Anhang 1: Entwurf Januar Im Auftrag des

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1 Anhang 1: Prüfvorschrift für dezentrale Behandlungsanlagen für Verkehrsflächenabflüsse bei Einleitung in Oberflächengewässer Entwurf Januar 2014 Im Auftrag des Ministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen Prof. Dr.-Ing. Antje Welker Fachhochschule Frankfurt am Main

2 Inhaltsverzeichnis Tabellenverzeichnis... IV Abbildungsverzeichnis... IV 1 Allgemeines Geltungsbereich Geltungsdauer des Zertifikats Anforderung an Prüfinstitut und Analytiklabore Umweltverträglichkeit Prüfung des Kolmationsverhaltens von Substraten Übereinstimmungsnachweise Hinweise zur Dauerhaftigkeit einer Behandlungsanlage Wirksamkeitsprüfung Ablauf der Prüfung Prüfregenspenden und dauern Prüfanordnung Prüfanordnung Prüfung 1 - Meldevorrichtung oder Rückstau/ Überstau bei Kolmation der Anlage Anlagen ohne Bypass oder Notüberlauf Anlagen mit Bypass oder mit Notüberlauf Prüfung 2 Feststoffrückhalt Materialien Durchführung der Prüfung Analytik Auswertung und Bewertung der Prüfergebnisse Prüfung 3 Schwermetallrückhalt Materialien Durchführung der Prüfung Analytik Auswertung und Bewertung der Prüfergebnisse Prüfung 4 - Schwermetallrückhalt unter Tausalzeinfluss... 25

3 6.8.1 Materialien Durchführung der Prüfung Analytik Auswertung und Bewertung der Prüfergebnisse Erlangen des Prüfzeugnisses Abkürzungsverzeichnis Glossar Literatur...29 Anhang I: Prüfregenspende, Prüfdauer, Wassermenge, Durchfluss und Fracht bei der AFS-Prüfung für eine 500-m²-Verkehrsfläche...31 Anhang II: Prüfregenspende, Prüfdauer, Wassermenge, Durchfluss und Fracht bei der Schwermetallprüfung für eine 500-m²-Verkehrsfläche...32 Anhang III: Darstellung einer fiktiven Feststoffprüfung...33

4 Tabellenverzeichnis Tabelle 3-1: Prüfschritte Kolmationsverhalten von Substraten nach [DIBt, 2011]... 9 Tabelle 6-1: Festsetzung Regenspenden und -dauern für die Prüfung, basierend auf einer Auswertung von bayerischen Regendaten [LfU, 2008]...14 Tabelle 6-2: Vorschlag für Durchmesser und Geschwindigkeit im Bereich der AFS- Dosierung für die Prüfung einer Fläche von 500-m²...16 Tabelle 6-3: Korngrößenverteilung des verwendeten Prüfstoffs (Quarzmehl) Millisil W 4 [Quarzwerkegruppe, 2009]...19 Tabelle 6-4: AFS-Jahresfracht in Abhängigkeit von der Verkehrsfläche; Annahmen: AFS-Konzentration 100 mg/l, Jahresniederschlag: N = 888 mm (Bayern), Abflussmenge: 677 mm 19 Tabelle 6-5: Prüfregenspende, Prüfdauer, Niederschlagsvolumen und Fracht...20 Tabelle 6-6: Probennahmezeitpunkte der AFS-Prüfung...21 Tabelle 6-7: Schwermetall-Jahresfracht in Abhängigkeit von der Verkehrsfläche; Annahmen: Kupfer-Konzentration 80 µg/l (davon 31% gelöst), Zink-Konzentration 440 µg/l (davon 45% gelöst), Jahresniederschlag: N = 888 mm (Bayern), Abflussmenge: 677 mm 23 Tabelle 6-8: Prüfregenspende, Durchfluss, Prüfdauer, Wassermenge und Fracht je m² angeschlossener Verkehrsfläche für Kupfer und Zink...23 Tabelle 6-9: Schwermetallkonzentrationen des Beschickungswassers und festgesetzte Prüfwerte im Ablauf...24 Tabelle 6-10: Prüfregenspende, Prüfdauer, Niederschlagsvolumen und Salzfracht je m² angeschlossener Verkehrsfläche...25 Tabelle 6-11: Festgesetzte Prüfwerte für Zink und Kupfer im Ablauf nach Tausalzzugabe 26 Abbildungsverzeichnis Abbildung 2-1: Ablauf der Umweltverträglichkeitsprüfung [Wahrmund, 2008]... 7 Abbildung 3-1: Versuchsaufbau zur Prüfung des Kolmationsverhalten; nach [Ifs, 2006]... 8 Abbildung 6-1: Grundkonzeption des Prüfverfahrens und Angabe von Messgrößen...13 Abbildung 6-2: Grundaufbau der Prüfanordnung 1 [DWA, 2010]...15 Abbildung 6-3: Vorschlag für eine Prüfanordnung bei Vorhandensein eines Bypasses [DWA, 2011]...16 Abbildung 6-4: Grundaufbau der Prüfanordnung 2 [DWA, 2010]...17

5 5 1 Allgemeines Der Charakter der hier vorgestellten Prüfvorschrift ist als Vorschlag zu sehen, der den derzeitigen Kenntnisstand aus dem Jahr 2014 wieder gibt. Insbesondere sind die Werte zum Nachweis der Wirksamkeit als vorläufig zu verstehen. Ebenso können sich Belastungsannahmen durch weitere Messergebnisse ändern. Der Schwerpunkt der Prüfvorschrift ist eine genaue Beschreibung der Prüfmethode ergänzt durch sinnvolle Nachweise zur Umweltverträglichkeit oder zur Übereinstimmung von verwendeten Materialien. 1.1 Geltungsbereich (1) Das Prüfverfahren 1 gilt für Behandlungsanlagen für Verkehrsflächenabflüsse nach Kategorie II gemäß Trennerlass NRW zur Einleitung in Oberflächengewässer. Die beschriebene Prüfmethode gilt für verschiedene Arten von Behandlungsanlagen, z.b. Anlagen mit Feststoffrückhalt durch Sedimentation und Ionenaustauschern Anlagen mit Feststoffrückhalt durch Filtration und Ionenaustauschern Anlagen mit dem Prinzip der Fällung und Sorption bzw. Filtration Die verfahrenstechnische Umsetzung kann in vielfältigen Anlagentypen realisiert werden, wie z.b. Schacht- und Rinnensystemen. (2) Die Zulassungsstelle (z.b. Behörde in NRW) behält sich vor, die Bedingungen der Prüfung auf Antrag eines Produktherstellers zu verifizieren. (3) Maßgeblich ist die vom Hersteller vorgegebene maximale undurchlässige Fläche zum Anschluss an die zu prüfende Behandlungsanlage z.b m² A u an eine Filtereinheit. Ein Anschluss größerer Flächen, als in der Beantragung angegeben, ist nicht zulässig. Der Anschluss von geringeren Flächen kann zugelassen werden. Bei einer Beschickung von oben kann bis minimal zur Hälfte der zugelassenen Fläche an eine Filtereinheit angeschlossen werden. Diese Vorgabe ist notwendig, um die bei sehr kleinen Regenereignissen beobachteten stofflichen Durchbrüche zu vermeiden. (4) Die Prüfvorschrift gilt sowohl für Anlagen, die keinen Notüberlauf aufweisen als auch für Anlagen mit Bypass. Bei Anlagen ohne Notüberlauf bzw. Bypass sind Überstauereignisse durch optisch wahrnehmbaren Rückstau in eine Fläche oder in einen Speicher anzuzeigen. Anlagen mit Bypass sind grundsätzlich mit einer Meldevorrichtung zur Anzeige bei Dichtung eines Bauteils auszustatten. 1 in Anlehnung an das vom DIBt, Berlin, entwickelte Prüfverfahren [DIBt, 2011]

