-mail: jhansen@rhrk.uni-kl.de<br />
Dipl.-Ing. Thomas Jung<br />
ministerium für umwelt, Forsten du Verbraucherschutz<br />
kaiser-Friedrich Straße 1, 55116 mainz<br />
tel.: (06131) 16-4956<br />
e-mail: thomas.Jung@wwv.rlp.de
Dipl.-Ing. Gert Köhler<br />
c/o 2k-Renova GmbH & co.kG<br />
Zum windfang 3<br />
16909 Heiligengrabe ot Zaazke<br />
tel.: 0331 / 6200 - 158<br />
e-mail: ichfinde@nutzwasser.net<br />
Dipl.-Ing. Karl-Wilhelm Krähling<br />
c/o Lehr- und Versuchsanstalt f. Viehhaltung<br />
Hofgut neumühle; 67728 münchweiler a.d. alsenz<br />
tel.: 06302 / 603 - 0<br />
e-mail: karl-wilhelm.kraehling@dlr.rlp.de<br />
Dipl.-Ing. Karl-Heinz Seidel<br />
c/o Seidel-consult<br />
Breslauer Straße 4; 53340 meckenheim<br />
tel.: 02225 / 708 99 64<br />
e-mail: info@seidel-consult.com<br />
Thomas Sievert<br />
c/o dyckerhoff aG<br />
Sachgebietsleitung Sekundärstoff<br />
dyckerhoffstraße 7; 65203 wiesbaden<br />
tel.: 0611 / 676-1760<br />
e-mail: thomas.Sievert@dyckerhoff.com<br />
6<br />
Prof. Dr.-Ing. Ulf Theilen<br />
c/o Fachhochschule Gießen<br />
FG Siedlungswasserwirtschaft<br />
wiesenstraße 14; 35390 Gießen<br />
tel: 0641 / 3091836<br />
e-mail: ulf.theilen@bau.fh-giessen.de<br />
Dipl.-Ing. Jörg Zimmermann<br />
c/o <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern<br />
Blechhammerweg 50; 67659 kaiserslautern<br />
tel: 0631 / 3723-120<br />
e-mail: j.zimmermann@ste-kl.de<br />
Dipl.-Ing. Richard Zizmann<br />
c/o Passavant-Geiger GmbH Buisness unit Roediger<br />
kinzinger weg 104 - 106; 63450 Hanau<br />
tel.: 06181 / 309 - 0<br />
e-mail: richard.zizmann@passavant-geiger.de<br />
Dipl.-Ing. (FH) Axel Zäuner<br />
c/o <strong>Stadtentwässerung</strong> kaiserslautern<br />
Blechhammerweg 50; 67659 kaiserslautern<br />
tel.: 0631/3723-102<br />
e-mail: a.zaeuner@ste-kl.de
Verzeichnis der Aussteller<br />
Dülk Umwelttechnik GmbH + co KG<br />
auf den dungen 10; 67718 Schmalenberg<br />
Wefels Entwässerungs GmbH + co KG<br />
dieselstr. 5; 76344 eggenstein Leopoldshafen<br />
VAG Armaturen GmbH<br />
carl-Reuther-Str. 1; 68305 mannheim<br />
k-Renova GmbH<br />
dennis-Gabor-Str. 2; 14469 Potsdam<br />
Fakatec GmbH<br />
Hauptstr. 175; 67714 waldfischbach-Burgalben<br />
Karl Otto Braun KG<br />
Lauterstr. 50; 67752 wolfstein<br />
Biogest AG<br />
Siemensstr. 1; 65232 taunusstein<br />
Dörr Abflussreinigung GmbH<br />
Luisenthaler Str. 210a; 66115 Saarbrücken<br />
JT Elektronik GmbH<br />
Robert-Bosch-Str. 26; 88131 Lindau/Bodensee<br />
WVE GmbH<br />
Blechhammerweg 50; 67659 kaiserslautern<br />
Technische Werke <strong>Kaiserslautern</strong> GmbH<br />
Burgstraße 11; 67659 kaiserslautern<br />
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Verzeichnis der Tagungsteilnehmer<br />
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