In unserem neuesten Forschungsvorhaben DeWaResT [1]setzen wir ganz auf Nature Based Solutions (NBS), um gebrauchtes Wasser aus Haushalten wieder verwendbar zu machen. Schon lange ist es ein Ärgernis, dass hochwertiges Trinkwasser erst für die Toilettenspülung genutzt wird und am Ende teils über lange Leitungen zur Kläranlage gepumpt werden muss. Danach steht es dem lokalen Wasserhaushalt nicht mehr zur Verfügung und führt mehr oder weniger gut gereinigt zu einer unvermeidbaren und bei geringer werdenden Abflüssen größer werdenden chemischen Belastung der Gewässer. Dabei ist bereits jetzt deutlich, dass durch die steigenden Temperaturen der Wasserverbrauch in der Landschaft stark ansteigt. Gleichzeitig fallen in einigen Regionen Brandenburgs weniger Niederschläge. Dadurch sinken die Grundwasserspiegel und Seen und Fließgewässer trocknen aus.

Gemäß der Europäischen Richtlinie 91/271/EWG und der Brandenburgischen Kommunalabwasserverordnung (§7 BbgKAbwV) soll deshalb die Wasserentnahme aus den natürlichen Vorkommen reduziert und gereinigtes Abwasser nach Möglichkeit wiederverwendet werden. An die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser in der Landwirtschaft werden aber hohe Anforderungen zum Schutz der Umwelt und der Produkte gestellt. Es wird geschätzt, dass das in dezentralen Sammelgruben erfasste Abwasser in Brandenburg bis zu 20% des Bewässerungsbedarfs in der Landwirtschaft decken könnte, wenn es entsprechend dezentral gereinigt würde. Die Europäische Verordnung zur Wasserwiederverwendung (EU-Wasser-WVVO) regelt in Zukunft die Anforderungen an Reinigung und Überwachung.

Der Beitrag unseres Forschungsvorhabens besteht darin, solche dezentralen Wasserkreisläufe zu ermöglichen. Hierzu werden Pflanzenkläranlagen verfahrenstechnisch optimiert und nach Bedarf mit weiteren Reinigungsstufen kombiniert. Derartige Bewachsene Bodenfilter sind aufgrund ihres einfachen und robusten Betriebs besonders für die dezentrale Anwendung geeignet. Durch integrierte Stufen sollen Keime und Spurenstoffe weitergehend entfernt werden.

Der neuartige Bodenfilter ist kompakt und kommt mit einer sehr geringen Fläche aus. Zwei Pilotanlagen in Brandenburg dienen der Optimierung und Weiterentwicklung. Die Anlage Pehlitzwerder dient dem Nachweis der Anwendbarkeit auf einem entfernt gelegenen Naturcampingplatz mit sehr hohen Anforderungen an den Naturschutz mitten im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin. Die zweite Anlage behandelt reguläres Haushaltsabwasser. Nach Abschluss der Untersuchungen in 2023 und Auswertung der Ergebnisse soll dieser neue Typ von Pflanzenkläranlagen für zukünftige dezentrale Anwendungen zur Verfügung stehen. Damit soll die Lücke in der land(wirt)schaftlichen Wasserwiederverwertung geschlossen werden.

Diese Forschung wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Fördermaßnahme „KMU-innovativ“, Technologiefeld „Ressourceneffizienz und Klimaschutz“, Anwendungsbereich „Nachhaltiges Wassermanagement“. Projektpartner ist das KWB Kompetenzzentrum Wasser gGmbH, Berlin.

Weitere Informationen: Heribert Rustige

[1] Dezentrale Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung für Regionen mit saisonalem Trockenstress

Bei dem Berliner Kinder- und Jugendzirkus CABUWAZI ist der Klimawandel und seine Folgen allgegenwärtig. Dies ist an den sechs Standorten in der Stadt besonders deutlich zu spüren. Die großen Zirkuszelte heizen sich im Sommer stark auf, genauso wie die Zirkuswagen und -container an den jeweiligen Standorten. Aus diesem Grund wurde AKUT bereits 2021 mit einer Machbarkeitsstudie für Maßnahmen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels beauftragt. Die Studie wurde mit Mitteln des BMU im Rahmen des Förderprogramms für „Klimaanpassung in sozialen Einrichtungen“ (Laufzeit 2020 – 2023) gefördert. Die Arbeitsergebnisse an der die Kinder und Jugendlichen sowie die vor Ort arbeitenden Zirkustrainer beteiligt waren, wurden in einer Ausstellung zusammengefasst, die nun von Standort zu Standort wandert.

