D-Rainclean. Behandlung und Versickerung von belasteten Niederschlagsabflüssen. mit DIBt-Zulassung

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1 D-Rainclean Behandlung und Versickerung von belasteten Niederschlagsabflüssen mit DIBt-Zulassung

2 die Sickerm D-Rainclean Das Produkt Aktuelle Untersuchungen im Auftrag des Umweltbundesamtes* zeigen, dass der Eintrag der Schwermetalle in Gewässer und Boden durch geeignete Behandlungsmaßnahmen deutlich reduziert werden muss. So werden nur aus dem Fahrzeugverkehr in Deutschland ca. 930 t/a Kupfer, 80 t/a Blei und 2078 t/a Zink in Gewässer und Boden eingetragen. Im Jahr 2001 wurde die für Gewässer angestrebte Güteklasse II oder besser für Kupfer an 66 % und für Zink an 86 % der LAWA-Messstellen nicht erreicht! (LAWA = Bund/ Länder-Arbeitsgemeinschaft Wasser) Mit der Entwicklung von D-Rainclean, einer Kombination aus einer PP-Sickermulde und einem Substrat, bietet Funke dem Markt eine professionelle Lösung für den Umgang mit belastetem Oberflächenwasser. D-Rainclean nimmt das teilweise mit hohen Schadstoffkonzentrationen belastete Niederschlagswasser von Straßen, Parkplätzen, Hof- und Dachflächen auf und gibt es in unbedenklichem Zustand an den Boden ab. Damit erfüllt D-Rainclean die Anforderungen der Neufassung des DWA-Arbeitsblattes A 138, welches den Umgang mit stärker verunreinigtem Niederschlagswasser vor der Versickerung regelt. D-Rainclean besteht aus 50 cm langen, 40 cm breiten und 37 cm hohen Kunststoffelementen, die mit einem zum System gehörenden Substrat gefüllt werden. In diesem Substrat wird das mit unterschiedlichsten Schadstoffen angereicherte Niederschlagswasser vor dem Erreichen des Grundwassers durch Filtration, Adsorption und Einlagerung, Ionenaustausch, Fällung und durch biologischen Abbau so weit gereinigt, dass es die hohen gesetzlichen Anforderungen des Boden- und Gewässerschutzes erfüllt. Die D-Rainclean -Sickermulde gibt es als offene Version eine Bepflanzung ist möglich oder in geschlossener Form mit Guss-Abdeckung für die Belastungsklasse D/400 kn. Zum System passende Endstückelemente sind ebenfalls erhältlich. Je nach Belastungsgrad erreicht das D-Rainclean -Substrat Standzeiten von 15 bis 20 Jahre. Stoffquellen im Bereich von Straßen: Schwermetall- Emissionen aus dem Straßenverkehr (aus UBA- Vorhaben (FKZ /02), Quelle: Lange 100 % 80 % 60 % 40 % 20 % 0 % Kupfer [t/a] 931,9 Fahrbahnabrieb Bremsbelagabrieb Blei [t/a] 75,4 Zink [t/a] 2077,7 Auswuchtgewichte Reifenabrieb *Bericht UBA-FB Einträge von Kupfer, Zink und Blei in Gewässer und Böden Analyse der Emissionspfade und möglicher Emissionsminderungsmaßnahmen,

3 ulde mit Substrat Eintragspfade Niederschlag Niederschlag Dachabschwemmung Abgas Korrosion Reifen Abrieb Boden Anforderungen voll erfüllt Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. (DWA) hat das Arbeitsblatt DWA-A 138 Planung, Bau und Betrieb von Anlagen zur Versickerung von Niederschlagswasser herausgegeben. Es beschreibt die verschiedenen Möglichkeiten der Versickerung von Niederschlagswasser. Während sich die vorherige Ausgabe ausschließlich auf nicht schädlich verunreinigtes Niederschlagswasser bezog, beinhaltet die Neufassung auch Vorgaben für den Umgang mit stärker verunreinigtem Niederschlagswasser vor Versickerung. Die Konsequenz: Architekten, Planer und Bauherren müssen sich mit den bautechnischen und rechtlichen Aspekten dieses Themas auseinandersetzen. D-Rainclean bietet die Lösung. An stark befahrenen Straßen und Parkplätzen kommt es bis zu 15 m Abstand von der Fahrbahn zu kritischen Schadstoffkonzentrationen mit regelmäßigen Überschreitungen von Schwellenwerten. Diese Schmutzfracht nimmt D-Rainclean auf und reinigt sie vor dem Erreichen des Grundwassers. Eine Bodenverunreinigung oder eine Belastung des Grundwassers wird auf diese Weise vermieden. 3