6 6 (5) Die Zulassungsstelle behält sich vor, die Prüfvorschrift zu ändern oder zu erweitern, sollte sich dies aufgrund neuer Erkenntnisse oder Betriebserfahrungen als notwendig erweisen. 1.2 Geltungsdauer des Zertifikats (1) Das Zertifikat nach bestandener Prüfung gilt für 5 Jahre. (2) Ionenaustauscher oder Quarzfilter nach einer Kontaktfällung zum Schwermetallrückhalt sollten grundsätzlich spätestens nach drei Jahren ausgetauscht werden. Kann durch im Prüflabor durchgeführte Säulenversuche wie sie in Kapitel 5 beschrieben sind, eine längere Dauerhaftigkeit nachgewiesen werden, so kann im Zertifikat auf Antrag des Herstellers ein längeres Austauschintervall bescheinigt werden. 1.3 Anforderung an Prüfinstitut und Analytiklabore (1) Als Prüfinstitut zugelassen sind: - Name, Anschrift, Ansprechpartner (Anerkennung, Qualifikation Mitarbeiter) - (2) Als Prüfstelle für die Umweltverträglichkeitsprüfung sind zugelassen: - Name, Anschrift, Ansprechpartner (Anerkennung, Qualifikation Mitarbeiter) - (3) Das beauftragte Analytiklabor muss nach [DIN EN ISO /IEC 17025, 2005] für physikalische, chemisch-physikalische und chemische Untersuchungen von Wasser und Abwasser akkreditiert sein, ausreichend Erfahrungen im Bereich der Wasseranalytik aufweisen sowie an Ringversuchen zur analytischen Qualitätssicherung (AQS) teilnehmen. Dies ist auf Anfrage durch Referenzen, Geräteausstattung und Einblick in die Probendokumentation zu belegen. 2 Umweltverträglichkeit (1) Bauteile und Baustoffe, die im Betrieb bestimmungsgemäß von Wasser durchströmt werden und in den Boden eingebaut werden, sind hinsichtlich der Umweltverträglichkeit zu prüfen. Die Prüfstelle wird in Abhängigkeit vom erforderlichen Umfang der Prüfung nach 1.3. (2) von der Zulassungsstelle benannt. (2) Die Prüfung auf Umweltverträglichkeit kann auf der Grundlage der Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser [DIBt, 2009a und b] erfolgen. Das Prüfprogramm wird nach Sichtung der Rezeptur der jeweiligen Materialien festgelegt, vgl. Abbildung 2-1. Die Festlegung liegt im Zuständigkeitsbereich der jeweiligen Zulassungsstelle (z.b. Behörde in NRW).

7 7 Hierzu können die Prüfwerte der BBodSchV herangezogen werden, aber auch die Geringfügigkeitsschwellenwerte der LAWA [BBodSchV, 1999; LAWA, 2004]. Die jeweils verwendetet Beurteilungsgrundlage muss in der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung angegeben werden. Für den Einsatz von Abfällen zur Verwertung sind die technischen Regeln der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) und die mit der LAGA abgestimmten Regelungen für den Einsatz in Produkten zu berücksichtigen. Rezeptur Prüfung auf mögliche Inhaltsstoffe kein Hinweis auf relevante Stoffe Relevante Stoffe enthalten Eluat Ermittlung der Parameter im Eluat umweltverträglich nicht umweltverträglich Abbildung 2-1: Ablauf der Umweltverträglichkeitsprüfung [Wahrmund, 2008] (3) Das Prüfzeugnis über die Umweltverträglichkeit der verwendeten Baumaterialen muss mindestens folgende Angaben enthalten: Bezeichnung der Baumaterialien und Angaben zu den Inhaltsstoffen (z.b. Rezeptur) Probennahme Verwendete Prüfnorm, Prüfaufbau Ggf. Herstellung und Vorbehandlung der Probekörper Prüfzeitraum bzw. -zeitpunkt Ergebnisse der Prüfungen inkl. Angabe der Analyseverfahren Bewertung der Prüfergebnisse 3 Prüfung des Kolmationsverhaltens von Substraten (1) Bei Verkehrsflächenabflüssen ist mit deutlichen Salzbelastungen in der Winterperiode zu rechnen. Deshalb wird eine weitere Teilprüfung zur Abschätzung einer möglichen Kolmation des Filtermaterials unter Salzeinwirkung in einem Säulenversuch nach [DIBt, 2011] vorgeschlagen. Sie sollte dann durchgeführt werden, wenn die Substrateigenschaften ein Kolmati-

8 8 onsverhalten vermuten lassen. Dies ist unter den folgenden Randbedingungen häufiger anzutreffen: Ton/Schluff-Anteil > 5% Quellbare Bestandteile enthalten sind K f -Wert 1*10-4 m/s Der k f -Wert des Substrates, der der Bemessung zugrunde gelegt wurde, ist vom Antragsteller anzugeben (k f-bemessung ). (2) Der Versuchsaufbau ist in Abbildung 3-1 dargestellt. Wasser PVC-Rohr DN cm Filtersubstrat Kies 2/8 10 cm 10 cm PVC-Drehhahn Kies 8/16 Muffenstopfen Abbildung 3-1: Versuchsaufbau zur Prüfung des Kolmationsverhalten; nach [Ifs, 2006] In einer Versuchssäule (z.b. PVC-Rohr, DN 100) wird über einem filterstabil aufgebauten Kiesbett (1. Schicht 10 cm Kies 8/16, 2. Schicht 10 cm Kies 2/8) das zu untersuchende Filtersubstrat mit einer Mächtigkeit von 50 cm aufgebracht. Der Ablauf ist mit einem Drehhahn versehen, der eine Drosselung des Abflusses während der Beschickung mit Salzwasser auf eine Drosselabflussspende von 0,02 l/(s*m²) (entsprechend 2,3 l/h). (3) Die einzelnen Schritte der Prüfung sind Tabelle 3-1 zu entnehmen. Das Substrat wird abwechseln mit Trink- bzw. salzhaltigem Wasser belastet, um eine ggf. auftretende Dispergierung durch den Wechsel der Ionenkonzentration im Zulaufwasser zu ermitteln. (4) Pro Beschickung wird eine Wassersäule von 50 cm aufgebracht (= 4 l). Das Aufbringen des Beschickungswassers muss so erfolgen, dass die Filteroberfläche nicht verschlämmt. Das Ablaufwasser ist ab Schritt 2 jeweils aufzufangen. Es müssen mindestens 80% des Zulaufwassers abgelaufen sein, bevor mit dem nächsten Schritt begonnen wird. (5) Die erste Beschickung mit Trinkwasser dient der Sättigung der Filtersäule. Die zwei weiteren Beschickungen mit Trinkwasser erfolgen, um die Durchlässigkeit und das Verhalten

9 9 des Substrates nur mit der natürlichen Ionenkonzentration des Trinkwassers zu untersuchen. Das verwendete Trinkwasser sollte eine Leitfähigkeit von 10 bis 200 µs/cm aufweisen. (6) Das Kolmationsverhalten bei Salzbelastung wird mittels des Einstaus mit salzhaltigem Wasser geprüft. Als Tausalz wird Salz auf NaCl-Basis gemäß den Technischen Lieferbedingungen für Streustoffe des Straßenwinterdienstes [TL Streu, 2003] verwendet. Die Salzkonzentration soll 10 g/l NaCl betragen. Tabelle 3-1: Prüfschritte Kolmationsverhalten von Substraten nach [DIBt, 2011] Tag Schritt Anzahl Beschickungen Beschickung mit Bemerkungen Prüfungen Trinkwasser Ablaufventil bleibt geschlossen, zur Konsolidierung über Nacht stehen lassen (10 bis 16 h) Wasser ablassen 3 1 Trinkwasser Ablaufventil offen 4 1 Trinkwasser Ablaufventil offen Bestimmung k f-unbelastet 5 1 salzhaltigem Wasser Ablaufventil geschlossen, ca. 24 h stehen lassen Wasser ablassen 7 1 Trinkwasser Ablaufventil offen Bestimmung k f-salz 8 1 salzhaltigem Wasser Ablaufventil geschlossen, ca. 4 h stehen lassen 9 - Wasser ablassen 10 1 Trinkwasser Ablaufventil offen Bestimmung k f-salz (7) Für die k f -Wert-Bestimmung ist das arithmetische Mittel aus 5 Einzelwerten zu bestimmen. Die Anforderung ist erfüllt, wenn im Schritt 7 und im Schritt 10 k f-salz k f-bemessung und die Reduzierung des k f -Wertes nicht größer als 50% ist: k f-salz 0,5 k f-unbelastet. 4 Übereinstimmungsnachweise (1) Im Prüfverfahren werden die Angaben des Herstellers laut Unterlagen bezüglich der vorhandenen Anlagenteile, der Geometrie der Anlage sowie der verwendeten Materialien der Bauteile der Anlage