Das Wort Klimawandel ist zu einem ständig wiederkehrenden Begriff geworden. Nicht zuletzt durch die Schülerdemonstrationen von Fridays for Future, die es geschafft haben, die Erkenntnisse aus der Wissenschaft und damit verbundenen Handlungsbedarf auf die politische Tagesordnung zu setzten. Die Kinder und Jugendlichen erleben hautnah, wie sich die Folgen des Klimawandels in sommerlichen Hitzeperioden in der Stadt anfühlen.

Was genau der Klimawandel ist und wie er funktioniert ist aber nicht allen Kinder- und Jugendlichen sowie Erwachsenen klar. Aus diesem Grund entstand der Wunsch, im Rahmen einer Wanderausstellung über die Thematik zu informieren. In drei Themenbereichen untergliedert, wird auf neun Postern im globalen als auch lokale Maßstab der Klimawandel und seine Folgen erklärt. Die drei Poster des ersten Blocks erklären, die Entstehung des Klimawandels und wie er sich weltweit und in Berlin auswirkt. Darauffolgend werden die spannendsten Ergebnisse der CABUWAZI-Klimaumfrage ausgewertet. Diese wurde im Februar 2022 unter den regelmäßigen Besuchern der Zirkusangebote durchgeführt und von über 100 Teilnehmenden ausgefüllt. Wünsche und Ideen, die dabei aufgekommen sind, wurden in den Maßnahmenkatalog zur Reduzierung der Klimafolgen bei CABUWAZI aufgenommen. Diese werden im letzten Teil der Posterausstellung skizzenhaft vorgestellt und erläutert.

Download: Poster Ausstellung

Die Mitarbeiter*innen von AKUT Umweltschutz Ingenieure haben vier Jahre lang in Berlin auf dem Forschungsschiff „Hans Wilhelm“ die Behandlung von Spreewasser untersucht. Nun stellte Heribert Rustige die Ergebnisse auf der Pressekonferenz des Vereins Flussbad Berlin e.V. vor. Der Verein hatte AKUT 2017 damit beauftragt, biologische Filter für die Verbesserung der Badewasserqualität im Spreekanal zu prüfen. Dazu wurde das Forschungsschiff an den Standort des geplanten Wasserfilters auf Höhe des ehemaligen Staatsratsgebäudes in der Berliner Innenstadt gelegt. Hier wurde es von zahlreichen Touristen und Berliner*innen aufmerksam beobachtet und das Team von AKUT musste viele Fragen zum Baden in der Spree beantworten. Der vorliegende Bericht fasst die wichtigsten Antworten zusammen.

Mit Hilfe der Wasseruntersuchungen wurde festgestellt, dass sich die Wasserqualität im Spreekanal während des Untersuchungszeitraums bereits kontinuierlich verbesserte. Dies gilt besonders für die abnehmenden Schwebstoffgehalte, die eine Erhöhung der Sichttiefe im Spreekanal bewirkten. Dieser Trend bestätigte sich im Vergleich mit langjährigen Datenreihen der Spree und lässt auf bereits erfolgreiche Gewässerschutzmaßnahmen in der Stadt schließen. Vor diesem Hintergrund und aufgrund der erprobten Filtervarianten kann das Reinigungskonzept voraussichtlich mit einem um 2/3 verkleinerten Filter realisiert werden.

An Hand der gemessenen, kurzzeitig erhöhten Keimbelastungen an wenigen Tagen im Jahr, konnten die Belastungsphasen infolge von Mischwassereinleitungen deutlich von den unbelasteten Phasen unterschieden werden. Dies ermöglicht eine gezielte stufenweise Behandlung in einem ressourcenschonenden Konzept. Dieses sieht einen Biofilter vor, der im Normalfall ausreicht, um eine gute Badegewässerqualität gem. EU-Badegewässerrichtlinie zu gewährleisteten. Sobald die automatischen Pegelmessungen im Kanalnetz der Berliner Wasserbetriebe den Überlauf von Mischwasser signalisieren, würden zusätzlich eingeschaltete UV-Lampen für eine sichere Hygienisierung sorgen. Alternativ könnte der Filterbetrieb dann automatisch für ein bis zwei Tage unterbrochen werden. Dadurch würde der folgende Gewässerabschnitt ebenfalls sicher vor einer Überlastung geschützt.