4 D-Rainclean die Substrat 20 l /Sack Sickermulde Farbe: schwarz Maße: 500 x 400 x 366 Material: PP Gussabdeckung Kl. D 400 KN, inkl. Gussrahmen Neben Mulde und Substrat bieten weitere Komponenten des D-Rainclean -Systems ideale Lösungen für die unterschiedlichsten Einbausituationen. Eine Gussabdeckung mit Gussrahmen ermöglicht den Einsatz der Mulde für die Belastungsklasse D/400 kn. Der Notüberlauf sorgt dafür, dass überschüssiges Regenwasser nach Starkregenereignissen kontrolliert abgeleitet werden kann. Mit dem Endstückelement lässt sich ein 4

5 Systemkomponenten Endstück-Element für links bzw. rechts Maße: 250 x 400 x 366 Notüberlauf-Element mit Anschluss links oder rechts DN/OD 110 Maße: 500 x 400 x 366 D-Raintank - Rigolenelement ohne Anschluss Montageschlüssel fachgerechter Abschluss des Muldensystems herstellen und das D-Raintank -Rigolenelement schafft die Voraussetzung, dass das D-Rainclean -System auch in Böden mit geringer Wasserdurchlässigkeit eingebaut werden kann. Weitere Zubehörteile wie Befestigungsnägel und Montageschlüssel erleichtern den Einbau bzw. die Wartung vor Ort. 5

6 Absorptionsbereich Austauscher Wasserspeicher Filter Sorption von Schadstoffen Bei einem eingestellten kf-wert von 5 x 10-4 m/s (Wasserdurchlässigkeit) beträgt die Verweilzeit des durchströmenden Wassers in der D-Rainclean -Sickermulde ca. 10 Minuten. Nach der Durchströmung des Wassers durch das Substrat werden die Prüfwerte zur Beurteilung des Wirkungspfades Boden Grundwasser nach 8 Abs. 1 Satz 2 Nr. 1 des Bundes-Bodenschutzgesetzes unterschritten (siehe Tab. 1). Die Sorptionsisothermen der relevanten Schwermetalle Blei und Zink wurden für Boden und D-Rainclean erfasst. Das Substrat Organische Matrix Besiedlungsraum ph-pufferbereich Säurebegrenzer Korngröße nicht maßstabsgetreu Schwermetallsorption/Desorption und Fällung Schwermetalle unterliegen in D-Rainclean unterschiedlichen Prozessen: Während Nickel hauptsächlich durch Sorption gehalten wird, verbleiben Blei, Cadmium, Kupfer und Zink durch Sorption und Fällung im Substrat. Cadmium gehört zusammen mit Zink und Nickel zu den mobilen, relativ leicht verlagerbaren Schwermetallen. Besonders bei Cadmium ist deshalb der konstant hohe ph-wert in D-Rainclean sehr wichtig. Blei verhält sich im Boden sehr immobil. Ähnlich wie Kupfer erfolgt die Bindung von Blei durch spezifische Adsorptionsprozesse. Quecksilber wird in einer sehr immobilen Form vor allem an die in D-Rainclean enthaltene organische Substanz gebunden. Chrom wird bei höheren ph-werten in sehr schwer lösliches Cr(OH) 3 und Cr 2 O 3 vorwiegend mit Eisenionen komplex gebunden. Wasserhaltefähigkeit Die Bodenmikrobiologie erbringt besonders in der warmen Jahreszeit wichtige Abbauleistungen. Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende Feuchtigkeit des D-Rainclean -Substrates. Die Wasserhaltefähigkeit wird erreicht durch das große Porenvolumen, den angemessenen Anteil organischer Substanz und den hohen Anteil spezieller Wasserabsorber im D-Rainclean -Substrat. Zusätzlich liefert die D-Rainclean - Sickermulde ein Wasserreservoir am Muldenboden von ca. 3,0 l pro Meter. Tabelle 1: Prüfwerte Boden Grundwasser nach Bundesbodenschutzgesetz Arsen As 10 μg/l Blei Pb 25 μg/l Cadmium Cd 5 μg/l Chrom Cr 50 μg/l Kupfer Cu 50 μg/l Nickel Ni 50 μg/l Quecksilber Hg 1 μg/l Zink Zn 500 μg/l Laboruntersuchungen Das D-Rainclean -Substrat zeigt gegenüber einem guten Boden deutlich bessere Absorptionsergebnisse. So wird der Zinkanteil im Mittel zu ca. 90 % absorbiert. Bei Blei liegt dieser mit 99 % sogar noch deutlich höher. Wird die Grenzkonzentration der Prüfwerte zur Beurteilung des Wirkungspfades Boden Grundwasser erreicht, gilt die Aufnahmefähigkeit des D-Rainclean -Substrates als erschöpft. Dieser Fall tritt in Abhängigkeit vom Verkehrsaufkommen nach etwa Jahren (siehe Grafik Seite 8) ein. Danach empfiehlt sich ein Austausch des Substrates. Wasserdurchlässigkeitsbeiwert Das D-Rainclean -Substrat verfügt über einen Wasserdurchlässigkeitsbeiwert von 5x10-4 m/s und damit über eine ausreichende Versickerungsleistung. Gleichzeitig sorgt eine 6