10 10 kontrolliert. Hierzu ist eine Systemskizze mit Abmessungen und Materialangaben der einzelnen Bauteile vorzulegen. (2) Werden einzelne Bauteile nach Erteilen des Zertifikats in Geometrie, Größe oder Material z.b. als Weiterentwicklung (auch geringfügig) geändert, so sind sie der Zulassungsstelle zur Überprüfung vorzulegen. (3) Für das eingesetzte Filtermaterial sind in Abhängigkeit von der Rezeptur wesentliche Stoffkennwerte zu ermitteln, die mit der Zulassungsstelle abgestimmt werden müssen. Parameter können sein: Kornverteilung Glührückstand Carbonatgehalt Eluat mittels Schüttelversuchen z.b. nach dem Prüfverfahren für Metalldachabflüsse für Bayern zur Feststellung der Metallsorptionskapazität [Welker et al., 2008] (4) Weitere Übereinstimmungsnachweise sind nicht Bestandteil dieses Prüfverfahrens, können jedoch im Zulassungsbescheid formuliert werden. Diese können folgende Punkte betreffen: Eigenüberwachung/Fremdüberwachung bei der Produktion Dichtheitsnachweise beim Einbau Wartung und Betrieb, insbesondere die Vorgehensweise bei vermehrtem jahreszeitlich bedingtem Aufkommen von z.b. Blütenpollen 5 Hinweise zur Dauerhaftigkeit einer Behandlungsanlage In der Laborprüfung werden Stoffbelastungen von rund einem Jahr auf die zu prüfende Anlage aufgebracht (vgl. Kap.6.6 bis 6.7). Gibt der Antragsteller eine längere Standzeit der Filtermaterialien als ein Jahr an, so ist sie in Abhängigkeit von der Funktion der Anlage von der Zulassungsstelle zu bewerten. 6 Wirksamkeitsprüfung Mit dem Prüfverfahren sollen die folgenden Teilziele abgedeckt werden: a) Nachweis des Anspringens einer Meldevorrichtung, soweit vorhanden, oder des Rückstaus bei Kolmation der Anlage b) Sicherstellung der Funktionsfähigkeit und des Feststoffrückhaltes der Behandlungsanlage auch bei längerfristigem Feststoffeintrag

11 11 c) Nachweis des Rückhaltes von Schwermetallen (Kupfer und Zink) im Ablauf einer Laborfiltersäule in Anlehnung an die Geringfügigkeitsschwellenwerte (GFS) der Mantelverordnung [LAWA, 2004; Mantel-V, 2012]. d) Nachweis des Kupfer- und Zinkrückhalts unter Salzeinfluss Die Prüfung erfolgt unter Laborbedingungen und soll in handhabbaren Zeiträumen durchgeführt werden. Die vereinfachte Festsetzung von kürzeren Versuchszeiten mit einer Stoffbelastung von ca. einem Betriebsjahr wird dadurch ausgeglichen, dass nur mit gelösten Schwermetallen geprüft wird. Die Prüfungen sind in der vorgeschriebenen Reihenfolge durchzuführen. Dafür werden Behandlungsanlagen in realer Größe und eine definierte Menge des Filter- bzw. Kontaktmaterials benötigt sowie verkleinerte Anlagensegmente für die Schwermetallprüfung. Als erstes erfolgt die Überprüfung einer Meldevorrichtung, falls vorhanden. Anschließend werden der Rückhalt von AFS sowie die Sicherstellung der Funktionsfähigkeit an der Originalanlage geprüft. Als letzter Teil schließt sich die Rückhalteprüfung von Kupfer und Zink in verkleinerten Elementen (z.b. mit Laborfiltersäulen) sowie die Prüfung auf mögliche Rücklösungen der Schwermetalle durch Tausalze an. 6.1 Ablauf der Prüfung Die Gesamtprüfung besteht aus vier Teilprüfungen (siehe Abbildung 6-1). (1) Um ein Einleiten von unbehandelten Verkehrsflächenabflüssen bei Kolmation eines Anlagenteils ins Gewässer zu vermeiden, ist bei Anlagen mit Bypass oder Notüberlauf eine Meldevorrichtung vorzusehen, deren Funktionsfähigkeit bei der Prüfung getestet wird (siehe Kapitel 6.5). (2) Die Prüfung des Feststoffrückhaltes erfolgt an der zu prüfenden Gesamtanlage (Prüfanordnung 1). Der AFS-Rückhalt wird mit dem Feinanteil der Feststoffe im Straßenschmutz geprüft, da sich Schadstoffe überwiegend daran anlagern. Die Feststofffracht, mit der die Anlage beschickt wird, entspricht etwa einem Betriebsjahr. Sie wird im Verhältnis 2:2:1 auf drei realistische Prüfregenereignisse aufgeteilt. Dadurch ist die eingestellte AFS-Konzentration deutlich höher (um mehr als das 20-fache) als die in der Realität vorkommende AFS- Konzentration des feinen Feststoffanteils mit etwa 100 mg/l. Als viertes Prüfregenereignis schließt sich ein feststofffreier hydraulischer Spülstoß an. Die Prüfung gilt als bestanden, wenn ein definierter Prozentsatz der Zulauffracht in der Anlage zurückgehalten werden (nach Vorschlag dieses Projektes 80 %, abgeleitet von einer PAK-Reduktion von 2,5 µg/l auf 0,5 µg/l). Eine Kolmation der Anlage und Rückstau darf nicht stattfinden (siehe Kapitel 6.6). (3) Die Schwermetallprüfung erfolgt in Segmenten in verkleinertem Maßstab, beispielsweise in Laborfiltersäulen, die mit dem zu prüfenden Substrat gefüllt sind (Prüfanordnung 2). Bei sehr kleinen Anlagen kann auch die Originalanlage verwendet werden. Für die Prüfung wird eine Kupfer- und Zinkfracht als Stoffmischung aufgebracht, die einem Jahr Betriebsdauer entspricht. Die Prüfungen werden mit drei realistischen Prüfregenereignissen durchgeführt.

12 12 Die Prüfung gilt als bestanden, wenn ein definierter Mindestrückhalt in der Anlage eingehalten wird (nach Vorschlag in diesem Projekt für Zink 87% und für Kupfer 83 %, vgl. Kap.6.7). (4) Im Anschluss an die Prüfung des gelösten Schwermetallrückhaltes wird das belastete Anlagensegment auf eine mögliche Rücklösung der Schwermetalle durch Tausalze geprüft.

