Fremdwasser Erläuterung der Eingangsparameter, Erfahrungen mit dem Auswerteprogramm, Interpretation der Ergebnisse DI Thomas Ertl Uni für Bodenkultur Wien, Inst. f. Siedlungswasserbau 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-1-
Rückblick Vorstellung der Methode Gleitendes Minimum zur Berechnung des Fremdwasseranteils im ARA-Zulauf bei KAN Sprechertagung 2006 Auswerteprogramm (modifizierte DWA Excel-Datei) und Anleitung (Begleitschreiben) wurde allen Sprechern im Frühjahr 2007 zugeschickt (& als Download auf www.kan.at zur Verfügung gestellt) Erklärung bei jeweiligen KAN-Tagen durch Sprecher Auswertung mit eigenen Daten von 2006 auf den Kläranlagen Weiterleitung (direkt, Sprecher, Betreuer) der ausgefüllten Dateien per Email an den Autor Zusammenfassung der Erfahrungen und Ergebnisse im folgenden Beitrag 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-2-
Inhalt Methode Gleitendes Minimum - Erläuterung der Eingangsparameter Schmutzwassermenge Erfahrungen mit dem Auswerteprogramm (Excel-Datei) Auswertung des Rücklaufes Modifikationen Interpretation der Ergebnisse 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-3-
Methode des Gleitenden Minimums Bei Kläranlagen mit automatischer Durchflussmessung Annahme: Schwankungen des Fremdwasserabflusses resultieren aus langsamen Schwankungen des Grundwasserspiegels; schnelle Veränderungen nur durch den oberflächlichen Regenabfluss mathematischer Filter Für jeden Tag wird der Trockenwetterzufluss dem minimalen Tagesabfluss aus den letzten 21 Tagen gleichgesetzt. Es ist dabei für das Ergebnis unerheblich ob anstelle der zurückliegenden 21 Tage die folgenden 21 Tage betrachtet werden. 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-4-
Alle grün hinterlegten Felder bitte ausfüllen! Fremdwasserbestimmung mit Gleitendem Minimum Kläranlagenname: ARA Beispiel Untersuchungsjahr: 2006 Kalendertage im Untersuchungsjahr: 365 Eingabe Formular Alle hellgrün hinterlegten Felder nur bei Bedarf ändern! (für Kläranlagen mit automatischer Durchflussmesseinrichtung) Stand: 26.02.2007 Für den jährlichen Schmutzwasserabfluss wurde angesetzt: Kommunaler Anteil: m³/a TWV Verlustfaktor [m³/a] A1:TW-Verbrauch 0 0,9 0 oder E l/e.d *365/1000 -> m³/a jährlicher Schmutzwasserabfluss [m 3 /a]: 273.237 A2: E * l/e.d 4567 120 200035 Industrieller Anteil: m³/a Ergebnis FWA [%]: 19,5 B1 73202 73202 Ergebnis JTWM [m³/a]: 339.225 oder B2 0 0 Fremdwasserabfluss [m³/a]: 66.123 Summe jährlicher Schmutzwasserabfluss [m³/a] 273237 Maximum: Mittelwert: Minimum: 4263 49 8,66 40,68 13,90 61,61 22,56 1400 16 8,66 7,55 2,10 19,49 10,76 713 8,25 8,66 0,00 0,00 0,00 8,66 lfd. Nr. [ - ] täglicher Abfluss Q d [m 3 /d] - Einheitliches Vorgehen durch ein Formular. - Grüne Bereiche: Eingabefelder - Hellgrüne Felder bei Bedarf zu ändern - Rote Bereiche: Ergebnisse Fremdwasseranteil Jahresschmutzwassermenge 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-5- Rechengröße Q F,d + Q R,d [l/s] täglicher Fremdwasserabfluss Q F,d [l/s] Fremdwasseranteil FWA [%] täglicher Trockenwetterabfluss QT,d [l/s] täglicher Schmutzwasser- Datum Wetter täglicher [ - ] [ - ] Abfluss Q d [l/s] abfluss Q S,d [l/s] 1 01.01.2006 2993 34,64 8,66 25,98 2,10 19,49 10,76 2 02.01.2006 3407 39,43 8,66 30,77 2,10 19,49 10,76 3 03.01.2006 4263 49,34 8,66 40,68 2,10 19,49 10,76 4 04.01.2006 4067 47,07 8,66 38,41 2,10 19,49 10,76 5 05.01.2006 4261 49,32 8,66 40,66 2,10 19,49 10,76
Schmutzwassermenge Berechnung aus Messung A1/B1 oder Schätzung A2/B2 Rädchen mit dem der FWA zu beeinflussen ist Saisonaler Schmutzwasseransatz möglich (sh. hinten) Für den jährlichen Schmutzwasserabfluss wurde angesetzt: Kommunaler Anteil: m³/a TWV Verlustfaktor [m³/a] A1:TW-Verbrauch 0 0,9 0 oder E l/e.d *365/1000 -> m³/a A2: E * l/e.d 4567 120 200035 Industrieller Anteil: m³/a B1 73202 73202 oder B2 0 0 Summe jährlicher Schmutzwasserabfluss [m³/a] 273237 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-6-