7 angemessene Verweilzeit des zu reinigenden Wassers im D-Rainclean -System für eine ausreichende Adsorption der Schadstoffe. Organische Schadstoffe D-Rainclean -Substrat besitzt eine organische Matrix, die die Bindung und den Abbau von organischen Schadstoffen fördert. Gut abgebaut werden Mineralölkohlenwasserstoffe und halogenierte leichtflüchtige Kohlenwasserstoffe in einer Konzentration und einem Zustand (residuale Verteilung), wie sie in der Regel auf befestigten befahrenen Flächen anfallen. Sie werden damit aus dem System entfernt. Da die Mikroorganismen in der D-Rainclean -Sickermulde auf benetzten Oberflächen siedeln, ist die Größe der Gesamtoberfläche ein wichtiges Leistungsmerkmal des Abbaus organischer Stoffe. Bei D-Rainclean ist diese extrem groß. Ölbindung und -abbau Dringen zum Beispiel Öltropfen in das D-Rainclean -Substrat ein, findet das Öl im wasserungesättigten Bereich einen großen Porenraum vor. Das Öl verliert dadurch seine Fließfähigkeit und liegt als dünne Haut an der Oberfläche des Porenraumes. In dieser pendularen Verteilung ist das Öl für die Mikroorganismen am besten angreifbar. Mit einem Porenvolumen von mind. 60 % bietet das D-Rainclean - Substrat hierfür optimale Voraussetzungen. Ölinfiltration in D-Rainclean Zunehmende Ölinfiltration (cm) über einen Zeitraum von 60 Minuten nach Zugabe von 10 l Öl Zugabe Öl Ölfront Liter Öl cm Liter Öl Substrat 30 cm Bodenleben: Spinnen, Fadenwürmer, Milben, Collembolen (Springschwänze), Enchytraeiden, Käferlarven (10.000/m Mulde bis /m Mulde) Streusalz Es stellt sich die Frage, ob beim Einsatz von Streusalz (in der Regel NaCl) die Gefahr besteht, dass Adsorptionsplätze von Natrium blockiert werden und dass bereits gebundene Schadstoffe wieder ausgewaschen werden könnten. Deshalb wurde die Kurz- und Langzeitwirkung vom Streusalz auf die Leistungsfähigkeit und Standzeit des D-Rainclean -Substrates untersucht. Die Ergebnisse belegen, dass Natriumchloridsalz die Adsorptionsfähigkeit von Schwermetallen im D-Rainclean -Substrat nur in geringem Maße beeinflusst. Selbst bei praxisnahen Stoßbelastungen mit Natriumchlorid tritt keine schockartige Austragung von bereits gebundenen Schwermetallen in den Untergrund auf. Die Schwermetalle bleiben auch beim Einsatz von Streusalzen dauerhaft im Substrat gebunden. Die Standzeit von D-Rainclean wird je nach Salzmenge und Häufigkeit der Streuung zwar beeinflusst, jedoch zeigen die Untersuchungen, dass die prognostizierte Standzeit von rund 15 Jahren im Randbereich einer Straße mit einer durchschnittlichen täglichen Verkehrsstärke (DTV) von 5000 bis (Kategorie 9-11 ATV A 138) auch bei winterlichem Taumitteleinsatz mit Natriumchlorid eingehalten werden kann. Feuchtes D-Rainclean -Substrat besitzt hervorragende Ölbindeeigenschaften. Es kann bei einem Unfall bis zu 10 Liter Öl pro laufenden Meter Sickermulde sofort aufnehmen und für etwa 24 Stunden eine Abgabe in den Untergrund verhindern. In diesem Zeitraum sollte das verunreinigte Substrat aus der Sickermulde entfernt und fachgerecht entsorgt werden. Eignung als Pflanzenstandort Eine Bepflanzung der D-Rainclean -Sickermulde ist grundsätzlich nicht erforderlich, auf Wunsch aber möglich. Obwohl das Substrat äußerst nährstoffarm entwickelt wurde, finden ausgewählte Bodendecker eine ausreichende Nährstoffversorgung. Eine offene Mulde kann z. B. mit 2 Pachysandra oder 2 Mahonie und 2 Vinca minor oder 1 Cotoneaster in Sorten bepflanzt werden. 7

