Regenwasserbehandlungsanlagen und Auswirkungen von Fremdwasser

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Jörn Vogel
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1 DWA 9. Regenwassertage 8./9. Juni 2010 in Bremen Regenwasserbehandlungsanlagen und Auswirkungen von Fremdwasser Prof. Dr.-Ing. habil. Hansjörg Brombach, Steinstraße 7, Bad Mergentheim Seite 1

2 Tabelle 1: Statistische Zahlen zur öffentlichen Abwasserbeseitigung auf der Grundlage der Erhebungen des Statistischen Bundesamtes für das Jahr 2007, aus DESTATIS (2009) und Brombach (2010) Statistische Größe MS: Mischsystem TS: Trennsystem Einwohner per Anschlussgrad an die öffentliche Kanalisation Mischwasserkanäle, MS Schmutzwasserkanäle, TS Regenwasserkanäle, TS Kanäle insgesamt, MS+TS Kanallänge pro Kopf der Bevölkerung, MS+TS Anteil der Bevölkerung mit Mischwasserkanalisation Regenüberlaufbecken (RÜB) und Stauraumkanäle (SK), Anzahl, MS Regenüberlaufbecken (RÜB) und Stauraumkanäle (SK), Volumen, MS Spalte Dimension E % km km km km m/e % n m 3 Regenrückhalteanlagen (RRA), Anzahl, MS+TS n Regenrückhalteanlagen (RRA), Volumen, MS+TS m 3 Regenklärbecken (RKB), Anzahl, TS n Regenklärbecken (RKB), Volumen, TS m 3 Summe aller Regenbecken ohne RÜ, Anzahl, MS+TS n Summe der Volumina aller Regenbecken, MS+TS Speichervolumen pro Kopf der Bevölkerung, MS+TS Regenüberläufe (RÜ) ohne Stauvolumen, Anzahl, MS öffentliche Kläranlagen (KA), Anzahl, MS+TS m 3 m 3 /E n n Deutschland , ,57 56, , Baden-Württemberg , ,48 81, , Bayern , ,26 67, , Berlin , ,10 26, , Brandenburg , ,45 4, , Bremen , ,71 40, , Hamburg , ,08 33, , Hessen , ,27 87, , Mecklenburg-Vorpommern , ,51 6, , Niedersachsen , ,36 7, , Nordrhein-Westfalen , ,28 63, , Rheinland-Pfalz , ,77 79, , Saarland , ,48 92, , Sachsen , ,88 49, , Sachsen-Anhalt , ,54 26, , Schleswig-Holstein , ,34 11, , Thüringen , ,08 77, , Seite 2

3 Anschlussgrad an die öffentliche Kanalisation in Prozent der Bevölkerung, Stand Anschlussgrad in Prozent ,7 96, Bundesland Anschlussgrad Seite 3

4 Länge der öffentlichen Abwasserkanäle in m pro Einwohner, Stand Ende Kanallänge pro Kopf in m/e ,71 6, Bundesland Länge Abwa Seite 4

5 Anteile der an Mischwasserkanalisation angeschlossenen Bevölkerung in %, Stand Ende 2007 Anteil Mischwasserkanalistion in Prozent ,6 56, Bundesland "Deutscher Mischwasser- Äquator" Anteil MKW Seite 5

6 Speichervolumen für Regenwasser in der öffentlichen Kanalisation in m 3 pro Kopf der Bevölkerung, Stand Ende , Speichervolumen in m³/e 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0,635 0, Bundesland Speichervolume Seite 6

7 Am Jahresende 2007 im öffentlichen Kanalnetz pro Kopf vorhandene mittlere Länge der Abwasserkanalisation und vorhandenes Rückhaltevolumen für Regenwetterabflüsse Seite 7