Die Forschungsergebnisse erlauben die Planung und Bemessung von Biofiltern zur Flusswasserbehandlung. Dabei wurden fünf verschiedene Filtermaterialien mit oder ohne Bepflanzung untersucht. Anhand von Belastungsversuchen wurden die Eliminationsraten von E. coli und weiteren Indikatororganismen bestimmt. Als beste Kombination hat sich hier die Verwendung von porösem Blähton mit Schilfbepflanzung dargestellt. Die Ergebnisse sind eine wichtige Ergänzung des bisher verfügbaren Know-Hows auch für Freibäder mit biologischer Wasseraufbereitung. Hier gemachte Erfahrungen und technischen Innovationen können wir auf andere Gewässer und Standorte übertragen oder ermöglichen gezielte weitere Untersuchungen. Wir danken den Sponsoren Xylem (UV-Versuchsanlage), Rehau (Rigolenkörper) und ARGEX Belgien (Blähton Material) für die technische Unterstützung.

Weitere Informationen: Heribert Rustige

Bei strahlendem Wetter, am ersten Tag der Corona-Lockerungen in Brandenburg, eröffneten Bürgermeister Karl Tedsen, Amtsdirektor Dieter Fuchs und Katrin Covic vom Verein Aktives Neustadt (Dosse) am 3. Juni 2021 das neu gestaltete Freibad. Neun Jahre lang mussten die Bürger auf die Sanierung des alten maroden Schwimmbads warten. Heute ersetzt ein biologischer Filter die früher mit Chlorchemie betriebene Wasseraufbereitung.

Bei der grundlegenden Sanierung wurde das Schwimmbecken um eine Sprunganlage mit 1-Meter Brett und 3-Meter Turm ergänzt. Dies hatte eine aufwändige Erweiterung und Umgestaltung des alten Betonbeckens zur Folge. Die Auskleidung des rund 540 Quadratmeter großen Beckens mit einer hochwertigen PVC-freien Folie sowie die Erschließung über einen Naturholz-Steeg vermitteln nun einen warmen und natürlichen Eindruck. Der seichte Zugang über den Nichtschwimmerbereich ist natürlichen Flachufern nachempfunden, barrierefrei und lädt die Kleinen zum Planschen ein.

Die biologische Wasseraufbereitung besteht aus einem einfachen Bodenfilter, der sich abseits des Badebereichs befindet. Das Substrat bietet eine große Oberfläche für den Aufwuchs von Mikroorganismen. Deren Aufgabe besteht hier in dem Abbau von organischen Schmutzstoffen, die von den Badenden aber auch von der angrenzenden Vegetation oder von Vögeln eingetragen werden können. Die Vorteile dieses natürlichen Verfahrens liegen in den adaptiven Eigenschaften und der Vermeidung von chlor-organischen Verbindungen, die sonst bei der Chlorung entstehen würden.  Das heißt, der Biofilm wächst mit seinen Aufgaben: steigt das Nahrungsangebot im Biofilter, wächst die Biomasse und steigert die Reinigungsleistung. Allerdings sind natürliche Systeme vergleichsweise träge, so dass eine Einarbeitungszeit erforderlich ist.

Im Fokus der natürlichen Badewasserbehandlung steht hier die Verminderung von Keimen und von Phosphat. Während unerwünschte Bakterien von den Protozoen auf dem Biofilm „vertilgt“ werden, lässt sich Phosphor nur adsorptiv am Filtermaterial binden. Zu diesem Zweck wurde der Biofilter durch einen regenerierbaren Phosphatfilter ergänzt, denn je mehr Phosphat dort gebunden wird, desto klarer bleibt das Wasser im Badeteich.

Die Stadt Neustadt an der Dosse hat mit dieser Lösung auf eine behutsame Sanierung des Freibads unter Einbeziehung der vorhandenen Bausubstanz gesetzt. Mit dieser Aufgabe wurden die regionalen Planungsbüros s quadrat m, Freischaffende Architekten Sylvia Markau und Steffen Michaelis aus Kyritz sowie VORLAND, Landschafts- und Freiraumplanung Susanne Geitz aus Wulkow in Verbindung mit dem Fachplanungsbüro für ökologische Wasseraufbereitung AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, Heribert Rustige betraut.