8 der Klasse II oder bei mäßigem Schadstoffeintrag sogar der Klasse I möglich. (Entscheidend für die Wahl der Deponieklasse sind die Eluatwerte und nicht die Gesamtgehalte). ph-wert Der Carbonatpufferbereich des D-Rainclean -Substrates liegt oberhalb ph 7,2. Kationenaustauschkapazität Die Kationenaustauschkapazität (KAK pot ) definiert die maximal sorbierbare Menge von Kationen, zum Beispiel Schwermetallen. Bei den Austauschvorgängen, die von der Ionenart geprägt werden, wird eine KAK pot von mindestens 20 cmol c / kg angestrebt. Erreicht wird der Wert maßgeblich durch Zugabe von adsorptionsfähigen Komponenten und ausgewählten Zeolithen. Die Fähigkeit des D-Rainclean -Substrates, als Ionentauscher zu fungieren, sorgt für eine Bindung der Schwermetallionen. Ein aktiver Beitrag zum Grundwasserschutz. Entsorgung Ungenutztes D-Rainclean -Substrat entspricht nach der Mitteilung 20 der Länderarbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) dem Zuordnungswert Boden Z0. Bei gesättigtem Substrat werden mit Ausnahme eines Eintrags von reinen Metalldächern die Zuordnungswerte Z2 immer eingehalten. In Abhängigkeit vom Schadstoffeintrag ist nach entsprechender Prüfung auch der Zuordnungswert Z1 möglich. Die Einordnung von genutztem D-Rainclean -Substrat in eine bestimmte Deponieklasse möglich sind Einstufungen von DK 0 bis DK 5 ergibt sich aus dem Belastungszustand des Substrates. Dieser ist abhängig von der Lebenszeit und der Höhe des Schadstoffeintrags. Bei normalen Belastungsgraden ist eine Entsorgung des Substrates auf Deponien Standzeiten Leichte Belastung - ca. 20 Jahre Dachflächenwasser, Hofflächen, Rad- und Gehwege, PKW- Parkplätze, Straßen mit max. 300 (DTV) täglich, (Kategorie 1-5 ATV A 138). Mittlere Belastung - ca. 18 Jahre Dachflächenwasser in Gewerbe- und Industriegebieten mit signifikanter Luftverschmutzung, Straßen mit 300 bis 5000 (DTV) täglich, (Kategorie 6-8 ATV A 138). Starke Belastung - ca. 15 Jahre Flächen in Industriegebieten, PKW-Parkplätze mit häufigem Fahrzeugwechsel, Straßen mit 5000 bis (DTV) täglich, (Kategorie 9-11 ATV A 138). Standzeiten für das D-Rainclean-Substrat bei unterschiedlichen Belastungen Standzeiten/Jahre DTV täglich leichte Belastung DTV täglich mittlere Belastung DTV täglich schwere Belastung DTV = Durchschnittliche tägliche Verkehrsstärke 8