13 13 Zulauf Ablauf Prüfung Eingangsgrößen Größenordnung Messgrößen Zielgröße/ Grenzwert Festsetzungsgrundlage 1 2 Meldung oder Überstau bei Kolmation der Anlage AFS fein [Fracht] q 1 bis q 3 (Tab. 6.5) q 4 (Spülstoß) AFS fein -Jahresfracht (67,7 g/m² verteilt auf q 1 bis q 3 ) Prüfanordnung 1 Original- Behandlungs -anlage AFSfein [Fracht] Rückhalt: 80 % fachlich abgeleitete Vorgaben OW für PAK 3 4 Kupfer und Zink [Fracht], q 1 bis q 3 (Tab ) Tausalz q 2, 200 min (Tab. 6.10) gelöster Anteil der SM- Jahresfracht (134 mg Zink + 16,8 mg Kupfer/m² verteilt auf q 1 bis q 3 ) 10 g NaCl/l Prüfanordnung 2 verkleinertes Filterelement oder Laborfiltersäule ggf. Originalanlage SM [Fracht] C SM, gesamt [µg/l] Rückhalt: 87% Zink, 83% Kupfer 500 µg/l Zn, 50 µg/l Cu Vorgaben in Anlehnung an GFS Vorgaben in Anlehnung an BBodSchV Abbildung 6-1: Grundkonzeption des Prüfverfahrens und Angabe von Messgrößen; OW: Oberflächengewässer; AFS: Abfiltrierbare Stoffe; BBodSchV: Bundesbodenschutz- und Altlastenverordnung; GFS: Geringfügigkeitsschwellenwerte; SM: Schwermetalle; MKW: Mineralölkohlenwasserstoffe, q n : Prüfregenspende; C Cu : Kupferkonzentration; C Zn : Zinkkonzentration

14 Prüfregenspenden und dauern (1) Alle Prüfungen werden mit drei verschiedenen Regenspenden durchgeführt. Regenspenden von unter 50 l/(s ha) repräsentieren den Hauptteil des Niederschlagsabflussvolumens in den meisten Regionen in Deutschland. Regenspenden von 2,5, 6 und 25 l/(s ha) decken nach umfassenden Untersuchungen des Landesamtes für Umweltschutz in Bayern einen weiten Bereich der maßgeblichen Abflussspenden ab und werden als Prüfregenspenden gewählt [LfU, 2008]. Aus einer statistischen Auswertung der jährlichen Gesamtregendauern [LfU, 2008] wurde die Dauer der Prüfregenspenden (siehe Tabelle 6-1) definiert, um das jeweilige Regenvolumen bzw. die Fracht gleichmäßig auf die Regenspenden aufzuteilen. Die hierdurch verminderte Beschickungsfracht wird durch höhere Konzentrationen bei den Prüfspenden (Feststoffe) bzw. bei der Vorbelastung (Schwermetalle) ausgeglichen, so dass die gesamte Beschickungsfracht in etwa einer stofflichen Belastung von einem Betriebsjahr entspricht. Tabelle 6-1: Festsetzung Regenspenden und -dauern für die Prüfung, basierend auf einer Auswertung von bayerischen Regendaten [LfU, 2008] Regenspende [l/(s ha)] festgesetzte Prüfdauer [h] 2, ,3 (200 min) 25 0,8 (48 min) 100 (nur AFS-Prüfung) 0,25 (15 min) Bei der AFS-Prüfung schließt sich an die drei Prüfregenspenden ein Spülstoß mit einer Intensität von 100 l/(s ha) und einer Dauer von 15 min ohne stoffliche Zugabe als vierte Prüfreihe an, um das Ausspülverhalten von Feststoffen bei hoher hydraulischer Belastung zu testen. (2) Die Beaufschlagung der Anlagen ermittelt sich aus der maximal anzuschließenden Fläche A u und der jeweiligen Prüfdauer. (3) Das Beschickungsvolumen muss dabei mindestens dem einfachen Volumen der Anlage entsprechen, um korrespondierende Zu- und Ablaufproben einer Prüfregenspende zu erfassen. Dies gilt nicht für den Spülstoß. Das Volumen der Anlage berechnet sich aus dem Absetzraum, dem evtl. vorhandenen Stauraum und dem Porenraumvolumen der Filterschüttung.

15 Prüfanordnung 1 (1) Die Prüfapparatur besteht aus vier Teilen: (Grundaufbau siehe Abbildung 6-2). Vorlagebehälter mit einer regelbaren Pumpe zur Beaufschlagung sowie einer Pumpe zur Umwälzung des Behälterinhalts. Das Volumen des Vorlagebehälters kann aus mehreren z.b l fassenden miteinander verbundenen Behältern bestehen. Durchflussmessung: Der Messbereich ergibt sich aus der angeschlossenen Verkehrsfläche und beträgt ausgehend von 9 * 10-4 bis 36 * 10-3 m³/h/(m² Verkehrsfläche) bei einem zu behandelndem Verkehrsflächenabfluss von z.b. 500 m² Fläche zwischen 0,45 und 18 m³/h (= 0,125 bis 5 l/s). Dosiereinheit (z.b. Schneckendosierer für brückenbildende Pulver) zur Zudosierung von Feststoffen die zu prüfende Behandlungsanlage mit Zu- und Ablauf (vom Hersteller gestellt). Abbildung 6-2: Grundaufbau der Prüfanordnung 1 [DWA, 2010] (3) Für Anlagen, bei denen ein Bypass bei größeren Regenereignissen vorgesehen und zulässig ist, muss die Prüfvorschrift angepasst werden, um auch die unbehandelten Ströme in das Gesamtergebnis des Rückhaltes mit einzubeziehen. Je nach Anlagenkonzeption muss die jeweilige Prüfung an die vorliegenden Randbedingungen angepasst werden. Eine Prüfung des Feststoffrückhaltes ist möglich, in dem der Ablauf der Anlage und der Bypass wieder zusammengeführt und gemeinsam beprobt werden. Ist dies nicht möglich, so kann der Aufbau gemäß Abbildung 6-3 erfolgen. Bypass und Durchlauf sind getrennt voneinander zu beproben. Die getrennten Durchflussmengen sind mittels Durchflussmessungen zu bestimmen. Bei einer anschließenden Schwermetallprüfung des Filters im verkleinerten Maßstab sind Zulaufregenspenden um die zuvor ermittelten Bypassmengen zu reduzieren und bei der Wertung das Bypassvolumen mit einer Rückhaltewirkung von Null zu berücksichtigen.

16 16 Abbildung 6-3: Vorschlag für eine Prüfanordnung bei Vorhandensein eines Bypasses [DWA, 2011] (3) Der Durchmesser der verbindenden Rohrleitung sollte im Bereich der Zudosierung von AFS klein genug sein, um Ablagerungen zu vermeiden und die Homogenisierung des Zulaufstromes zu gewährleisten. Dies ist zu erreichen, indem turbulente Strömungen im Rohr vorliegen (ab etwa einer Reynoldszahl (RE) von 3.000). RE = v * d/ ט mit: v = Geschwindigkeit [m/s], d = Durchmesser in [m] und ט = Viskosität = 1*10-6 [m²/s] für Wasser. Tabelle 6-2 enthält sinnvolle Ansätze für die Wahl des Durchmessers und die sich einstellenden Reynoldszahlen für eine Fläche von 500 m². Tabelle 6-2: Vorschlag für Durchmesser und Geschwindigkeit im Bereich der AFS-Dosierung für die Prüfung einer Fläche von 500-m² Q d v RE [l/s] [mm] [m/s] - 0, , ,3 25 0, , , , (4) Stabile Strömungsbedingungen können erreicht werden, wenn der Durchmesser im Zulaufrohr 10 * DN beträgt. Bei größeren Durchmessern können sich somit jedoch Zulaufstre-