Kontakt: Heribert Rustige

Der Abwasserverband Saale-Lauer, Betreiber der Ende der 1970er Jahre errichteten Verbandskläranlage (Stadt Bad Neustadt an der Saale, Unterfranken), optimiert die Kläranlage und passt diese so den strengeren Anforderungen an die Reinigungsanforderungen an.

Augenmerk wird dabei auf die Stabilität der Reinigungsleistungen und der sparsame Einsatz von Energie gelegt.

AKUT wurde 2018 mit der Ermittlung von Ausbau- und Optimierungsoptionen der Kläranlage beauftragt. Es wurden mehrere Module erarbeitet, von denen Ende 2020 die strömungstechnische Optimierung des Denitrifikationsbeckens praktisch und erfolgreich abgeschlossen werden konnte.

Unter anderem war der Zulauf und die Umwälzung der Denitrifikationsstufe hydraulisch zu optimieren. Mittelfristig steht zudem eine Erweiterung der Kläranlage an, die zunehmend an ihre Belastungsgrenze stößt. Umbauten aus den vergangenen Jahren wurden einer Schwachstellenanalyse unterzogen, deren Ziele die Stabilisierung der Ablaufqualität und ein energiesparenderer Betrieb waren.

In der Denitrifikationsstufe wurde eine nicht optimale Reinigungsleistung festgestellt.  Als Ursache konnte eine ungenügende Hydraulik im Zulaufbereich ermittelt werden. Desweiteren kam es zu Schlammeinlagerung im Becken aufgrund ungünstiger Strömungsführung und nicht optimaler Rührwerke.

Umgesetzt wurde im Jahr 2020 der Verschluss der alten Verteilerrinne und die Anpassung der Schwellenbauwerke gemäß der von AKUT durchgeführten hydraulischen Berechnung, sodass nun der gesamte Zulaufstrom und der gesamte Rücklaufschlamm durch die Denitrifikationsstufe geleitet wird.

Um das Umlaufverhalten des Abwassers zu verbessern und die bisher festgestellten Schlamm-Ablagerungen auf der Beckensohle in Zukunft zu vermeiden, wurden für den Anwendungsfall berechnete und gefertigte Betonelemente in das längsgeteilte Bauwerk eingelassen und die vorhandenen Ecken im Becken optimal ausgebildet. Das neu eingebaute, langsam laufende Propellerrührwerk, dessen Schub bedarfsgerecht an die verschieden hohen Zuläufe der Rezirkulation bzw. des Schlammrücklaufs angepasst wird, führt hier zu einer Energieeinsparung von 50% gegenüber den vorherigen Rührwerken.

Seit der weltweiten Verbreitung von Covid-19 ist es zu einer der wenigen Gewissheiten geworden, dass die Einhaltung hygienischer Standards eine der wirksamsten Formen der Prävention ist. So wird die Kontinuität der Wasserversorgung mehr denn je zu einem wichtigen Thema der öffentlichen Gesundheit. Doch die Pandemie stellt die Branche vor Risiken und Herausforderungen.

AKUT verfügt über umfangreiche Erfahrungen in der internationalen Zusammenarbeit in Lateinamerika, wo es zusammen mit der GIZ (Deutsche Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit) Projekte zur Beratung von Ver- und Entsorgern durchgeführt hat. Kürzlich hat AKUT ein neues Büro in Kampala, Uganda, eröffnet und damit die  Tätigkeit in  Afrika ausgeweitet. Daher hat AKUT beschlossen, die Wasserwirtschaft bei dieser Herausforderung der Covid-19-Pandemie zu unterstützen.

Unsere Initiative zum Wissensaustausch durch Webinare als Antwort auf die Pandemie für WSSPs wurde bereits in Brasilien, Peru und Bolivien durchgeführt. Diese Webinare sind Teil der laufenden Aktivitäten der GIZ. Die lateinamerikanischen Erfahrungen von AKUT haben unser Büro in Kampala inspiriert. Auch der afrikanische Kontinent konnte dank der Zusammenarbeit zwischen GWP (German Water Partnership), AfWA (African Water Association) und BMZ (Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) von diesen Webinaren profitieren.