9 Niederschlagswasserbehandlung mit DIBt-Zulassung 2006 hat die Funke Kunststoffe GmbH vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) die Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für D-Rainclean erhalten. DIBt- Zulassungen werden für solche Bauprodukte und Bauarten im Anwendungsbereich der Landesbauordnungen erteilt, für die es allgemein anerkannte Regeln der Technik, insbesondere DIN Normen, nicht gibt oder die von diesen wesentlich abweichen. Sie sind zuverlässige Verwendbarkeitsnachweise von Bauprodukten bzw. Anwendbarkeitsnachweise von Bauarten im Hinblick auf bautechnische Anfor- derungen an Bauwerke. Ein entscheidender Gesichtspunkt, denn die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung die Funke als erstes Unternehmen für ein System zur Behandlung von belasteten Niederschlagsabflüssen erhielt bedeutet für Auftraggeber und Anwender ein zusätzliches Plus an Sicherheit. Mit D-Rainclean bekommen diese ein definiertes und zugelassenes System für den professionellen Umgang mit belastetem Niederschlagswasser an die Hand. 9

10 D-Rainclean die Einsatzmöglichkeiten 1) Schnitt A-A ) Schnitt Draufsicht ø 100 A A Schnitt ca Substrat Substrat ca. 50 mm Splitt 2/5 oder 3/8 400 Draufsicht 500 4) Schnitt 360 2) Substrat ca. 470 ca. 50 mm Splitt 2/5 oder 3/8 ca. 470 Substrat hr 400 br Rohr-Kies-Rigole Draufsicht 5) Schnitt 360 ca. 500 Substrat ca. 470 ca. 50 mm Splitt 2/5 oder 3/8 Technische Änderungen vorbehalten. 10

11 Legende Pflaster Notüberlauf Notüberlauf Asphalt D-Rainclean, offen D-Rainclean, geschlossen Bepflanzung 27,5 m 17,5 m D-Rainclean mit Gussabdeckung D-Rainclean offen D-Rainclean offen Hochbord auf Lücke gesetzt 5,0 m 5,0 m R 1,5 m 11,0 m 5,0 m 24,0 m 5,0 m Beispiel für die Entwässerung eines Parkplatzes Abb. 1/2: D-Rainclean -Sickermulde ohne/mit Abdeckung Abb. 3: D-Rainclean -Sickermulde mit Hochbord Die Abgrenzung von D-Rainclean mit einem Hochbord bietet sich zum Beispiel auch zwischen Parkplatzreihen an. Abb. 4: D-Rainclean -Sickermulde mit HS -Teilsickerrohr Die Kombination mit HS -Teilsickerrohren schafft die Voraussetzung, dass das D-Rainclean -System auch in Böden mit geringer Wasserdurchlässigkeit eingebaut werden kann. Abb. 5: D-Rainclean -Sickermulde mit Abdeckung Befahrene Flächen sind Einsatzgebiete für den Einbau der Sickermulde mit einer Gussabdeckung (500 mm x 360 mm). Sie ist mit einem Gussrahmen ausgestattet und für die Belastungsklasse D/400 kn geeignet. Flächenberechnungsbeispiel Bei einer Parkplatzfläche von 900 m 2 (A red = 620 m 2 ) das ist ausreichend für etwa 38 Pkw-Stellplätze sowie angenommenen Regendaten für Berlin (n = 1,0 a -1 ) werden rund 72 m D-Rainclean -Mulden benötigt. Davon hier 27 m in einer geschlossenen Ausführung mit Gussabdeckung für die Belastungsklasse D/400 kn und 45 m offene Mulden. Die Materialkosten belaufen sich bei dieser Ausführungsvariante auf rund Euro (zzgl. ges. MwSt.). Im Gegensatz zur Entwässerung über das kommunale Kanalnetz die wirtschaftlichere Lösung! Weitere Vorteile der D-Rainclean -Lösung: Entlastung der Kanäle und der Kläranlage geringerer Wartungsaufwand das Regenwasser wird vor Ort versickert Verbesserung der Grundwasserneubildung. Unter Berücksichtigung der verschiedenen Komponenten wie einem Ölabscheider, einem Schlammfang, einem Prüfschacht, Entwässerungsrinnen, Rohrleitungen etc., addieren sich die Kosten auf ca Euro (zzgl. ges. MwSt. und der Oberflächenabwassergebühr sofern in der Satzung verankert). 11

