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Behandlung urbaner Abflüsse

Behandlung urbaner Abflüsse

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Städtische Gebiete weisen gegenüber dem ländlichen Raum deutlich höhere Versiegelungsgrade auf. Deshalb ist die Versickerungsrate niedriger und es entstehen deutlich höhere Abflussspitzen. Gerade im Zusammenhang mit ungünstigen topographischen Randbedingungen (Kernstadt im Tal, Neubaugebiete am Hang) kann dies zu Problemen führen.

Neue Anforderungen an die Behandlung urbaner Abflüsse

Bisher wurde der Oberflächenabfluss aus Siedlungsflächen unter hydraulischen Aspekten betrachtet – es galt, das Regenwasser möglichst schnell und schadlos abzuleiten. Heute ergeben sich vielfältige neue Anforderungen an die Behandlung von Abflüssen aus urbanen Gebieten, die unter dem Oberbegriff „naturnahe Regenwasserbewirtschaftung“ zusammengefasst werden. Eine Grundlage hierfür bildet die EU-Wasserrahmenrichtlinie, die neue Bewertungskriterien für die anzustrebende Qualität der Oberflächengewässer enthält.

Um die gewünschten Ziele zu erreichen, gilt es:

Abflüsse im Sinne eines Regenwassermanagements vermehrt zu regeln und zu steuern,
mehr Speichervolumen zu schaffen, um qualitativen und hydraulischen Stress für die Fließgewässer zu vermeiden,
sich wieder den natürlichen Wasserkreisläufen anzunähern, z.B. durch die Versickerung von Niederschlagswasser.

Die Prioritätenrangfolge bei der Regenwasserbehandlung sollte zukünftig lauten:

Um die gewünschten Ziele zu erreichen, gilt es:

Versickerung vor Speicherung vor gedrosselter Einleitung.

Bei der Versickerung ist der Boden- und Grundwasserschutz zu berücksichtigen, um eine Schadstoffverlagerung aus dem Niederschlagswasser in andere Umweltmedien zu vermeiden. Im ATV-Arbeitsblatt A 138 findet sich hierzu eine Bewertungsmatrix, in der die Zulässigkeit der Versickerung in Abhängigkeit von den jeweiligen Flächen genannt ist.

Eine uneingeschränkte Versickerung über Mulden- und Rigolensysteme ohne Vorbehandlung kommt demnach nur für Oberflächenwasser von Gründächern, Wiesen, Dachflächen ohne Metallverwendung und Terrassenflächen in Betracht. Für eine Vorbehandlung vor der Versickerung kann der Steinhardt Partikelabscheider HydroM.E.S.I eingesetzt werden (s.u.).

Anforderungen an die Behandlung von Abflüssen aus Misch- oder Trennsystemen

Im Mischsystem entstehen Probleme für empfindliche Fließgewässer durch die Entlastung von belastetem Mischwasser. An den Einleitungsstellen kommt es zu erhöhter Sauerstoffzehrung und Ammoniak-Konzentrationsspitzen mit entsprechenden nachteiligen Auswirkungen. Lösungsansätze sind die Aktivierung von Speichervolumen im Kanal, z.B. mit der Steinhardt-Abflussbremse HydroStyx, die Erhöhung des Zuflusses zur Kläranlage über 2Qt hinaus, sowie eine weitergehende Reinigung des entlasteten Mischwassers, z.B. mit den Rechen HydroScreen und HydroClean aus dem Hause Steinhardt.

Weitergehende Mischwasserbehandlung mit Retentionsbodenfiltern

Eine Technologie, die sowohl die Dämpfung hydraulischer Spitzen ermöglicht, als auch die weitergehende biologische Reinigung des entlasteten Mischwassers, sind Retentionsbodenfilter. Mineralisches Filtermaterial (meist speziell aufbereiteter bindiger Boden) wird in ein Erdbecken eingebracht, gegenüber dem anstehenden Boden abgedichtet und bepflanzt. Durch Einstau des Beckens oberhalb des Filters wird bei einem Regenereignis die Rückhaltefunktion gewährleistet. Gleichzeitig findet bei der Durchsickerung des Bodenkörpers eine Reinigung statt. Um zu verhindern, dass der Filter kolmatiert und durch Feststoffe belastet wird, kann dem Retentionsbodenfilter ein Steinhardt Partikelabscheider HydroMesi vorgeschaltet werden. Dieser bietet insbesondere bei beengten Platzverhältnissen Vorteile gegenüber klassischen Regenüberlaufbecken.

Da der überwiegende Teil der Verschmutzungen im Regenwasser in Partikelform vorliegt, lassen sie sich durch den Absetzvorgang im Abscheider gut entfernen. Durch den Gegenstrom werden auch aufschwimmende Verschmutzungen, z. B. Kohlenwasserstoffe, abgetrennt.

Bei der Ableitung urbaner Abflüsse im Trennsystem wird oft nur an die hydraulischen Probleme für die Fließgewässer gedacht (hohe Sohlschubspannung und damit eine Verdriftung von Organismen). Aber auch hier gibt es Qualitätsprobleme, denn die Nutzungen im städtischen Raum führen zu vielfältigen Schadstoffbelastungen. Zu nennen sind hier beispielsweise Öle und Fette, Ruß aus Auspuffen und Kaminen, Reifenabrieb, Schwermetalle (z.B. Zink aus Dachrinnen) und nicht zuletzt Hundekot. Insbesondere Oberflächenwässer von Hauptverkehrsstraßen, Parkplätzen und metallischen Dachflächen können problematisch sein.

Nach längeren Trockenperioden kommt es bei Niederschlägen zu einem ausgeprägten „first flush“. Die von den Oberflächen abgespülten Schmutz- und Schadstoffe führen zu einer hohen Belastung der ersten abfließenden Welle. Dies hat entsprechende negative Auswirkungen bei der Einleitung in empfindliche Fließgewässer. Besonders problematisch sind solche Vorkommnisse bei Niedrigwasser.

Eine Lösung für diese Probleme bietet die Abwasserweiche aus dem Hause Steinhardt. Die Abwasserweiche in Form eines Schachtes im Regenwasserkanal mit einem Bypass zum Schmutzwasserkanal sorgt dafür, dass der gesamte Trockenwetterabfluss sowie die Anfangsverschmutzung bei einem Niederschlagsereignis der Kläranlage zugeleitet wird. Mit dieser kompakten und kostengünstigen Lösung für Planer und Betreiber von Abwassernetzen liegen langjährige positive Betriebserfahrungen vor.