8 Entwicklung der Anzahl der Regenwasserbehandlungsbauwerke aller Art mit der Zeit 20 Jahre? Seite 8

9 Anzahl der Ende 2007 in Deutschland in Betrieb befindlichen Schnittstellen zwischen Stadtentwässerung und Gewässer Regenentlastung Anlagenart Regenüberlaufbecken (RÜB) und Stauraumkanäle (SK) aller Art in Mischwasserkanalisationen Regenrückhalteanlagen (RRA) in Misch- und Trennkanalisationen Regenüberläufe (RÜ) in Mischwasserkanalisationen Regenklärbecken (RKB) in Trennsystemen Kläranlagen Auslässe von Regenwasserkanälen in Trennkanalisationen ohne Regenwasserbehandlung Anzahl unbekannt ?? Summe unbekannt ?? Seite 9

10 Der Entwurf des neuen DWA-Merkblattes M 182 Merkblatt DWA-M 182 Fremdwasser in Entwässerungssystemen Entwurf Seite 10

11 Was ist Fremdwasser? Seite 11

12 Im Merkblatt-Entwurf M 182 wird Fremdwasser wie folgt definiert: Fremdwasser ist das in Abwasseranlagen abfließende Wasser, welches weder durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften verändert ist, noch bei Niederschlägen von bebauten oder befestigten Flächen gesammelt und gezielt eingeleitet wurde. Fremdwasser erfordert auf Grund seiner Qualität keine Abwasserbehandlung, erschwert diese bzw. belastet aufgrund seiner Quantität Abwasseranlagen unnötig und ist unter dem Aspekt des Gewässerschutzes zu vermeiden. Seite 12

13 Fremdwasserkomponenten in Entwässerungssystemen Fremdwasserkomponente Mischsystem Trennsystem Regenwasserkanalnetz Mischwasserkanalnetz Schmutzwasser kanalnetz Eindringendes Grundwasser (über Undichtheiten) Zufließendes Drän- und Quellwasser Grundwasserbedingtes Fremdwasser X X X X X X* Zufließendes Bachwasser 1 und übertretendes Hochwasser X X X* Zufließende Oberflächenabflüsse von Außengebieten², die nicht planmäßig durch die Kanalisation entwässert werden sollen Zufließendes Regenwasser über Schachtabdeckungen oder Fehleinleitungen, Überläufe von Versickerungsanlagen³ Niederschlagsbedingtes Fremdwasser X X X X X: Die Fremdwasserkomponente gilt als Fremdwasser in dieser Kanalart *: Die Zulässigkeit der Einleitung von Dränage-, Quell- und Bachwasser in Regenwasserkanäle ist im Einzelfall zu prüfen. 1 In DWA-A 118 ist Bachwasser nur bei den Regenwasserkanälen genannt. ² Oberflächenabflüsse von Außengebieten sind in DWA-A 118 nicht separat aufgeführt ³ Überläufe von Versickerungsanlagen sind in DWA-A 118 gleichfalls nicht erwähnt. Seite 13

14 Fremdwasseranteil (FWA) FWA pm = Q Q S,pM F,pM + Q F,pM 100 % F,pM Fremdwasserzuschlag (FWZ) FWZ pm = 100 % Q Q S,pM FWA pm = 1 1 FWZ pm + 1 FWZ pm = 1 1 FWA pm 1 Seite 14

15 Mittlerer monatlicher Fremdwasserzuschlag in Baden- Württemberg (Brombach, 2004) Fremdwasserzuschlag in % 1000% 900% 800% 700% 600% 500% 400% 300% 200% 100% Mittlere Monatsdurchflüsse von 34 untersuchten Kläranlagen 0% Jan 92 Apr 92 Jul 92 Okt 92 Jan 93 Apr 93 Jul 93 Okt 93 Jan 94 Monat Apr 94 Jul 94 Okt 94 Jan 95 Apr 95 Jul 95 Okt 95 Seite 15

16 Mittlerer Fremdwasserzuschlag in % vom Schmutzwasserzufluss im Jahr ? Fremdwasser in Prozent , Bundesland 11, Keine Daten vorhanden Seite 16