Auswirkung SW-Ansatz Variation SW-Anfall pro Einwohner ARA Bsp. l/e.d FWA [%] Handlungsbedarf 120 22 keiner ländlich 100 34 Verminderung 70 54 Sanierung 180 14 keiner städtisch 150 27 Verminderung 120 41 Verminderung 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-7-
Ergebnis Diagramm 60,00 Fremdwasserbestimmung mit Gleitendem Minimum - KAN ÖWAV ARA Beispiel Untersuchungsjahr: 2006 Ergebnis FWA [%]: 19,5 täglicher Abfluss Qd [l/s] täglicher Trockenwetter-abfluss QT,d [l/s] täglicher Schmutzwasser-abfluss QS,d [l/s] täglicher Fremdwasser-abfluss QF,d [l/s] 50,00 40,00 Abfluss [l/s] 30,00 20,00 10,00 0,00 01.01.2006 + einfach, einheitlich und schnell. 31.01.2006 03.03.2006 02.04.2006 03.05.2006 02.06.2006 Datum + Ausgabe einer Fremdwasserganglinie über das Jahr im Diagramm. + subjektiver Wetterschlüssel wird nicht verwendet. + auch bei kleinen EZG mit Pumpwerken und sehr großen EZG anwendbar. 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-8- 03.07.2006 02.08.2006 02.09.2006 02.10.2006 02.11.2006 02.12.2006 02.01.2007
Rücklauf Auswertung: jede Datei kontrolliert Von 66 Kläranlagen Datei erhalten 1 war nicht verwendbar 1 war dezidiert Trennsystem (Telefonat) 64 ausgewertet; Annahme: vorwiegend Mischsystem Verteilung nach EW-Ausbau 13 ARAs bis 5.000 EW 22 ARAs > 5 bis 20.000 EW 20 ARAs >20 bis 50.000 EW 9 ARAs > 50.000 EW 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-9-
16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-10- Eingabedaten Kommunales Schmutzwasser A1: 27 ARAs: TW-Verbrauch A2: 34 ARAs: 80-200 l/e.d A1 + A2 gemischt: 3 ARAs Saisonaler SW-Ansatz (Monatsweise) bei einigen (Tiroler) Anlagen Industrieanteil: B1: 11 ARAs, B2: 6 ARAs 4% - 56% Anteil am SW
Erfahrungen aus Rücklauf Eignung und Grenzen der Methode Gleitendes Minimum / Modifikationen Methode eignet sich als erste grobe Analyse für Fremdwasser, das vorwiegend aus Grundwasser kommt bei dominanten Indirekteinleitern (ca. >30% SW-Anteil) sollten aus Auswertung herausgenommen werden - bei den Tages- Zulaufwerten und beim jährlichen Schmutzwasseranfall - sonst verfälschte Ergebnisse sh. folgendes Bsp. Auswertezeitraum > 1 Jahr / saisonaler SW-Ansatz bei saisonal belasteten ARAs sinnvoll sh. Bsp. aus Tirol Trennsysteme FW = Zulauf Schmutzwasser, brauche dafür Methode nicht Zusatzinfo durch Trennung in FW aus Grundwasser und von Oberflächen (Fehlanschlüsse) möglich sh. erweiterte Musterdatei 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-11-
Auswertung für Trennsysteme Untersuchungsjahr: 2006 Kalendertage im Untersuchungsjahr: 365 jährlicher Schmutzwasserabfluss [m 3 /a]: 476.930 Ergebnis FWA aus GW von JTWM [%]: Ergebnis JTWM [m³/a]: Fremdwasserabfluss aus GW [m³/a]: Gesamtzufluss Kläranlage [m³/a]: Ergebnis FWA aus GW von Gesamtzufluss: Fremdwasserabfluss aus RW [m³/a]: Ergebnis FWA aus RW von Gesamtzufluss: Fremdwasserabfluss aus RW+GW [m³/a]: Ergebnis FWA aus GW+RW von Gesamtzufluss: 21,8 609.931 133.107 894.975 Erweiterung 15% für 285.044 Trennsysteme!!! 32% 418.045 47% 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-12-
Auswertungszeitraum > 1 Jahr Fremdwasserbestimmung mit Gleitendem Minimum - KAN ÖWAV "lt. ARA": täglicher Abfluss Qd [l/s] 90 Untersuchungsjahr: 2006 Ergebnis FWA [% ]: 26,7 "lt. Tab. rechts oben": täglicher Schmutzw asser-abfluss QS,d [l/s] "gleitendes Min.": täglicher Fremdw asser-abfluss QF,d [l/s] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 01.10.05 31.10.05 01.12.05 31.12.05 31.01.06 02.03.06 02.04.06 02.05.06 02.06.06 02.07.06 02.08.06 01.09.06 02.10.06 01.11.06 [ l/s ] 02.12.06 01.01.07 01.02.07 03.03.07 03.04.07 Datum 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-13- abgeändert für Tirol, Frühjahr 2007, durch St. WILDT, ATLR
