Gutachterliche Stellungnahme

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1 DIPL.-ING. (FH) FÜR WASSERWIRTSCHAFT, DIPL.-ÖK. UWE HALBACH ÖFFENTLICH BESTELLTER UND VEREIDIGTER SACHVERSTÄNDIGER FÜR ABWASSERBESEITIGUNG Auszug mit freundlicher Genehmigung von Andreas Stausberg envia AQUA GmbH Geschäftsführung AZV Nebra Betriebsführung AZV Laucha - Bad Bibra Gutachterliche Stellungnahme Erörterung möglicher Ursachen von Überschreitungen der Überwachungswerte des Ablaufes der Pflanzenkläranlage Krawinkel Auftraggeber: Abwasserzweckverband Laucha-Bad Bibra Schlosshof Nebra Ausfertigung: Internet gez. Uwe Halbach Gutachter Werdau, 26. Juli 2006 BESTELLT VON DER IHK SÜDWESTSACHSEN CHEMNITZ PLAUEN ZWICKAU SCHLOSSSTRASSE WERDAU TEL. ( ) 5266, FAX ( ) BOX@INSTITUT-HALBACH.DE INTERNET: 1

2 1 Trinkwasserverbrauch Der Tabelle 1 ist zu entnehmen, daß der Trinkwasserverbrauch der Bürger von Krawinkel im Durchschnitt 78 l/ed beträgt. Im Allgemeinen wird der Abwasseranfall dem Trinkwasserverbrauch gleichgesetzt zuzüglich einer gewissen Fremdwassermenge von 20 % oder abzüglich eines Abwasserverlustes durch Versickerung infolge schadhafter Abwasserrohre. Welche Abwassermenge tatsächlich auf der Kläranlage ankommt ist nur schätzungsweise mit ± 20 % bekannt. Dieser Fehler zieht sich natürlich durch alle folgenden Kalkulationen. Grundsätzlich ist man gewohnt allen Konzentrationsbewertungen auf eine Trinkwassermenge (Abwassermengen) im ländlichen Raum von 150 l/ed zu unterstellen. Wenn aber die Trinkwassermenge nur 50 % jener beträgt, mit der im technischen Regelwerk seit gut 50 Jahren gerechnet wird, dann muß das erhebliche Konsequenzen haben. Zum einem steigen die gewohnten Zulaufkonzentrationen um das doppelte, zum anderen müssen die Kläranlagen auch mehr leisten. Dafür sind sie aber in aller Regel nicht ausgelegt und es fehlen auch die Erfahrungen, um sicher das Leistungsvermögen von Kläranlagen beurteilen zu können, die nun noch die halbe Abwassermenge aber die gleiche Last zu verarbeiten haben. Jahr Einwohner Stichtag des Jahres Abwasseranfall abgerechnet in Verbrauchsabrechnung E m³/a m³/ea l/ed , , , , , Mittelwert 2109,2 28, Tabelle 1: Trinkwasserverbrauch lt. Stausberg [3] - Anlage 1 1

3 2 Bewertung der Zulaufkonzentrationen Abwasserlast nach Literaturangaben Der Tabelle 2 sind Belastungsangaben zu entnehmen, mit denen normalerweise gerechnet wird sofern keine Meßergebnisse vorliegen. Im ländlichen Raum dagegen kann auch durchaus noch mit einem Abwasserlastwert von 54 g BSB 5 /Ed gerechnet werden (Tabelle 3). Tabelle 2: theoretische Abwasserlast nach Kennziffern Nach Seite 69 im IMHOFF [5] (1939) beträgt der BSB g /m³, wobei mit einem spezifischen Abwasseranfall von 150 l/ed gerechnet wird. Zu den gleichen Ergebnissen kommt auch RANDOLF [6]. Er schreibt 1974: "Der Einwohnerlastwert kann als wichtiger Bemessungsparameter für biologische Kläranlagen angesehen werden. Neuere Untersuchungen haben eine Schwankungsbreite von 40 bis 79 g/ed gezeigt. Als brauchbarer Mittelwert kann immer noch die Zahl 54 g/ed empfohlen werden." Mit der Einführung der a.a.r.d.t war in den NBL 60 g/ed zu wählen, sofern keine Meßergebnisse vorliegen. 2