17 17 cken von mehr als 2 m ergeben, was eventuell zu Platzproblemen im Versuchsstand führen kann. Vorgeschlagen wird daher eine Zulaufgestaltung von: Durchmesser der Zulaufstrecke nach Zudosierung AFS entsprechend des Durchmessers der Anlage Länge der Zulaufstrecke nach Zudosierung: mehr als 1 m Die Zulaufstrecke ist noch Teil des Prüfstandes, nicht Teil der Behandlungsanlage. Um Absetzvorgänge in der Zulaufstrecke zu vermeiden, sollte das Gefälle etwa 2% betragen. (4) Die zu prüfende Behandlungsanlage ist in Verantwortung des Antragstellers in der Art und Weise aufzustellen, wie dies in der Realität erfolgen soll. Der Aufbau ist mittels Plan, Zeichnung oder Foto zu dokumentieren. 6.4 Prüfanordnung 2 Die Prüfanordnung 2 besteht im Wesentlichen aus einem Vorlagebehälter mit regelbarer Pumpe und Durchflussmesser, worüber das verkleinerte Element (z.b. Laborfiltersäule) beschickt wird, vgl. Abbildung 6-4. Abbildung 6-4: Grundaufbau der Prüfanordnung 2 [DWA, 2010] Wenn das Element als Laborfiltersäule ausgeführt wird, darf der Durchmesser der Filtersäule nicht zu klein sein, um Strömungsrandeffekte zu minimieren. Vorgeschlagen wird ein Durchmesser von ca. 10 cm. Die Beschickungsfracht ist an die verkleinerte Laborfiltersäule anzupassen. Die Höhe des Filterelements der zu prüfenden Anlage ist dabei zu beachten, sie muss der Höhe der der realen Filtersäule entsprechen. Die Beschickungsmenge für die Schwermetallprüfung sollte in Bereichen von 200 bis 500 l liegen. Die Beschickung der Filtersäule (von unten nach oben oder von oben nach unten) sollte wie in der Realität erfolgen. Werden sehr kleine Anlagen geprüft, ist die Schwermetallprüfung auch an der Originalanlage möglich. Hier können sich auch höhere Beschickungswassermengen ergeben (ca. 500 l). Welche Versuchskonzeption zu wählen ist, ist im Einzelfall mit der Zulassungsbehörde abzustimmen.

18 Prüfung 1 - Meldevorrichtung oder Rückstau/ Überstau bei Kolmation der Anlage Anlagen ohne Bypass oder Notüberlauf (1) Bei Kolmation der Anlage muss es bei Anlagen ohne Bypass oder Notüberlauf zu einem optisch wahrnehmbaren Rückstau kommen. Ist der eigentlichen Behandlungsanlage ein Speicher vorgeschaltet, darf auch hier kein unkontrolliertes Überlaufen möglich sein. (2) Die Prüfung erfolgt, indem der Ablauf der Gesamtanlage bewusst geschlossen und ein Rückstau verursacht wird. Die Prüfung ist bestanden, wenn ein Bypass oder Vorbeiströmen an der Anlage nach optischer Prüfung ausgeschlossen werden kann Anlagen mit Bypass oder mit Notüberlauf (1) Anlagen mit Bypass oder Notüberlauf müssen über eine Meldevorrichtung verfügen, die bei Kolmation der Anlage anspringt. (2) Ist eine Meldevorrichtung vorhanden, so ist diese auf ihre Funktionsfähigkeit während der Prüfung zu detektieren. Die Prüfung erfolgt, indem der Ablauf der Gesamtanlage bewusst geschlossen und ein Rückstau verursacht wird. Die Prüfung ist bestanden, wenn die Meldevorrichtung beim vorgesehenen Höchstwasserstand anspringt. 6.6 Prüfung 2 Feststoffrückhalt Die Prüfung auf Feststoffrückhalt mittels eines standardisierten Prüfstoffs wird durchgeführt, um den Rückhalt an partikulären Schadstoffen (beispielsweise PAK oder partikuläre Anteile der Schwermetalle) nachzuweisen Materialien (1) Die Prüfung erfolgt mit dem Prüfstoff Typ Millisil W 4 der Quarzwerke GmbH, welches in seiner Kornverteilung der an Feststoffen sorbierten PAK- und Schwermetallsieblinien in Straßenabflüssen entspricht [Dierschke et al., 2010]. Der Prüfstoff ist von der Prüfstelle bereitzustellen und enthält größere Mengen an Feinfraktionen.

19 19 Tabelle 6-3: Korngrößenverteilung des verwendeten Prüfstoffs (Quarzmehl) Millisil W 4 [Quarzwerkegruppe, 2009] Summe der Rückstände Korndurchmesser Korndurchmesser Summe der Rückstände [µm] [%] [µm] [%] 400 0, , Durchführung der Prüfung (1) Es wird mit Leitungswasser geprüft. Vor der Prüfung ist ein Ausspülen des Filters mit Leitungswasser bis zur optischen Klarheit zu empfehlen. Ein Trockenfallen der Anlage vor der Prüfung ist zu vermeiden. (2) Die aufzubringende AFS-Jahresfracht in Abhängigkeit von der vom Hersteller angegebenen angeschlossenen Verkehrsfläche ist in Tabelle 6-4 dargestellt. Tabelle 6-4: AFS-Jahresfracht in Abhängigkeit von der Verkehrsfläche; Annahmen: AFS-Konzentration 100 mg/l, Jahresniederschlag: N = 888 mm (Bayern), Abflussmenge: 677 mm Verkehrsfläche [m²] V Regen [m³] AFS [kg] 1 0,677 0, , , , ,7 u.s.w. u.s.w. u.s.w. Zwischenwerte sind entsprechend zu interpolieren. Die Gesamtjahresfracht von 67,7 g/m 2 wird auf die drei Prüfregenspenden verteilt und zwar im Verhältnis 2:2:1, so dass sich für Prüfregenspende 1 und 2 eine Konzentration von mg/l und für die dritte Prüfregenspende mg/l ergeben, vgl. Tabelle 6-5.

20 20 Tabelle 6-5: Prüfregenspende, Prüfdauer, Niederschlagsvolumen und AFS [l/(s ha)] Prüfdauer [h] AFS-Zugabe [g/m²] Prüfregenspenden Niederschlagsvolumen AFS-Konzentration [mg/l] [l/m²] 2,5 8 7,2 27, ,0 3,33 7,2 27, ,0 0,8 7,2 13, ,0 15 min 9,0 0,0 0 Summe: 12,38 67,7 Werden andere Verteilungen und Jahresfrachten gewählt, so sind die Werte entsprechend umzurechnen und anzupassen. Um sicher zu gehen, dass bereits zurückgehaltene Feststoffe bei einer solchen Spülstoßbeschickung nicht wieder ausgewaschen werden, wird eine vierte Prüfregenspende mit 100 l/(s*ha) und 15 Minuten, aber feststofffreiem Zulaufwasser, durchgeführt. Im Anhang I sind beispielhaft die Mengen und Frachten für eine Verkehrsfläche von 500 m² angegeben. Bei größeren Flächen erhöhen sich Volumenstrom, Gesamtvolumen und Fracht, bei kleineren Verkehrsflächen sind diese Parameter entsprechend geringer. (2) Der Prüfstoff wird dem Beschickungswasserstrom kontinuierlich mittels einer volumetrischen Dosierschnecke mit einer Toleranz von ± 5% zugegeben. Der Dosierer muss sich für brückenbildende Pulver eignen. Die Rohrleitung, in die hineindosiert wird, muss so klein sein, dass eine turbulente Strömung vorliegt, um Wasser und Prüfstoff zu mischen. Mit der Feststoffzuführung wird begonnen, wenn in der Anlage stabile Strömungsverhältnisse vorliegen. Die Kontrolle des Beschickungswassers auf den AFS-Gehalt kann über den AFS-Eintrag der Dosierschnecke erfolgen. Wenn eine variierende apparative Ausstattung zur Zulaufdosierung verwendet wird, ist sicherzustellen, dass die zugeführte AFS-Menge gleichmäßig über die Dauer der Prüfung erfolgt. Wartezeiten zwischen den Prüfregenspenden können nur dann vorgesehen werden, wenn es versuchspraktische Gründe erfordern. (3) Zur Bestimmung des Feststoffrückhaltes werden Wasserproben in Glasflaschen zur AFS- Bestimmung am Ablauf der Anlage entnommen. Die Probennahme erfolgt ohne Berücksichtigung eines Austauschvolumens nach 1/5, 2/5, 3/5 etc. der Prüfdauer, wie in Tabelle 6-6 dargestellt.