Ziel der Webinare ist es, konkrete Maßnahmen und gute Praktiken angesichts der Covid-19-Pandemie praxisnah vorzustellen. Referenten von den Entsrogungsbetrieben stellen ihre praktischen Erfahrungen vor und durch die abschließende Frage-Antwort-Sitzung wird ein nutzbringender Wissensaustausch zwischen allen Teilnehmern des Webinars erreicht. Einige Sitzungen wurden für die Präsentationen von Ausländern auf zwei Kanälen simultan übersetzt. Die Sitzungen werden aufgezeichnet, und die Teilnehmer erhalten zusammen mit den Präsentationen den Entwurf eines Pandemie-Reaktionsplans, so dass das Wissen und die daraus gezogenen Lehren verbreitet werden können.

Unsere Initiative hat den Unternehmen die notwendigen Instrumente an die Hand gegeben, um wirksam auf die Pandemie zu reagieren, ihre Mitarbeiter zu schützen und die Kontinuität ihrer Dienste zu gewährleisten. Der Erfolg dieser Webinare ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit zwischen allen Parteien in diesem Sektor. Wir hoffen, dass das hohe Maß an Motivation und Zusammenarbeit zu einer schnellen Reaktion im Wasser- und Abwassersektor auf die Herausforderung der Pandemie weltweit führen wird.

Weitere Informationen über Webinare und Unterstützung in dieser Angelegenheit erhalten Sie bei Romas Radtke.

In Beisein des Generalsekretärs der East African Community (EAC), Liberat Mfumukeko,  wurde am 14. Februar 2020 in Kisumu, Kenia, der Startschuss für ein integriertes Ressourcenschutzprogramm im Einzugsgebiet des Victoriasees gegeben. Das von der Lake Victoria Basin Commission (LVBC) koordinierte Vorhaben wird durch das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung, BMZ, und die EU gefördert.

Ein Joint Venture der Firmen Consulting Engineers Salzgitter (CES), AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner sowie MIBP Consulting Engineers als Project Implementation Consultant (PIC) wurde mit der Umsetzung von Los 2 dieses Programms beauftragt. AKUT übernimmt in diesem Rahmen federführend die Betreuung des High Priority Investements HPI „Kampala Nakivubo Channel“. Auftragsverantwortlich ist die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW).

Die Erwartungen an das multisektorale Projekt mit einem Gesamt-Volumen von 31,9 Millionen EUR (Laufzeit bis Februar 2023) sind hoch, weil die Entwicklung des Lake Victoria, des zweitgrößten Süßwasserreservoirs der Welt, in Hinblick auf Wasserqualität, Biodiversität und Klimawandelfolgen höchst alarmierend ist. Die Ansiedlung des Projekts unter dem Dach der multilateralen EAC stützt die regionale Kooperation in der Region. Das Programm strebt durch die Entwicklung einer „Wasserrahmenrichtlinie“ – hier dem Europäischen Ansatz folgend – eine Umkehr der zuletzt negativen Entwicklung und stattdessen „signifikante Verbesserungen“ der Wasserqualität an. Mehr als 45 Millionen Menschen werden davon profitieren. Dazu sollen neue Regulierungs-Standards bezüglich Einleitungsparametern entwickelt werden. In vier „High Priority Investment Projects“ HPI in Kisumu (Kenia), Kampala (Uganda), Mwanza (Tansania) und Kigali (Rwanda) sind konkrete Maßnahmen vorgesehen, die eine beträchtliche Reduktion von zufließenden CSB-, Nährstoff- und Schadstoff-Frachten in den See versprechen. Ein Ziel ist dabei auch, neue standortspezifische Lösungen/ Technologien modellhaft zu entwickeln, die mittelfristig an weiteren Standorten im Einzugsgebiet des Lake Victoria umsetzbar sind.

AKUT wird schwerpunktmäßig Maßnahmen rund um den Nakivubo Channel, der größte Einleiter aus der Metropolregion Kampala in die Inner Murchison Bay des Victoriasees, planen und umsetzen. In diesem Zusammenhang steht zunächst die Prüfung und Aktualisierung einer Machbarkeitsstudie zur Errichtung eines Pflanzenfilters (Constructed Wetland) zur Behandlung von 45,000 m³/Tag (sowohl Kanalwasser als auch Kläranlagen-Klarlauf) an. Dabei werden auch andere Varianten und Verfahrenskombinationen geprüft, um im nächsten Schritt ausgewählte Lösungen umzusetzen.