17 Aus ATV-DVWK DVWK-MM 177 (2001): Bemessung und Gestaltung von Regenentlastungsanlagen in Mischwasserkanälen Seite 17

18 Bild 10: Rankingkurven gemessener Entlastungshäufigkeiten ufigkeiten und dauern von Fangbecken (FB), Durchlaufbecken (DB). Datenkollektiv von 118 Anlagen und 616 Messjahren, Stand , nach BROMBACH (2009) Anzahl der Fangbecken in % Entlastungshäufigkeit, Richtlinien-Zählverfahren Fangbecken FB selten sehr selten oft durchschnittlich sehr oft 87 Fangbecken 465 Messjahre Stand: , w ö Median: 25 d/a Anzahl Kalendertage mit Entlastung in d/a Anzahl der Fangbecken in % Entlastungsdauer, Richtlinien-Zählverfahren Fangbecken FB kurz sehr kurz lang durchschnittlich sehr lang Entlastungsdauer in h/a 87 Fangbecken 465 Messjahre Stand: , w ö Median: 109 h/a Anzahl der Durchlaufbecken in % Entlastungshäufigkeit, Richtlinien-Zählverfahren Durchlaufbecken DB BÜ selten sehr selten KÜ sehr oft Anzahl Kalendertage mit Entlastung in d/a oft durchschnittlich KÜ: 32 DB, 159 Messjahre BÜ: 22 DB, 121 Messjahre Stand: , w ö Median KÜ: 29 d/a Median BÜ: 0,9 d/a Anzahl der Durchlaufbecken in % Entlastungsdauer, Richtlinien-Zählverfahren Durchlaufbecken DB kurz sehr kurz BÜ lang durchschnittlich Entlastungsdauer in h/a KÜ sehr lang KÜ: 32 DB, 159 Messjahre BÜ: 22 DB, 121 Messjahre Stand: , w ö Median KÜ: 209 h/a Median BÜ: 0,8 h/a Seite 18

19 Erinnerungszettel, oder merke Dir! Das brave RÜB: Es läuft im Langzeitmittel etwa an 25 Tagen im Jahr, also alle zwei Wochen, über. Die mittlere Überlaufdauer beträgt bei Fangbecken 4 Stunden, bei Durchlaufbecken 8 Stunden. Und wenn es diese Zahlen um das Dreifache überschreitet, dann ist es kein braves RÜB. Warum? Mangelndes Interesse des Betreibers, Ahnungslosigkeit, Planungsfehler, Geld? Seite 19

20 Spezifische Kosten der Fremdwasserreduzierung in / l s, nach Hennerkes 1 l/s entspricht m 3 pro Jahr. Gesparte Abwassergebühr bis pro Jahr Bild: Zusammenstellung spezifischer Kosten zur Fremdwasserreduzierung in Teileinzugsgebieten und Kläranlageneinzugsgebieten (Hennerkes, 2009, KKKK) *überwiegend in den Monaten Dezember bis Juni auf Basis der Nachtminimummethode an jedem Trockenwettertag (maximaler Fremdwasserabfluss) *blau: projektierte Brutto-Kosten von Maßnahmen zur Fremdwasserreduzierung mit noch nicht verifiziertem Erfolg der Fremdwasserreduzierung es handelt sich hierbei um Bruttosanierungskosten teils sogar unter Einbeziehung von Privatgrund und Ableitungsmöglichkeiten von Dränage- bzw. Bachwasser Seite 20

21 Wege des Niederschlags und Trinkwassers in einer Mischwasser- kanalisation Brombach 2001 Seite 21

22 Bild 12: Aus Entwurf DWA-M M 182 (2010), zukünftige Ansätze fürf r die Siedlungsentwässerung sserung (KA = Kläranlage, RWB = Regenwasserbehandlungsanlage, RÜB R B = Regenüberlauf). WirdW noch überarbeitet! Der blaue Kanal soll "Drainagewasserkanal" heißen. en. Schmutzwasser KA Schmutzwasser Regenwasser (belastet) KA Regenwasser (belastet) RWB RÜB opt. RRB Regenwasser (unbelastet) Fremdwasser opt. RRB Fremdwasser Regenwasser (unbelastet) Trennkanalisation Mischwasserkanalisation Seite 22

23 Fine Seite 23

24 Dateiinfos Speicherorte: Z:\Powerpoint-Dateien\ Regenwassertage Bremen\ X:\9 Wissenschaftliche Dienste\woe\2010_9- Regenwassertage Bremen\2010 Brombach_DWA Bremen.ppt Größe: 3,77 MB Seite 24

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