21 21 Tabelle 6-6: Probennahmezeitpunkte der AFS-Prüfung Regenspende [l/(s ha)] festgesetzte Prüfdauer [min] Probenahmezeitpunkte [min] 2,5 480 min 96/192/288/384/ min 40/80/120/160/ min 10/19/29/38/48 Es werden jeweils 5 Proben (jeweils 2 Proben zur Doppelbestimmung) in 1-l-Behältern entnommen, und zwar gleichmäßig über die Beprobungszeit verteilt. Die 1-l-Behälter müssen jeweils mindestens 800 ml enthalten. Bei Überfüllung muss diese Probe verworfen und eine weitere Probe entnommen werden. Es ist darauf zu achten, dass der Prüfstoff weder im Zulauf zur Anlage, der Teil des Prüfstandes ist, noch in den Probennahmeflaschen zurückbleibt. (4) Der Spülstoß selbst wird feststofffrei durchgeführt. Hier ist vor der Prüfung eine Wartezeit von mindestens 6 Stunden einzuhalten, damit sich die Feststoffe in der Behandlungsanlage absetzen können. Das Anfahren der Pumpe auf die Endleistung von 100 l/(s*ha) sollte innerhalb von 10 sec abgeschlossen sein. Dies wird erreicht, indem die Pumpe zunächst über einen Bypass pumpt und der Zulauf erst bei Erreichen der Regenspende von 100 l/(s*ha) auf die Behandlungsanlage umgeleitet wird. Erst ab diesem Zeitpunkt beginnt die 15-minütige Prüfdauer mit insgesamt 15 im Abstand von etwa einer Minute verteilten Probennahmen. Die erste Probe ist nach 30 sec zu nehmen Analytik Jede Teilprobe ist über einen vorher gewogenen und getrockneten Filter mit einer Porenweite von 0,45 µm gemäß DIN EN 872 [2005] zu filtrieren. Dieser wird nach der Filtration im Trockenschrank bei 105 C bis zur Massenkonstanz getrocknet und dann gewogen, um die Menge an Feststoffen als abfiltrierbare Stoffe (AFS) zu ermitteln Auswertung und Bewertung der Prüfergebnisse (1) Die fünf AFS-Konzentrationen je Prüfregenspende bzw. 15 AFS-Konzentrationen des Spülstoßes werden gemittelt. Zur Wertung des Gesamtergebnisses wird bei jeder Teilprüfung das tatsächliche Beschickungsvolumen mit dem Mittelwert der Ablaufkonzentration C multipliziert, wobei der Spülstoß (Prüfregenspende 4) nur zur Hälfte berücksichtigt wird. Die so ermittelten Teilprüfungsfrachten im Ablauf der Anlage werden aufsummiert.

22 22 AFS mittel C ges Dabei sind: V Pr,1 : C n : AFS mittel : C ges : = V Pr,1 * C 1 + V Pr,2 * C 2 + V Pr,3 * C 3 + 0,5 (V Pr,4 * C 4 ) in [mg] = AFS ges / (V Pr,1 + V Pr,2 + V Pr,3 V Pr,4 ) in [mg/l] Beschickungsvolumen der Teilprüfung n in [l] gemittelte Ablaufkonzentration der Teilprüfung n in [mg/l] gemittelte Ablauffracht an AFS in [mg] gemittelte Ablaufkonzentration gesamt in [mg/l] Die Summe der vier Teil-Ablauffrachten wird ins Verhältnis zur Zulauffracht gesetzt. Vorgeschlagen wird, die Prüfung als bestanden zu bewerten, wenn die Ablauffracht weniger als 20% der Gesamt-Zulauffracht beträgt, was gleichbedeutend mit einem Wirkungsgrad von 80% ist. (2) Überschreitet die Ablauffracht einer Teilprüfung den vorgegebenen Prüfwert, darf sie das Zweifache des Prüfwertes nicht überschreiten (AFS-Rückhalt > 60%). Im Anhang III ist beispielhaft die Auswertung einer fiktiven Prüfung dargestellt. 6.7 Prüfung 3 Schwermetallrückhalt Der Schwermetallrückhalt wird mittels gelösten Zinks und Kupfers an verkleinerten Elementen (z.b. Laborfiltersäulen) geprüft im Ausnahmefall an der Originalanlage, wenn die erforderliche Beschickungswassermenge nicht zu groß wird (vgl. Kap. 6.4) Materialien (1) Die Schwermetallprüfung wird mit gelösten Schwermetallen durchgeführt. Es werden Schwermetallstandards angesetzt (z.b. Nitratsalze von Kupfer und Zink) und aus diesen Stammlösungen die definierten Konzentrationen eingestellt. Anschließend wird das Wasser durch die Zugabe von Salpetersäure oder Natronlauge auf einen ph-wert von 5 ± 0,1 eingestellt. Vom Beschickungswasser werden jeweils zwei Proben auf die Konzentrationen der Schwermetalle analysiert. Die Konzentrationen der Schwermetalle im Beschickungswasser sind mit einer Toleranz von 10 % einzuhalten. Hierbei ist zu beachten, dass nach jeder Zugabe einer kleinen Einheit von Säure oder Lauge ein gründliches Durchmischen des Vorlagewassers nötig ist. (2) Es ist grundsätzlich entionisiertes Wasser mit einer Leitfähigkeit von 50 µs/ cm einzusetzen. (3) Alle Schwermetalllösungen werden in Gefäßen angesetzt, die vorher gründlich mit entionisiertem Wasser gespült wurden.

23 Durchführung der Prüfung (1) Die Prüfung des Schwermetallrückhaltes wird mit der Prüfanordnung 2 durchgeführt. Als Leitparameter werden gelöstes Zink und gelöstes Kupfer gemeinsam geprüft. Bei sehr kleinen Anlagen ist die Prüfung an der Originalanlage möglich (s.o.). (2) Von der Schwermetallgesamtfracht wird nur jeweils der gelöste Anteil als Jahresfracht aufgegeben. Ausgehend von 677 mm Jahresabflusshöhe, 80 µg/l Kupfer mit einem gelösten Anteil von 31 % sowie 440 µg/l Zink mit einem gelösten Anteil von 45 % ergeben sich 16,8 mg Kupfer und 134 mg Zink je m² angeschlossener Fläche, vgl. Tabelle 6-7. Die Jahresfracht ist gleichmäßig verteilt auf drei Prüfregenspenden einzutragen. Tabelle 6-7: Schwermetall-Jahresfracht in Abhängigkeit von der Verkehrsfläche; Annahmen: Kupfer-Konzentration 80 µg/l (davon 31% gelöst), Zink-Konzentration 440 µg/l (davon 45% gelöst), Jahresniederschlag: N = 888 mm (Bayern), Abflussmenge: 677 mm Verkehrsfläche [m²] V Regen [m³] Kupfer [g] Zink [g] 1 0,677 0,0168 0, ,2 33, ,4 67, ,6 100, ,8 134,0 u.s.w. u.s.w. u.s.w. u.s.w. Die Dosiermengen für Kupfer und Zink sowie Volumenströme sind je m² angeschlossene Verkehrsfläche in Tabelle 6-8 angegeben. Ein Beispiel für eine Verkehrsfläche von 500 m² ist in Anhang II berechnet. Der Verkleinerungsfaktor für die Laborsäulenfläche ist dabei zu beachten. Tabelle 6-8: Prüfregenspende, Durchfluss, Prüfdauer, Wassermenge und Fracht je m² angeschlossener Verkehrsfläche für Kupfer und Zink Durchfluss Prüfdauer V gesamt Kupfer Prüfregenspende Kupfer- Konzentration Zink Zink- Konzentration [l/(s*ha)] [l/s*m²] [min] [l/m²] [mg/m²] [mg/l] [mg/m²] [mg/l] 2,5 0, ,2 5,6 0,77 44,7 6,2 6,0 0, ,2 5,6 0,77 44,7 6,2 25,0 0, ,2 5,6 0,77 44,7 6,2 Summe ,6 16,8-134,0 -

