SLEDLUNGSWASSERBAU ABFALLWIRTSCHAFT

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1 SLEDLUNGSWASSERBAU ABFALLWIRTSCHAFT Dipl.-lng. Dr. techn. Harald Kainz Universitatsprofessor an der Technischen Universitat Graz Dipl.-lng. Dr. techn. Ernst Peter Kauch a.o. Universitatsprofessor an der Technischen Universitat Graz Dipl.-lng. Dr. techn. Helmut Renner o. Universitatsprofessor i. R. an der Technischen Universitat Graz unter Mitarbeit von Dipl.-lng. Heinrich Gernedel Salzburg AG, Wassergewinnung, -speicherung und Netze em.o. Dipl.-lng. Dr. techn. Dr. h.c. Ernst P. NemeCek Universitatsprofessor an der Technischen Universitat Graz Dipl.-lng. Helmut Nickl Direktor der Grazer Stadtwerke AG - Wasserversorgung Dipl.-lng. Hans Schlachter Professor an der Hoheren Technischen Bundeslehranstalt Graz Dipl.-lng. Werner Schribertschnig t ehemals Laborleiter und Oberrat an der Technischen Universitat Graz 1. Auflage Wien 2002 MANZVERLAG SCHULBUCH in Verlagsgemeinschaft mit obv ft hpt / Verlag Jugend & Volk

2 -V- INHALTSVERZEICHNIS Teil A - WASSERVERSORGUNG 1 1 EINLEITUNG Bedeutung des Wassers Geschichtliche Entwicklung der Wasserversorgung Moderne Wasserversorgung Einzel-Wasserversorgung Zentrale (offentliche) Wasserversorgungsanlagen Regionale und uberregionale Wasserversorgungsanlagen 4 2 WASSERBEDARF Werte fur den Wasserbedarf Derzeitiger Wasserbedarf Zukiinftiger Wasserbedarf Schwankungen des Wasserbedarfs Loschwasserbedarf Beispiel zur Ermittlung des Wasserbedarfs Derzeitiger Wasserbedarf Zukiinftiger Wasserbedarf 12 3 WASSERGEWINNUNG Moglichkeiten der Wassergewinnung Grundwasser Quellwasser Oberflachenwasser Anforderungen an die Beschaffenheit von Trink- und Nutzwasser Allgemeines Trinkwasserqualitat - Rechtliche Randbedingungen Mindestanforderungen fur mikrobiologische Parameter Mindestanforderungen fur chemische Parameter Anforderungen fur Indikatorparameter Eigenkontrolle und Information Gewinnung von Grundwasser Das Wasser im Boden Bewegungsgesetze der Grundwasserstromung ErschlieGung eines Grundwasservorkommens Erfassung des geologischen Bodenaufbaues Erfassung der Grundwasserstromungsverhaltnisse Ermittlung der hydrologischen Bodenkennwerte Ergebnisse der GrundwassererschlieRung Grundwasserneubildung Der Brunnen im Grundwasserfeld Schutz des Grundwasservorkommens Rammbrunnen Schachtbrunnen Bohrbrunnen (Vertikalfilterbrunnen) Ergiebigkeit des Bohrbrunnens (Vertikalfilterbrunnen) Kiesfilter Filterrohre Vollrohre Brunnenkopf, Brunnenhaus (Brunnenschacht) Horizontalfilterbrunnen (HFB) Horizontale Sickerleitungen Gewinnung von Quellwasser Gewinnung von Oberflachenwasser Gewinnung von uferfiltriertem Grundwasser Kunstliche Grundwasseranreicherung 57

3 -VI- 4 WASSERAUFBEREITUNG Aufbereitung von Grund- und Quellwasser Entsandung Physikalisch-chemische Aufbereitung Entsauerung Enteisenung und Entmanganung Enthartung Entkeimung Aufbereitung von Oberflachenwasser Mechanische Vorreinigung Mechanisch-chemische Aufbereitung Biologische Wasseraufbereitung Langsamsandfilter Grundwasseranreicherung uber Versickerungsbecken Schlammbehandlung Grenzen der Wasseraufbereitung 66 5 WASSERSPEICHERUNG Aufgabe und Moglichkeiten der Wasserspeicherung Moglichkeiten der Wasserspeicherung Situierung des Speichers im Versorgungssystem Hydraulische Berechnung von Speichern Hohenlage von Hochbehaltem Berechnung des Speicherinhaltes Loschwasservorrat I L Storreserve I st Fluktuierende Wassermenge Auswahl und bauliche Ausfuhrung von Speichern Wasserturme Erdhochbehalter Anzahl der Wasserkammern Form und Anordnung der Wasserkammern Hohe der Wasserkammern Grundrissanordnung Erdhochbehalter - Sonderformen Konstruktion und Einrichtung von Erdhochbehaltem Installationen 79 6 WASSERTRANSPORT UND WASSERVERTEILUNG Trassenfuhrung und Rohrnetzgestaltung Hydraulische Berechnung und Bemessung Ziel der Bemessung Betriebsfalle und erforderliche Betriebsdriicke Wahl der Rohr-Nennweiten Durchfliisse Grundlagen der Rohrhydraulik Berechnung der Druckhohenverluste Berechnung Transportleitungen Versorgungsleitungen Anschlussleitungen Darstellung der Berechnungsergebnisse Nenndruck, Systembetriebsdruck und Bauteilbetriebsdruck Rohre und Armaturen Rohrwerkstoffe und Rohrverbindungen Gussrohre (GG) und Rohre aus duktilem Gusseisen (GGG) 101 6A1.2 Stahlrohre (St) Kunststoffrohre Rohrleitungsformstucke Armaturen 107