12 D-Rainclean die Sonderlösungen Eco-Bodenfilter Mit dem ECO-Bodenfilter, einer Kombination aus Betonbehälter und D-Rainclean -Substrat, stellt die Betonwerk B. Müller GmbH, Achern, dem Markt eine professionelle Lösung für den Umgang mit Niederschlagswasser auf bebauten Grundstücken zur Verfügung. Das gemeinsam mit Funke entwickelte System besteht aus einem runden Betonkörper im Nennweitenbereich von DN 1500 bis DN 2500, der neben einem Zu- und Ablauf mit einer Prallplatte, einem Vlies sowie dem D-Rainclean -Substrat ausgestattet ist. In Verbindung mit einer Zisterne oder D-Raintanks eignet sich der ECO-Bodenfilter sowohl zur Regenwasserbewirtschaftung und -versickerung als auch zur Regenwasserbehandlung. Nicht nur diese Eigenschaften machen das neue System für Architekten und Bauherren zu einer interessanten Alternative. Es lässt sich auch unter gestalterischen Aspekten gut integrieren und im Gegensatz zu einer herkömmlichen Rigole oder Mulde ist der Platzbedarf des ECO-Bodenfilters äußerst gering. Ein wichtiger Aspekt in Bezug auf die Größe des Baugrundstückes und weiterhin steigender Grundstückspreise. DB Deutsche Bahn AG Auch die Deutsche Bahn AG setzt das D-Rainclean -System bereits erfolgreich ein. Zum Beispiel im Rahmen des Ausbaus der Gleisstrecke zwischen München und Augsburg oder bei Bauarbeiten im bayerischen Germerswang. In beiden Fällen wird im Auftrag der DB Netz AG kontaminiertes Aushubmaterial auf einer versiegelten Bereitstellungsfläche zwischengelagert. Die auf diese Flächen fallenden Niederschläge werden in einem Absetzbecken gesammelt und über einen Pumpenschacht bzw. eine Druckleitung in einen Verteilerschacht geleitet. Von hier aus gelangt das Niederschlagswasser in das D-Rainclean -System. Im Substrat wird das mit unterschiedlichsten Schadstoffen angereicherte Niederschlagswasser vor dem Erreichen des Grundwassers durch Filtration, Adsorption und Einlagerung, Ionenaustausch, Fällung und durch biologischen Abbau so weit gereinigt, dass es die hohen gesetzlichen Anforderungen des Boden- und Gewässerschutzes erfüllt. Funke Kunststoffe GmbH Siegenbeckstraße 15 D Hamm-Uentrop Tel.: +49 (0) Fax: +49 (0) Hinweis Weitere Informationen zu D-Rainclean finden Sie in unserer Broschüre Technische Informationen, die Sie bei uns anfordern können. 12 Technische Änderungen vorbehalten.