Im Februar 2020 hat AKUT eine neue Außenstelle in Kampala, Uganda, eröffnet. AKUT ist seit 2005 mit unterschiedlichen Projekten in Ost- und Südafrika durchgehend präsent. Mit dem Büro in Kampala hat AKUT nun erstmals eine eigenständige Präsenz auf dem afrikanischen Kontinent. Dies steht in Zusammenhang mit einer Erweiterung der Aktivitäten im Raum Ostafrika – die langjährigen Erfahrungen bei der Beratung von Wasser- und Abwasserverbänden werden auch in Ostafrika vermehrt nachgefragt.

Die Expertise von AKUT liegt dabei in der Entwicklung lokal angepasster technologischer Konzepte (Pflanzenkläranlagen, Retentionsbodenfilter, Kleinkläranlagen, Klärteiche, SBR, neuartige Sanitärsysteme NASS / ECOSAN, Wasserverlustreduktion, Maßnahmen zur Oberflächengewässersanierung, Renaturierung, Biogasanlagen, Erneuerbare Energien, landwirtschaftliche Bewässerung, multisektorale Nexus-Programme) als auch in der institutionellen Beratung (Entwicklungszusammenarbeit, SDG-Erreichung, Beratung zu Wassertarifsystemen, Capacity Building, Unterstützung in der Organisationsentwicklung, soziales Umfeldmanagement etc.). Dabei agiert AKUT vernetzt mit internationalen und lokalen Partnern.

Auf der diesjährigen AfWA ICE 2020 (African Water Association International Congress and Exhibition) vom 24.-27. Februar in Kampala ist AKUT auf dem Gemeinschaftsstand der German Water Partnership (GWP) in Halle 1, B7-B8 & C14-C15 zu finden. Wir freuen uns auf Ihren Besuch.

Kontakt: Romas Radtke

Pressemitteilung: Program Launch 02/14/2020

Entwicklung einer Abwasserweiche zur Energieeffizienten Selektiven Teilstrombehandlung von hochkonzentrierten Abwässern (ESTA) auf kommunalen Kläranlagen

Der Forschungsverbund ESTA ist ein Zusammenschluss von AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, der Technischen Universität Berlin, FG Siedlungswasserwirtschaft sowie LAR Process Analysers AG. Ziel war die Entwicklung einer intelligenten Abwasserweiche im Zulauf kommunaler Kläranlagen zur Abtrennung von hochbelasteten Zuflüssen und energetischer Verwertung mittels anaerober Behandlung. Das Verbundprojekt „ESTA (FKZ 02WQ1382A-C)“ wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative KMU-innovativ gefördert.
Im Ergebnis konnten Zulaufspitzen identifiziert und hinsichtlich Höhe und Häufigkeit mit einer zeitlichen Auflösung von 6 Minuten ausgewertet und zur Ansteuerung der Abwasserweiche genutzt werden.
Ein erfolgreicher Betrieb der Abwasserweiche und des anaeroben Testreaktors war trotz der geringen Spitzen-Konzentrationen und der geringen Zahl der Stoßbelastungen auf der untersuchten Kläranlage in Kombination mit Überschussschlamm möglich. Die Simulation der Kläranlage ergab, dass trotz Entnahme der hochbelasteten Abwasserfraktion und Veränderung des C:N-Verhältnisses bei den hier zugrundeliegenden Voraussetzungen (insbesondere die geringen Ammoniumzulaufwerte) die gesetzlichen Überwachungswerte eingehalten werden können. Ein maximaler elektrischer Eigenversorgungsgrad von 75 % konnte erreicht werden.
Zentraler Bestandteil des Projekts war der Aufbau und Betrieb einer Versuchsanlage am Standort der Kläranlage Baruth (Brandenburg), die in Abstimmung der Projektpartner TU Berlin und AKUT geplant und installiert wurde. Für die Entwicklung einer angepassten Online-Analysetechnik war der Projektpartner LAR schwerpunktmäßig zuständig. Projektbeginn war der 01.10.2016, das Projektende der 31.03.2019.
Mit Hilfe der TOC-Online Analysetechnik wurde ein Mechanismus angesteuert, der ab einer einstellbaren Schwellenkonzentration Zulaufwasser der Kläranlage einem anaeroben Reaktor zuleitet. Sowohl die analysierten Zulaufkonzentrationen, die dem Reaktor zugeleiteten Volumenströme und Frachten als auch das im Reaktor produzierte Biogas wurden ausgewertet.
Durch die Umsetzung der TOC-Online-Analysetechnik auf einen Messanhänger steht die Messeinrichtung nunmehr auch für den mobilen Einsatz zur Verfügung. Messkampagnen auf anderen Kläranlagen und an zwei Industriestandorten belegen die Einsatzfähigkeit. Die Grundbelastung konnte eindeutig bestimmt und die Zulaufspitzen hinsichtlich Höhe und Häufigkeit ausgewertet werden.
Bei der ökonomischen Betrachtung konnten konkrete Hinweise erarbeitet werden, ab welcher Konzentration und Volumen einer Stoßbelastung es sinnvoll ist, weitergehende Schritte hinsichtlich des Konzepts einer Abwasserweiche, auch in Zusammenhang mit der generellen Umstellung des Kläranlagenprozesses auf getrennte anaerobe Schlammbehandlung, einzuleiten.
„Obwohl die untersuchte Kläranlage Baruth mit den ausgewerteten Stoßbelastungen unter den ermittelten Schwellenwerten liegt und hier eine weitergehende Untersuchung nicht sinnvoll erscheinen, zeigen die Ergebnisse der anderen untersuchten Standorte durchaus Potential“ erklärt Projektkoordinator Dipl. Ing. Thilo Burkard (AKUT).
Die beteiligten Projektpartner sind dementsprechend optimistisch, dass das neue Konzept für Neubau und Umrüstung von Kläranlagen Anwendung finden kann. Geplant ist daher eine Messkampagne mit der mobilen Messeinrichtung auf weiteren Kläranlagen.