4 -VII Absperrvorrichtungen Regel- und Sicherheitsarmaturen Hydranten Pass- und Ausbaustiick Anbohrarmatur Bauwerke der Wasserverteilung Schachte Kreuzungen Rohrleitungsbau Herstellung des Rohrgrabens Verlegen der Rohrleitung, Verfiillen des Rohrgrabens Druckpriifung Reinigen, Desinfizieren und Fertigstellen der Leitung Einmessen der Rohrleitung, Bestandsplane, Markierungen WASSERFORDERUNG, PUMPWERKSSTEUERUNG, WASSERMENGENMESSUNG Grundlagen, Begriffe Kreiselpumpen Wirkungsweise Betriebscharakteristik von Kreiselpumpen Auswahl von Kreiselpumpen Drehzahlgeregelte Kreiselpumpen Pumpenbetrieb Steuerung von Pumpwerken, Fernwirkanlagen Wassermengenmessung WARTUNG, ERHALTUNG UND SANIERUNG VON ANLAGEN DER WASSERVERSORGUNG Allgemeines Wasserfassungsanlagen Wasserverteilungsanlagen WASSERVORSORGE Wassermengenwirtschaft Kontrolle und Senkung des Wasserbedarfs Ausgleich von Wasserbedarf und Wasserdargebot Sicherung der Grundwasseranreicherung Wassergutewirtschaft 137 BEILAGEN FUR EIN EINREICHPROJEKT Technischer Bericht Plane Ubersichtslageplane Lageplane, Knotenpunktsplane Langenprofile mit Drucklinien, Querprofile Objekts- und Installationsplane 140 Teil B - ABWASSERENTSORGUNG EINLEITUNG BESCHAFFENHEIT DES ABWASSERS, ABWASSERKENNWERTE Abwassertemperatur ( C) ph-wert Absetzbare Stoffe (ml/i) Abfiltrierbare Stoffe (mg/l), Gluhruckstand (mg/l, %) Biochemischer Sauerstoffbedarf BSB 5 (mg/l) Gesamter organischer Kohlenstoff TOC (mg/l) Chemischer Sauerstoffbedarf CSB (mg/l) Ammonium-Stickstoff NH 4 -N (mg/l) Nitrat-Stickstoff NO 3 -N (mg/l) Gesamt-Phosphor (mg/l) Sichttiefe, Triibung 147

5 -VIII Weitere KenngroBen Probennahme ENTWURF UND BEMESSUNG EINER KANALISATION Kanalisationsverfahren Mischverfahren Trennverfahren Qualifiziertes Mischverfahren Schmutzwasserkanalisation Sonderformen der Kanalisation Abwasserbeseitigung an Seen Entwurfsgrundlagen fur eine Kanalisation Linienfuhrung der Kanale im Grundriss (Lageplan) Gefalle der Kanale Tiefenlage der Kanale Bemessungsabflusse in Kanalen Entwasserungsgebiet - Beitragsflachen A K Hauslicher Schmutzwasserabfluss Q h Betrieblicher Schmutzwasserabfluss Q, Fremdwasserabfluss Q f Regenwasserabfluss Q r Querschnittsformen von Kanalen Querschnittsformen von geschlossenen Kanalen Querschnittsformen von offenen Kanalen Hydraulische Berechnung von Abwasserkanalen Hydraulische Grundlagen Abfluss bei voller Fiillung Abfluss bei Teiffullung Erforderliche Nachweise Berechnung und Bemessung eines Kanalsystems, Beispiel BAUTEILE EINER KANALISATION, HERSTELLUNG Rohr- und Profilkanale Baustoffe Steinzeug - Stz Beton und Stahlbeton - B Kunststoffe Faserzement - FZ Metallische Werkstoffe Kanalherstellung Offene Kanalbauweise Grabenlose Verlegung von Abwasserleitungen Bauwerke der Kanalisation Strassenablaufe Schachte Kanaleinmiindungen, Vereinigungsbauwerke Absturzbauwerke Kreuzungsbauwerke Auslaufbauwerke Mischwasseruberlaufe Mischwasseruberlaufbecken Fangbecken FB Durchlaufbecken DB Stauraumkanale SK Mischwasserriickhaltebecken Abwasserpumpwerke Kreiselpumpen Forderschnecken 210

