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Einsatz von Retentionsbodenfiltern zur Mischwasserbehandlung

Einsatz von Retentionsbodenfiltern zur Mischwasserbehandlung
Ansprechpartner:

Dr.-Ing. S. Fuchs
Dipl.-Biol. S. Schnabel

Projektgruppe:Abteilung 2

Kurzbeschreibung

 

Mit dem Ziel Gewässerbelastungen durch Mischwassereinleitungen zu vermindern, werden in Deutschland seit Ende der 80er Jahre mit zunehmendem Interesse bewachsene Retentionsbodenfilter (RBF) eingesetzt. Es handelt sich hierbei um Filteranlagen mit einer ausgeprägten biologischen Reinigungskomponente, die das entlastete Mischwasser aus vorgeschalteten Regenüberlaufbecken in einem integriertem Retentionsraum zwischenspeichern und gedrosselt an das Gewässer abgeben. Da sich das Instrument zum Zweck der Mischwasserbehandlung noch immer in der Forschungs- und Entwicklungsphase befindet, besteht sowohl aus verfahrenstechnischer als auch aus limnologischer Sicht großer Bedarf an Effizienzkontrollen bei bestehenden Anlagen. Das Land Baden-Württemberg fördert in diesem Zusammenhang mehrere Pilotprojekte, zu denen auch die 3-jährige Betriebsüberwachung des Retentionsbodenfilters Langenalb sowie die immissionsorientierten Untersuchungen des Maisenbachs gehören.
Der hier betrachtete RBF wurde1998 im Rahmen einer Gebietserweiterung dem bestehenden Regenüberlaufbecken (RÜB) der ländlichen Gemeinde Langenalb nachgeschaltet. Primäres Ziel der Maßnahme war es, die ursprünglich von den Kanalentlastungen ausgehende hydraulische Belastung des Maisenbachs auf ein gewässerverträgliches Maß herabzusetzen. Da keine erhöhten Anforderungen an die Mischwasserreinigung gestellt wurden, erfolgte die Ausführung des RBF mit einer einschichtigen Filterlamelle aus Sand.
Seit Januar 1999 finden kontinuierliche Abflussmessungen sowie repräsentative ereignisbezogene Probenahmen im Zu-, Ab- und Überlauf des Filters statt, anhand derer eine Bilanzierung der Volumen- und Stoffströme im Gesamtsystem RÜB und RBF vorgenommen wird. Betrachtet werden die Parameter Abfiltrierbare Stoffe (AFS), partikuläres organisches Material (POM), chemischer Sauerstoffbedarf (CSB), Ammonium, Nitrat, gelöstes Phosphat und Gesamt-Phosphat. Mit Hilfe dieser Untersuchungen sollen Aussagen über die Reinigungsleistung des Filters gemacht sowie neue Erkenntnisse über die hydraulische und stoffliche Belastbarkeit von Bodenfiltern gewonnen werden. Im Mittelpunkt der Immissionsbetrachtungen stehen die gewässerhydraulischen Verhältnisse. Insbesondere wird geprüft, welchen Einfluss die Erweiterung des Retentionsraums auf die Häufigkeit und die Intensität Geschiebetrieb auslösender Mischwassereinleitungen nimmt. Als Bewertungsmaßstab für die ökologische Wirksamkeit der Maßnahme dienen die Befunde mittel- bis langfristiger Entwicklungen der Wirbellosenfauna der Gewässerstrecken ober- und unterhalb der Einleitung.
Die Untersuchungsergebnisse der Jahre 1999 und 2000 zeigen, dass das Filter gute Reinigungsleistungen bzgl. der Parameter AFS, POM, CSB und Ammonium erbringt. Ein Rückhalt von gelöstem Phosphat findet erwartungsgemäß nicht statt. Weiterhin wurde deutlich, dass der RBF Langenalb eine hydraulisch überdurchschnittlich hoch belastete Anlage ist, die im Winterhalbjahr aufgrund extrem langer Beschickungs- und Einstaudauern einem erhöhten Kolmationsrisiko ausgesetzt ist. Ursache für diese unbefriedigende Situation sind außergewöhnlich hohe Fremdwasserabflüsse während der Wintermonate. Diese haben zur Folge, dass sich die Mischwasserspeicher zwischen Regenereignissen nicht oder nur sehr langsam entleeren. Die Aufgabe der Abflussdämpfung und der Mischwasserreinigung durch Filtration werden daher lediglich im Sommerhalbjahr gut erfüllt. Im Winter unterliegen nur ca. 3-6 % des entlasteten Mischwassers einer Filterpassage. Der überwiegende Teil verlässt das System über den Filterüberlauf. Für das Gewässer resultieren daraus nur saisonal Erholungsphasen. Im Winterhalbjahr können nach wie vor hohe Entlastungsabflüsse zu Geschiebetrieb im Gewässer und damit zu hohen Verdriftungsraten der Wirbellosenfauna führen. Eine langfristige Regeneration der mischwasserbeeinflussten Gewässerstrecke wird somit erschwert.