24 24 (2) Die Filtersäule ist bei drei Durchflüssen jeweils über die Prüfdauern mit dem metallversetzten Wasser zu beschicken. Der Durchfluss ist mit einer Genauigkeit von ±10% einzuhalten. (3) Insgesamt viermal in gleichen Zeitabständen über die Prüfdauer werden im Ablauf zwei Wasserproben (Parallelbestimmung) mit mindestens 100 ml Volumen entnommen, also 8 Proben pro Prüfreihe. Bei jedem Prüfregenbeginn ist mit der ersten Probennahme zu warten, bis das Wasser in der Filtersäule einmal ausgetauscht ist. Die restliche Zeit der Teilprüfungsdauer wird in drei gleich bleibende Zeitintervalle für die vier Probennahmen eingeteilt Analytik (1) Die Schwermetallanalysen sind gemäß DIN [1980] durchzuführen. (2) Bei der Auswahl der Bestimmungsmethodik sind Bestimmungsgrenzen der Analysemethode zu beachten und zu dokumentieren Auswertung und Bewertung der Prüfergebnisse (1) Da der Abfluss über die Versuchsdauer der jeweiligen Prüfreihe konstant ist, erhält man die abflussgemittelte Konzentration durch einfache arithmetische Mittelwertbildung der Konzentrationen aller acht Einzelproben. Für jedes Schwermetall ist dann als Endergebnis eine Gesamtkonzentration über eine arithmetische Mittelwertbildung der Ergebnisse der drei Regenspenden zu bilden. (2) Die Prüfung ist bestanden, wenn die Gesamtkonzentration an Zink und Kupfer die zulässigen Ablaufkonzentrationen gemäß Tabelle 6-9 nicht überschreitet und keine der drei Einzelkonzentrationen der Regenspenden das Zweifache der zulässigen Ablaufkonzentration für beide Metalle gemäß Tabelle 6-9 überschreiten 2. Tabelle 6-9: Schwermetallkonzentrationen des Beschickungswassers und festgesetzte Prüfwerte im Ablauf Schwermetall Zulaufkonzentration errechnete zulässige Ablaufkonzentration ² Mindestrückhalt [µg/l] [µg/l] [%] Zink ,5 87 Kupfer , Die zulässige Ablaufkonzentration entspricht dabei einem über die erhöhte Zulaufkonzentration berechneten Wert, der zwangsläufig von den Geringfügigkeitsschwellenwerten (GFS) abweicht, aber aus dem Verhältnis mittlerer Zulaufkonzentration zu den GFS berechnet wurde.

25 Prüfung 4 - Schwermetallrückhalt unter Tausalzeinfluss Um den Schwermetallrückhalt unter Tausalzeinfluss nachzuweisen, wird das verkleinerte Filterelement bzw. die Originalanlage im Anschluss an die Schwermetallprüfung mit einer konzentrierten Salzlösung beaufschlagt Materialien (1) Als Tausalz wird Salz gemäß den Technischen Lieferbedingungen für Streustoffe des Straßenwinterdienstes [TL Streu, 2003] verwendet. (2) Das Tausalz wird nach folgender Vorschrift in Wasser gelöst, die Mengen orientieren sich dabei nach Tabelle 6-10, der anzuschießenden Verkehrsfläche und dem Verkleinerungsfaktor der Filtersäule. Tabelle 6-10: Prüfregenspende, Prüfdauer, Niederschlagsvolumen und Salzfracht je m² angeschlossener Verkehrsfläche [l/(s ha)] Prüfdauer [min] Prüfregenspenden Niederschlagsvolumen Tausalz- Zugabe [g/m²] Tausalz- Konzentration [g/l] [l/m²] 6, , Zunächst ist ein genügend großes Gefäß, das vom Volumen her die gesamten Beschickungswassermenge aufnehmen kann, zu etwa einem Viertel der vorgesehenen Wassermenge mit Trink- oder entionisiertem Wasser (LF < 200 µs/cm) aufzufüllen. Das Tausalz wird mit einer Genauigkeit von ± 10% in eingewogen und in das Gefäß zugegeben. Nach der Salzzugabe ist das Gefäß bis zur Markierung der anzumischenden Menge mit Trink- oder entionisiertem Wasser (LF < 200 µs/cm) aufzufüllen (± 2%). Danach wird das Vorlagewasser mindestens 5 Minuten per Hand durchgemischt. Die vorgegebene Tausalzkonzentration ist mit einer Toleranz von 10% einzuhalten. Vom Vorlagewasser sind zwei Proben zu entnehmen und auf den Gehalt an Zink und Kupfer gemäß DIN zu bestimmen. (3) Alle verwendeten Gefäße werden vorher gründlich mit entionisiertem Wasser gespült Durchführung der Prüfung (1) 16 bis 24 Stunden nach Beendigung der Schwermetallprüfung (Prüfung 4), wird das Filterelement auf eine mögliche Rücklösung der Schwermetalle durch Tausalze geprüft. Hierzu wird die oben beschriebene Tausalzlösung verwendet. Es ist darauf zu achten, dass kein Porenwasser in den zu analysierenden Proben enthalten ist. Daher sollte das Filterelement mit entionisiertem Wasser mit einer Intensität von 6 l/(s*ha) solange gespült werden, bis die Leitfähigkeit im Ablauf stabil ist. (2) Das Filterelement wird mit der aus Tabelle 6-10 hervorgehenden Tausalzlösungsmenge beschickt. Insgesamt sind viermal in gleichen Zeitabständen über die Prüfzeit im Ablauf zwei Proben mit mindestens 100 ml zu entnehmen. Mit der ersten Probennahme ist zu beginnen,

26 26 wenn der Inhalt der Filtersäule einmal ausgetauscht ist und der Abfluss konstant ist, d.h. dem Zufluss in [l/s] entspricht. Die restliche Zeit der Teilprüfungsdauer wird in drei gleich bleibende Zeitintervalle für die vier Probennahmen eingeteilt. Jede Probe wird auf die Schwermetalle Zink und Kupfer untersucht Analytik (1) Der Gehalt an Zink und Kupfer sowohl in der Tausalzlösung als auch im Filtersäulenablauf ist gemäß DIN zu bestimmen Auswertung und Bewertung der Prüfergebnisse (1) Die Prüfung ist bestanden, wenn keine der vier gemittelten Doppelkonzentrationen das Zweifache der zulässigen Ablaufkonzentration für Zink und Kupfer gemäß Tabelle 6-11 überschreitet und die gemittelte Gesamtkonzentration aller acht Einzelproben die zulässigen Ablaufkonzentrationen gemäß Tabelle 6-11 nicht überschreitet. Der Schwermetallgehalt der Salzlösung ist dabei zu berücksichtigen. Tabelle 6-11: Festgesetzte Prüfwerte für Zink und Kupfer im Ablauf nach Tausalzzugabe Schwermetall Zulaufkonzentration Schwermetalle in der Tausalzlösung [µg/l] Zulässige Ablaufkonzentration [µg/l] Zink Messwert Messwert Tausalzlösung Kupfer Messwert 50 + Messwert Tausalzlösung 6.9 Erlangen des Prüfzeugnisses (1) Die Gesamtprüfung der Niederschlagswasserbehandlungsanlage ist bestanden, wenn die beschriebenen Teilprüfungen sowie die Umweltverträglichkeitsprüfung sowie ggf. die Prüfung des Kolmationsverhaltens durchgeführt und bestanden wurden. Weiterhin sind die Untersuchungen zum Nachweis der Übereinstimmung zu dokumentieren. (2) Ist eine Teilprüfung nicht bestanden, so kann die Prüfung abgebrochen werden und ein Zeugnis kann nicht erteilt werden.