6 -IX- 5 ABWASSERREINIGUNG UND GEWASSERSCHUTZ Die Selbstreinigung der Gewasser Beurteilung der Gewassergiite Immissionsverordnungen zum Wasserrechtsgesetz Abwasser-Emissionsverordnungen (AEV) zum Wasserrechtsgesetz VERFAHREN DER ABWASSERREINIGUNG Belastungsgrundwerte Mischwasserbewirtschaftung Rechenanlage Sandfang Absetzbecken (Vorklarbecken) Bauliche Gestaltung und maschinelle Ausriistung Bemessung des Vorklarbeckens Belebungsanlage Prinzip des Belebungsverfahrens Belebungsanlage fur Kohlenstoffabbau und Nitrifikation Belebungsanlage fur Kohlenstoffabbau, Nitrifikation und Phosphorelimination Belebungsanlage fur Kohlenstoffabbau, Nitrifikation, Phosphorelimination und Stickstoffelimination Bauliche Gestaltung Belebungsbecken und Beluftungseinrichtung Nachklarbecken und Rucklaufschlammpumpe Bemessung von Belebungsanlagen Bemessung des Belebungsbeckens Belebungsbecken fur Kohlenstoffelimination und Nitrifikation Belebungsbecken fur Kohlenstoffelimination, Nitrifikation und Phosphorelimination Belebungsbecken fur Kohlenstoffelimination, Nitrifikation, Phosphorelimination und Stickstoffelimination Bemessung der Beluftungseinrichtung Bemessung des Nachklarbeckens Bemessung der Rucklaufschlammpumpe Schlammbehandlung Anaerobe Schlammfaulung Faulbehalter-Bauweisen - technische Ausriistung Bemessung des Faulbehalters Aerobe Schlammstabilisation Getrennte aerobe Schlammstabilisation Simultane aerobe Schlammstabilisation Schlammentsorgung ABWASSERENTSORGUNG IM LANDLICHEN RAUM Kanale in "Sparbauweise" Sammel- und Abfuhrsystem Kleinklaranlagen WARTUNG, BETRIEB UND SANIERUNG Wartung der Kanalisationsanlage Wartung und Betrieb von Abwasserreinigungsanlagen Rohrsanierung AUSBLICK Weitere GewasserschutzmaBnahmen Verringerung der Abwassermenge Mischwasserbehandlung Fernhalten schwer bzw. nicht abbaubarer Stoffe Abwasserdesinfektion Zentrale und dezentrale Abwasserreinigung Reinigungsvermogen von Boden und Gewasser 274

7 -X- Teil C - ABFALLWIRTSCHAFT EINLEITUNG BEGRIFFE ABFALLARTEN, ABFALLMENGEN ZIELE DER ABFALLWIRTSCHAFT Abfallvermeidung Verringerung der Schadstoffgehalte in den Abfallen Wiederverwendung, Recycling und andere VerwertungsmaBnahmen Behandlungs- und Entsorgungsgrundsatze Chemisch-physikalische Behandlung Biotechnologische Behandlung Mechanisch-biologische Vorbehandlung von Restmull Thermische Behandlung Deponierung SAMMLUNG VON ABFALLEN Anforderungen an Sammelsysteme Hoi- und Bringsysteme Holsystem Bringsystem Behalter fur die Sammlung von Abfallen TRENNUNG VON BAURESTMASSEN SAMMLUNG UND VERWERTUNG VON VERPACKUNGSMATERIAL SAMMLUNG, BEHANDLUNG UND VERWERTUNG VON BIOGENEN ABFALLEN Kompostierung Komposthaufen Mietenkompostierung ohne kunstliche Beluftung Mietenkompostierung mit kiinstlicher Beluftung Kontinuierlich beschickte Rottereaktoren Vererdungsverfahren Vergarung (Anaerobe Faulung) VERBRENNUNG VON RESTMULL UND NICHT GEFAHRLICHEN ABFALLEN DEPONIERUNG VON ABFALLEN Deponietypen nach der Deponieverordnung Deponiestandort Gestaltung der Deponiebasis Betriebstechnische Einrichtungen Bestehende Mulldeponien Rekultivierung, NachsorgemaBnahmen ENTSORGUNG GEFAHRLICHER ABFALLE ALTLASTEN UMWELTVERTRAGLICHKEITSPRUFUNG 307 ANHANG 308 LITERATUR 308 GESETZLICHE GRUNDLAGEN 309 ONORMEN 309 DIN-NORMEN 313 OVGW-MITTEILUNGEN 314 OWWV/OWAV-REGELBLATTER 314 DVGW-REGELWERKE 316 ATV-DVWK-REGELWER ABWASSER-ABFALL 317 STICHWORTVERZEICHNIS 319