4 Nach Taschenbuch der Stadtentwässerung Karl und Klaus Imhoff 27. Aufl. (1990) S. 104 Nach A 131 (1,5 h) Mineralische Stoffe Organische Stoffe Gesamt = Mineralische Stoffe + Organische Stoffe BSB5 der Fraktionen MS OS TS - Nach 1,5 h Absetzbare Stoffe 20 g/ed 30 g/ed 50 g/ed 20 g/ed Vorklärzeit für die Nicht absetzbare Bemessung der Stoffe 5 g/ed 10 g/ed 15 g/ed 10 g/ed biologischen Stufe. Gelöste Stoffe 75 g/ed 50 g/ed 125 g/ed 30 g/ed Gesamt 100 g/ed 90 g/ed 190 g/ed 60 g/ed 40 g/ed Nach Kanalisation und Abwaserbehandlung Randolf 1974, Seite 124 Mineralische Stoffe Organische Stoffe Gesamt = Mineralische Stoffe + Organische Stoffe BSB5 der Fraktionen Zunahme nur beim BSB 5 (1990 minus 1974) MS OS TS - Absetzbare Stoffe 20 g/ed 40 g/ed 60 g/ed 19 g/ed 5,3% Nicht absetzbare Stoffe 10 g/ed 20 g/ed 30 g/ed 12 g/ed -16,7% Gelöste Stoffe 50 g/ed 50 g/ed 100 g/ed 23 g/ed 30,4% Gesamt 80 g/ed 110 g/ed 190 g/ed 54 g/ed 11,1% Tabelle 3: Vergleich unterschiedlicher Lastannahmen 3

5 5 2.2 Ausgewählte Primärdaten Die Tabelle 4 vermittelt einen Eindruck von der Höhe des CSB im Anlagenzulauf. Die Konzentrationen weiterer Parameter sind der Anlage 1 zu entnehmen. Zulauf Datum CSB Donnerstag 1954 mg/l Mittwoch 1547 mg/l Mittwoch 1739 mg/l Mittwoch 809 mg/l Dienstag 888 mg/l Donnerstag 794 mg/l Donnerstag 3631 mg/l Mittelwert Dienstag 1749 mg/l 1639 mg/l Tabelle 4: Zulaufwerte nach STAUSBERG [3] Der Zulauf-CSB entspricht in Krawinkel dem 1,7-fachen Zulauf-BSB Tageszeitbedingte Abweichungen Im Rahmen der bisherigen Anlagenbewertung wurde versucht die außergewöhnlich hohen CSB-Werte im Zulauf der PKA zu erklären. Bei den Analysen handelt es sich aber um wenig aussagefähige Stichproben mit eher zufälligen Ergebnissen. Sie erlauben keine Wertung hinsichtlich verdeckter (verbotener oder unzulässiger) Abwasserzuläufe. Das Diagramm 1 vermittelt einen grundsätzlichen Eindruck von der Schwankung der BSB 5 -Zulaufkonzentration zur Kläranlage - hier am Beispiel einer Stadt mit Einwohnern. Bekannt ist, daß derartige Schwankungen um so extremer ausfallen, je kleiner die betreffende Gemeinde ist. 4

6 200% 180% 160% 140% Prozent des Mittelwertes 120% 100% 80% 60% 40% 20% 20 0% Uhrzeit Diagramm 1: beispielhafte Schwankungen der BSB 5 - Konzentration im Tagesverlauf (4.300 E Stuttgart-Büsnau aus [4]) Aus dem Diagramm 1 ist ablesbar, daß es in der Beispielgemeinde zwischen 7:00 Uhr und 8:00 Uhr ein Maximum gab und daß die Konzentration zwischen 11:00 Uhr und 12:00 Uhr in ein Minimum fällt, um dann 13:30 Uhr ein zweites kleineres Maximum zu erreichen. Bemerkenswert ist, daß das Diagramm 2 eine ähnliche Tendenz für Krawinkel erkennen läßt. In dem Diagramm wurden die Zulaufkonzentrationen nach der Uhrzeit der Probenahmen sortiert. Das Ergebnis kann natürlich auch Zufall (geringe Datenmenge) sein. Tatsache ist aber, daß gerade im ländlichen Raum nicht nur die CSB-Zulaufkonzentration, sondern alle Abwasserinhaltsstoffe einer Ganglinie mit mehreren extremen Maxima und Minima unterworfen sind. 5

7 4000 mg/l 3500 mg/l 3000 mg/l CSB Zulauf in mg/l 2500 mg/l 2000 mg/l 1500 mg/l 1000 mg/l 500 mg/l 0 mg/l 08:00 10:50 11:15 11:30 12:10 14:00 14:25 Uhrzeit Diagramm 2: CSB-Zulaufkonzentration in Krawinkel sortiert nach der Uhrzeit der Probenahme Unter der Annahme, daß der tatsächliche Mittelwert der CSB-Konzentration etwa um die Mittagszeit auftritt (Diagramm 1) würde er nach Diagramm 2 um mg/l liegen. Um die Probe auf Exempel zu machen: Kalkuliert man einen Trinkwasserverbrauch von 77 l/ed zuzüglich 20 % Fremdwasser (92,4 l/ed) und eine CSB-Fracht 1 von 92 g /Ed. So läßt sich leicht eine durchschnittliche Konzentration von mg CSB/l ausrechnen, was der Kalkulation von mg /l nach Diagramm 1 und Diagramm 2 ja nahekommt. Endgültige Klarheit ist aber nur zu bekommen, wenn die Zulauflast der Kläranlage mehrere Tage lang ermittelt wird. Vor dem Hintergrund des niedrigen Trinkwasserverbrauches erscheinen die hohen CSB-Zulaufwerte also sehr plausibel. 50 Ohne vermuteten Fremdwassereinfluß müßte der Zulauf-CSB noch höher ausfallen. Es ist natürlich naheliegend, bei derartig hohen Zulaufkonzentrationen im Abwasser (Anlage 1) unzulässige Abwassereinleitungen zu vermuten. Als recht sicher dürfte aber gelten, daß diese Zulaufkonzentrationen allein durch den recht niedrigen spezifischen Trinkwasserverbrauch verursacht werden g CSB/Ed = 54 g BSB 5 /Ed * 1,7 6

8 Quellen- und Literaturverzeichnis [1] Brix, J. u.a. Die Stadtentwässerung in Deutschland Jena, Gustav Fischer 1934 (S. 181 ff.) [2] Gürschner, u.a. Der städtische Tiefbau 4. Auflage Verlag von B.G. Teubner in Leipzig und Berlin 1921 (S. 137) [3] Staußberg, A. Schriftsatz des Geschäftsführers vom envia AQUA GmbH Geschäftsführung AZV Nebra Betriebsführung AZV Laucha Bad Bibra [4] Krauth, K. Der Abfluß und die Verschmutzung in des Abflusses in Mischwasserkanalisationen bei Regen in Pöpel Lehrbuch der Abwassertechnik und Gewässerschutz [5] Imhoff, K. Taschenbuch der Stadtentwässerung 8. Auflage München und Berlin 1939 R. Oldenburg Verlag [6] Randolf, R. Kanalisation und Abwasserbehandlung VEB Verlag für Bauwesen Berlin; 1974 [7] N.N. Lehr- und Handbuch der Abwassertechnik Band IV: Biologisch-chemische und weitergehende Abwasserreinigung Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften Berlin, 3. überarbeitete Auflage, Anlagenverzeichnis Anlage 1 Zuarbeit der envia AQUA GmbH vom , Verfasser: Andreas Stausberg, Geschäftsführer 7