Kontakt und Rückfragen: Thilo Burkard

Tausende Kanäle durchziehen die Städte in China. In den flachen Mündungsgebieten der großen Flüsse dienten sie traditionell als mit Kähnen befahrbare Verkehrswege. Mit der schnellen und extrem dichten Bebauung wurde die Ableitung von Wasser immer wichtiger. Doch damit ging eine immer größer werdende Verschmutzung einher. Hydraulisch überlastete Schmutzwasserkanäle und hohe Stoffbelastungen im Niederschlagsabfluss führen heute zu einer übermäßigen Belastung der Oberflächengewässer. Dies wirkt sich schlecht auf deren Sauerstoffhaushalt aus, was insbesondere in der warmen Jahreszeit zu schwerwiegenden Geruchsbelästigungen führt.

Seitdem die Regierung die Sanierung dieser Gewässer zu einer zentralen Aufgabe für alle Kommunen erklärt hat, wurden viele Technologien erprobt. In den meisten Fällen blieb der Erfolg jedoch aus. Offensichtlich war das Problem nicht allein mit internen Maßnahmen in den Gewässern zu lösen. In zwei Fällen kamen nun Retentionsbodenfilter zum Zuge, die dafür geeignet sind, kurzfristig hohe hydraulische Belastungen aus der Misch- und Regenwasser­kanalisation aufzunehmen und so vor dem Überlauf in den Kanal zu behandeln.

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojektes KEYS mit dem Titel „Vorreitertechnologien für eine nachhaltige Bewirtschaftung städtischer Wassereinzugs­gebiete als Schlüsselfaktor zur erfolgreichen Umsetzung des „Schwammstadt“-Konzeptes“ soll die Wirkung dieser Anlagen demonstriert und begleitend untersucht werden. Retentions­boden­filter wurden in Deutschland entwickelt und stellen hierzulande die Schlüsseltechnologie sowohl für eine zentrale als auch dezentrale Behandlung von Regenwasser- und Mischwasser­überläufen dar.

Die Ingenieure von AKUT, die schon seit 10 Jahren in China beratend tätig sind, sind sich bewusst, dass deutsche Technologie im Ausland nicht immer eins zu eins zu übertragen ist. Insbesondere fehlen dort vielfach die Datengrundlagen für eine optimale Bemessung. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden nun die Voraus­setz­ungen geschaffen. Bei unserem Besuch im Dezember 2019 wurden die Probenahmeorte für die geplanten Messkam­pagnen in 2020 begutachtet und Betriebsdaten beschafft. Die Installation von online-Sonden und Regenschreiber wurde vorbereitet.

Die beiden Demonstrationsstandorte mit jeweils 3 000 m² Retentions­filterfläche befinden sich in Suzhou in der Provinz Jiangsu. Während der erste Retentionsbodenfilter am Zhujing Channel bereits seit 2018 in Betrieb ist, wurde der zweite Filter am Hongshuanglou Channel erst im Winter 2019 vollendet.

Im Gegensatz zu den eher wasserreichen Regionen sollen diese Bodenfilter auch in ariden Klimazonen wie in Peking zum Einsatz kommen. Für diesen Zweck wird eine multifunktio­nelle Nutzung der Bodenfilter erprobt. D.h. im Trocken­wetterfall soll die zur Verfügung stehende Filterfläche zur direkten Behandlung des Oberflächenge­wässers eingesetzt werden. Dies schützt die Pflanzenfilter vor dem Austrocknen und führt gleichzeitig zu einem erhöhten Reinigungseffekt.

Das Verbundvorhaben wird vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft der Leibniz Universität Hannover (ISAH) geleitet und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme „CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen“ für 3 Jahre gefördert.

Foto: Till Ermisch (AKUT) befragt Ying ZHANG von der Suzhou DeHua Eco Technology Ltd. zu den Einleitstellen am restaurierten Hongshuanglou Channel.

Vortrag: IE expo China 2021

In dem europäischen Verbundvorhaben AquaNES wurden von 2016 bis 2019 verschiedene Kombinationen aus naturnahen und technischen Systemen auf ihre Eignung zur Abwasserbehandlung untersucht. Die Ergebnisse wurden in einer Handreichung für Planer und Betreiber solcher und vergleichbarer Anlagen beschrieben. Die Empfehlungen zeigen die Potenziale und sinnvolle Anwendungen derartiger Kombinationen.

Der erste Teil des Dokuments befasst sich mit Bodenfiltern als Teil von kombinierten Systemen und beschreibt mögliche Kombinationen mit technischen Vor- und Nachbehandlungen. Die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten von Pflanzenkläranlagen als Primär-, Sekundär- oder Tertiärbehandlung sowie die duale Nutzung für Mischwasserüberläufe und als dritte Reinigungsstufe werden beleuchtet. Wichtige Auslegungsparameter, insbesondere das deutsche Regelwerk DWA A-262 (2017) für die Dimensionierung, den Bau und den Betrieb von Pflanzenfiltern für die kommunale Abwasserreinigung werden hier zusammengefasst und mit den Ergebnissen aus den Demonstrationsstandorten und den Erfahrungen der Autoren kombiniert.

Im zweiten Teil werden die fünf AquaNES-Standorte in Griechenland, Deutschland und Großbrittanien, ihre unterschiedlichen Anwendungsbereiche, Konstruktions- und Betriebsdaten sowie die Überwachungsergebnisse vorgestellt. Die beiden griechischen Standorte, die Kläranlagen Antiparos und Thirasia, befinden sich beide auf touristisch geprägten Inseln in der Ägäis. Der Schwerpunkt der Lösung in Antiparos lag auf der Schaffung eines robusten, naturnahen Systems, das die schwankende hydraulische und organische Fracht bewältigt und den griechischen Standard für die Wiederverwendung zur Bewässerung erfüllt. Auf Thirasia wurde ein Bodenfilter in eine Reihe unterschiedlicher technischer Prozesse integriert. Hierbei wurde auch mit der Photokatalyse über TiO2 experimentiert und eine nachgeschaltete Membranfiltration betrieben. In Deutschland wurde in Rheinbach (Erftverband) ein innovativer Retentionsbodenfilter für den kombinierten Einsatz als Vierte Reinigungsstufe und zur Behandlung von Mischwasserüberläufen getestet. Auf dem Klärwerk Schönerlinde bestand die Kombination aus einer Ozonanlage und einem nachgeschalteten Bodenfilter. Hier wurde ebenfalls die Rückhaltung von organischen Mikroschadstoffen wie Arzneimittelrückständen und Metaboliten im Ablauf der Kläranlage demonstriert. Schließlich konnte am Standort Packington (Großbritannien) die Wirksamkeit von Bodenfiltern mit reaktivem Filtermaterial aus Hochofenschlacke im Langzeitbetrieb untersucht werden.

Ansprechpartner: Heribert Rustige

Download: Bericht