Saisonaler SW-Ansatz Fremdwasserbestimmung mit Gleitendem Minimum - KAN "lt. ARA": täglicher Abfluss Qd [l/s] 90 Untersuchungsjahr: 2006 Ergebnis FWA [%]: 20,2 "lt. Tab. rechts oben": täglicher Schmutzwasser-abfluss QS,d [l/s] "gleitendes Min.": täglicher Fremdwasser-abfluss QF,d [l/s] 80 70 60 50 40 30 20 10 0 01.10.05 31.10.05 01.12.05 31.12.05 31.01.06 02.03.06 02.04.06 02.05.06 02.06.06 02.07.06 02.08.06 01.09.06 02.10.06 01.11.06 [ l/s ] 02.12.06 01.01.07 01.02.07 03.03.07 03.04.07 Datum 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-14- abgeändert für Tirol, Frühjahr 2007, durch St. WILDT, ATLR
90 Schneeschmelze Wetterschlüssel: 0 = trocken; 1 = Regen; 2 = Gewitter mit Starkregen; 3 = Schneeschmelze) "lt. ARA": täglicher Abfluss Qd [l/s] "lt. Tab. rechts oben": täglicher Schmutzwasser-abfluss QS,d [l/s] "gleitendes Min.": täglicher Fremdwasser-abfluss QF,d [l/s] "Schmutz+fremd" täglicher Trockenwetter-abfluss QT,d [l/s] 4 80 70 3 60 50 40 30 20 10 0 01.10.05 31.10.05 01.12.05 31.12.05 31.01.06 02.03.06 02.04.06 02.05.06 02.06.06 02.07.06 02.08.06 01.09.06 [ l/s ] 02.10.06 01.11.06 02.12.06 01.01.07 01.02.07 03.03.07 03.04.07 2 1 Wetterschlüssel: 0 Datum16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-15-
Bsp.: 45% Indirekteinleiteranteil Fremdwasserbestimmung mit Gleitendem Minimum - KAN ÖWAV Untersuchungsjahr: 2006 Ergebnis FWA [%]: 51,0 täglicher Abfluss Qd [l/s] täglicher Trockenwetter-abfluss QT,d [l/s] täglicher Schmutzwasser-abfluss QS,d [l/s] täglicher Fremdwasser-abfluss QF,d [l/s] Abfluss [l/s] 01.01.2006 31.01.2006 03.03.2006 02.04.2006 03.05.2006 02.06.2006 03.07.2006 02.08.2006 02.09.2006 02.10.2006 02.11.2006 02.12.2006 02.01.2007 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-16- Datum
Gleiches Bsp.: Indirekteinleiter abgezogen Fremdwasserbestimmung mit Gleitendem Minimum - KAN ÖWAV Untersuchungsjahr: 2006 Ergebnis FWA [%]: 65,6 täglicher Abfluss Qd [l/s] täglicher Trockenwetter-abfluss QT,d [l/s] täglicher Schmutzwasser-abfluss QS,d [l/s] täglicher Fremdwasser-abfluss QF,d [l/s] Abfluss [l/s] 01.01.2006 31.01.2006 03.03.2006 02.04.2006 03.05.2006 02.06.2006 03.07.2006 02.08.2006 02.09.2006 02.10.2006 02.11.2006 02.12.2006 02.01.2007 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-17- Datum
Interpretation der Ergebnisse Repräsentativität des Rücklaufs gering: 64 ARAs <10% aller ARAs in Ö., aber??% der Mischsysteme Kein Handlungsbedarf: 23 ARAs (36%) mit < 25% FWA (< 34% FWZ) Maßnahmen zur Verminderung anstreben: 32 ARAs (50%) von 25% - 50% FWA (< 100% FWZ) Akuter Handlungsbedarf: 7 ARAs (11%) von 51% bis 67% FWA 2 ARAs ( 3%) mit > 67% FWA (> 200% FWZ) Saisonales Fremdwasseraufkommen FW-Spitzen im April bei 30 ARAs; bei 8 zus. im Sept. ABER: Wetterschlüssel lässt im März-April Schneeschmelzen > 3 Wochen erkennen (Tirol) Methode wertet Schneeschmelze als GW-Infiltration!!! 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-18-
Interpretation der Ergebnisse Schlußfolgerung Schmutzwasseranfall bleibt Knackpunkt Methode geeignet für einen Richtwert des FWA Korrekturen notwendig bei längeren Schneeschmelzen/ Regenperioden Wetterschlüssel verwenden! teilweise Misch- und teilweise Trennsystem im EZG einer ARA Regenfremdwasser aus Trennsystem wird weggefiltert, aber GW-Infiltrationsanteil bleibt berücksichtigt! Teilgebietsauswertung für Eruierung Fehlanschlüsse 16. ÖWAV KAN- Sprechertagung 2007-19-