27 27 7 Abkürzungsverzeichnis A u AFS AQS ATV-DVWK BBodSchV C C CU C Zn DIBt DN D EW GFS LAGA LfU PAK PE Q q n RE SM V v ט undurchlässige Fläche eines Einzugsgebietes abfiltrierbare Stoffe analytische Qualitätssicherung Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall Bundes- Bodenschutz- und Altlastenverordnung Konzentration Konzentration Kupfer z.b. in [µg/l] Konzentration Zink z.b. in [µg/l] Deutsches Institut für Bautechnik Diametre Nominal, Rohrdurchmesser Durchmesser [mm], [m] Einzelwert Geringfügigkeitsschwellenwerte Länderarbeitsgemeinschaft Abfall Landesamt für Umwelt Polyzyklische Aromatische Kohlenwasserstoffe Polyethylen Durchfluss in [l/s] oder [m³/h] Prüfregenspende in [l/(s*ha)] Reynoldszahl Schwermetall Volumen [m³] Geschwindigkeit [m/s] kinematische Zähigkeit [m²/s]

28 28 8 Glossar Anlagenvolumen: Durchfluss/Volumenstrom: Niederschlagsvolumen: Probennahmebeginn: Prüfbeginn: Prüfdauer: Prüfregen: Prüfregendauer: Prüfregenspende: Prüfreihe Prüfverfahren/Prüfmethode: Teilprüfung: Übereinstimmungsnachweis: Verkleinerungsfaktor Volumen der gesamten Behandlungsanlage. Volumen des Sedimentationsbehälters oder der -vorrichtung, Filtervolumen, sonstige Volumen in verbindenden Rohrleitungen etc. Durchfluss durch die Behandlungsanlage in m³/h oder l/s Gesamtniederschlagsvolumen, welches bei einer Prüfreihe auf die Behandlungsanlage gefördert wird Zeitpunkt, ab der die erste Probe im Ablauf der Behandlungsanlage genommen wird. Zeitpunkt, ab dem mit der Beschickung des Prüfregens auf die Behandlungsanlage begonnen wird. Zeit der Beschickung während einer Prüfreihe, entspricht der Prüfregendauer Festgelegter Durchfluss und Dauer des Durchflusses in Abhängigkeit von der angeschlossenen undurchlässigen Fläche Festgelegte Dauer der Prüfregenspende einer Prüfreihe, entspricht der Prüfdauer bzw. der Durchflusszeit durch die Behandlungsanlage. Die unterschiedlichen Prüfregendauern je Prüfreihe geben die Gesamtregendauern in der Realität im Verhältnis zueinander wider. Festgelegte Regenabflussspende für eine Prüfreihe in l/s*ha, zusammen mit der angeschlossenen undurchlässigen Fläche ergibt sich der Durchfluss durch die zu prüfende Behandlungsanlage Prüfung mit definierter Regenabflussspende innerhalb einer Teilprüfung Verfahren zur Prüfung einer Behandlungsanlage für Straßenabläufe zur Einleitung in ein Oberflächengewässer Eine von drei Prüfungen innerhalb des gesamten Prüfverfahrens (Prüfung der Alarmvorrichtung, des Feststoffrückhaltes und des Schwermetallrückhaltes) Prüfung, ob Filtermaterial, Art der Beschickung und sonstige vom Hersteller angegebenen Merkmale der Behandlungsanlage mit der zu prüfenden Anlage übereinstimmen Verhältnis der Laborsäulenfläche bei der Schwermetallprüfung zur Filterfläche im Realmaßstab

29 29 9 Literatur BBodSchV (1999): Bundes- Bodenschutz- und Altlastenverordnung, vom 12. Juli 1998, BGBl. Nr. 36, DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) (2009a): Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser; Teil I, Allgemeines Bewertungskonzept. DIBt Mitteilungen, 40 Jhrg. H 4, August 2009, S DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) (2009b): Grundsätze zur Bewertung der Auswirkungen von Bauprodukten auf Boden und Grundwasser; Teil II, Bewertungskonzepte für spezielle Bauprodukte. Teil III, Analyseverfahren. DIBt Mitteilungen, 40 Jhrg. H 5, Oktober 2009, S DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) (2011): Zulassungsgrundsätze für Niederschlagswasserbehandlungsanlagen. Teil 1: Anlagen zum Anschluss von Kfz-Verkehrsflächen bis m² und Behandlung des Abwassers zur anschließenden Versickerung in Boden und Grundwasser. Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin, Entwurf Februar 2011 Dierschke M.; Welker A.; Dierkes C. (2010): Selection of a reference material for the testing of decentralized stormwater treatment facilities. Proceedings Novatech 2010, 7 th international Conference Sustainable techniques and strategies in urban water management, Lyon, 27. Juni - 1. Juli 2010 DIN EN ISO / IEC (2005): Allgemeine Anforderungen an die Kompetenz von Prüf- und Kalibrierlaboratorien. Ausgabe: DIN (1980): Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwasser- und Schlammuntersuchung; Kationen (Gruppe E), Bestimmung von neun Schwermetallen (Ag, Bi, Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Tl, Zn) nach Anreicherung durch Extraktion (E 21). Ausgabe: DIN EN 872 (2005): Wasserbeschaffenheit - Bestimmung suspendierter Feststoffe - Verfahren durch Abtrennung mittels Glasfaserfilter. Ausgabe: DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall) (2010): Entwicklung von Prüfverfahren für Anlagen zur dezentralen Niederschlagswasserbehandlung im Trennverfahren. TU Kaiserslautern, Fachhochschule Münster; Institut für Wasserforschung GmbH, Dortmund; gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), erhältlich bei der DWA DWA (Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall) (2011): Entwicklung von Prüfverfahren für Anlagen zur dezentralen Niederschlagswasserbehandlung im Trennverfahren. TU Kaiserslautern, FH Frankfurt; FH Münster; gefördert von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), erhältlich bei der DWA Ifs (Ingenieurgesellschaft für Stadthydrologie mbh) (2006): Naturnahe Verfahren zur Behandlung von Regenabflüssen. Forschungsprojekt, 2. Untersuchungszeitraum, Hannover, 2006 LAWA (Bund-/Länderarbeitsgemeinschaft Wasser) (2004): Ableitung von Geringfügigkeitsschwellenwerten für das Grundwasser. Düsseldorf

30 30 LfU Bayern, Referat 66 (2008): Prüfkriterien zur Beurteilung von Anlagen zum Rückhalt von Metallionen aus Niederschlagsabflüssen von Metalldächern - Festlegung von Regenspenden und Prüfdauern. Augsburg, Mantel-V (2012): Verordnung zur Festlegung von Anforderungen für das Einbringen oder das Einleiten von Stoffen in das Grundwasser, an den Einbau von Ersatzstoffen und für die Verwendung von Boden und bodenähnlichem Material. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit. Entwurf Quarzwerkegruppe Frechen (2009): Typische Korngrößenverteilung und Körnungskennwerte Millisil Quarzmehle. Aus: A4tter/deutsch/MILLSIL-W3-W12.pdf TL-Streu (2003): Technische Lieferbedingungen für Streustoffe des Straßenwinterdienstes. Ausgabe Bekanntmachung der Obersten Baubehörde im Bayerischen Staatsministerium des Innern vom 05. Juni 2003 Gz. IID /97 Wahrmund, D. (2008): Persönliche Mitteilung DIBt, Berlin Welker, A., Dierschke, M., Schmitt, T.G. (2008): Entwicklung eines Prüfverfahrens für den Rückhalt von Metallionen in Niederschlagsabflüssen von Metalldächern, Schlussbericht Phase I: Grundlagen und Entwurf eines Prüfverfahrens. Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft, TU Kaiserslautern. Im Auftrag des LfU Bayern, Augsburg, Februar 2008: