NACHWEIS DER VERGLEICHBARKEIT DER DEZENTRALEN … · 2015. 10. 23. · Budavinci N - Nachweis der...

NACHWEIS DER VERGLEICHBARKEIT DER DEZENTRALEN

NIEDERSCHLAGSWASSERBEHANDLUNGSANLAGE BUDAVINCI N

DER FIRMA MEIERGUSS, RAHDEN,

MIT REGENKLÄRBECKEN

im Auftrag der

MeierGuss Sales & Logistics GmbH & Co. KG, Auf der Welle 5 – 7, 32369 Rahden

September 2015

Dr.-Ing. Martina Dierschke

Ingenieurbüro für Siedlungswasserwirtschaft

Friedrichstr. 44

67655 Kaiserlautern

www.ib-dierschke.de

Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 1

Inhalt

1 Beschreibung der Anlage .................................................................................... 2

2 Laborversuche ..................................................................................................... 3

2.1 Hydraulische Leistungsfähigkeit .................................................................... 4

2.2 Stoffrückhalt .................................................................................................. 4

2.2.1 AFSfein ..................................................................................................... 5

2.2.2 MKW ....................................................................................................... 8

2.2.3 Kupfer und Zink ..................................................................................... 10

2.2.4 AFSgrob, Schweb- und Schwimmstoffe .................................................. 10

3 In-situ-Untersuchungen ..................................................................................... 11

3.1 Beschreibung des Einbauortes .................................................................... 11

3.2 Regenauswertungen ................................................................................... 14

3.3 Kontrollen .................................................................................................... 14

3.4 Hydraulische Leistungsfähigkeit nach längerer Betriebszeit ........................ 17

3.5 Ableitung der Kontroll- und Wartungsaufwendungen .................................. 18

4 Vergleichbarkeit mit Leistungsvermögen und Betrieb Regenklärbecken ........... 20

5 Zusammenfassung ............................................................................................ 22

6 Verwendete Literatur und Unterlagen ................................................................ 23

Anlage 1: Konstruktionszeichnung der Anlage Budavinci N

Anlage 2: Ergebnisse AFSfein-Untersuchung an der Anlage Budavinci N [Uhl, 2012]

Anlage 3: Ergebnisse MKW-Untersuchung an der Anlage Budavinci N [Uhl, 2012]

Anlage 4: Fotodokumentation des Einbaus des Straßeneinlaufschachtes Budavinci N in

der B10 zwischen Geislingen an der Steige und Amstetten am 23. bis 25.09.

2013

Anlage 5: Wartungsprotokolle der Anlage Budavinci N


1 Beschreibung der Anlage

Der Straßeneinlaufschacht Budavinci Typ N, der von der Firma MeierGuss Sales &

Logistics GmbH & Co KG, Rahden, vertrieben wird, ist dafür konzipiert, Feststoffe,

gelöste Schwermetalle sowie Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) aus Verkehrs-

flächenabflüssen zurückzuhalten. Maximal können AU = 400 m² undurchlässige

Fläche angeschlossen werden. In einem vorgefertigten Betonschacht ist eine Filter-

kartusche integriert. Der Notüberlauf springt oberhalb eines Durchflusses von Q = 2,5

l/s an, dies entspricht einer Regenintensität von r = 62,5 l/(s · ha).

Bild 1-1: Systemskizze (links) und Modell (rechts) des Budavinci Typ N

Die Funktionsweise ist aus Bild 1-1 zu erkennen und wird nachfolgend beschrieben.

1. Ein Siebkorb (DIN 4052-B1) sorgt für den Rückhalt von Grobstoffen wie Blättern,

Ästen oder Zigarettenkippen

2. Über eine Umlenkplatte wird das anfallende Regenwasser beruhigt in den äuße-

ren Schlammfang geleitet.


3. Im äußeren Schlammfang findet eine Vorsedimentation statt. Grobstoffe sinken

auf den Boden ab und sammeln sich dort.

4. Das angestaute Wasser fließt in den BUDAVINCI N-Schachts. Von dort gelangt

das Wasser über zwei außen am System spiralförmig nach unten verlaufende Ka-

näle in einen zentralen Behandlungsraum, siehe auch Bild 1-1. Die Kanäle sind so

angeordnet, dass die Turbulenz des Wassers mit der Fließstrecke minimiert wird

und sich nach unten hin laminare Strömungsverhältnisse ausbilden.

5. Aus den Kanälen wird das Wasser tangential in den Behandlungsraum eingeleitet.

Hier werden Feststoffe und daran angelagerte Schadstoffe nach unten über die

Schwerkraft in einen Schlammfang abgeschlagen.

6. Der Schlammfang ist strömungsberuhigt, um Remobilisierungen von Feststoffen

bei Starkregenereignissen zu vermeiden.

7. Mit Hilfe des von unten nach oben durchströmten zentral angeordneten Filterele-

ments DN 400 werden gelöste Stoffe wie Schwermetalle aus dem Wasser ent-

fernt. Als Filtersubstrat wird ein synthetischer Zeolith verwendet. Der Filterkörper

kann nach Bedarf gespült oder einfach ausgetauscht werden.

8. Das gereinigte Wasser verlässt das System und kann in Oberflächengewässer

eingeleitet werden.

9. Ein integrierter Notüberlauf ermöglicht ein rückstaufreies Abfließen bei starken

Regenereignissen oberhalb von 62 l/(s · ha), so dass es zu keinem Rückstau auf

der Oberfläche kommt und die Entwässerungssicherheit der Straße gewährleistet

ist.

Eine genauere Konstruktionszeichnung ist dem Anhang (Anhang 1) beigefügt.

2 Laborversuche

Die Laborversuche zur hydraulischen Leistungsfähigkeit wurden 2015 an der Fach-

hochschule Münster durchgeführt.

Die Laborversuche zum AFSfein- und MKW-Rückhalt wurden 2012 von der FH

Münster im Fachbereich Bauingenieurwesen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. M.

Uhl durchgeführt [Uhl, 2012]. Der vollständige Bericht ist als im Anhang beigefügt. Im

Verlauf der Untersuchungen wurde die ursprüngliche Anlage Budavinci N optimiert

und zur Unterscheidung in der Folge in [Uhl, 2012] mit N2 bezeichnet. Der hier vor-

liegende Nachweis der Vergleichbarkeit bezieht sich auf die optimierte Anlage. Diese

wird weiterhin als Budavinci N bezeichnet und vertrieben.


2.1 Hydraulische Leistungsfähigkeit

Die Schachtanlage wurde im August 2015 erneut auf dem Gelände der FH Münster

aufgestellt und mit einem neuen Filter Budavinci N ausgestattet.

Die Beschickung der Gesamtanlage erfolgte mit einer nass aufgestellten Einradka-

nalpumpe (Jung-MultiStream Typ: UFK 15/4 B3) aus einer 20 m³ fassenden Zisterne

mit feststofffreiem Trinkwasser.

Der durchgeführte Versuch ergab einen Höhenunterschied von ca. 0,5 cm zwischen

Überlauf und Wasserstand bei einem Durchfluss von 2 l/s (entsprechend 50 l/(s · ha).

Bei einem Durchfluss von 2,5 l/s (entsprechend r = 62,5 l/(s · ha) sprang der Überlauf

an.

2.2 Stoffrückhalt

Im Folgenden werden die Ergebnisse der stofflichen Untersuchungen zur Reini-

gungsleistung der Anlage im Labor dargestellt. Die Bestimmung des AFSfein- und

MKW-Rückhaltes erfolgte im Labor an der FH Münster an der im Versuchsstand auf-

gebauten Originalanlage [Uhl, 2012], vgl. Bild 2-1.

Bild 2-1: Aufbau des Versuchsstandes für die Feststoff- und MKW-Prüfung [Uhl, 2012]

Die Anlage Budavinci N (im Gutachten Münster mit N2 bezeichnet) wurde gemäß

Herstellerangaben im Versuchsstand aufgebaut, vgl. Bild 2-2.


Bild 2-2: In einen Schacht eingebaute Budavinci N (N2) Anlage [Uhl, 2012]

Die Beschickung erfolgte mit einer Kreiselpumpe aus einer 20 m³ fassenden Zisterne

mit feststofffreiem Trinkwasser. Der Zufluss zur Anlage wurde bei höheren Zuflüssen

mit der frequenzgeregelten Pumpe, bei niedrigen Zuflüssen mittels manuell einge-

stellten Schiebers gesteuert. Die Zuflussmessung erfolgte über ein MID (Promag 50

W DN 25, Firma Endress und Hauser) [Uhl, 2012].

Um eine möglichst gleichmäßige Strömung zu erzielen, wurde die Zulaufleitung auf

einer Strecke von ca. 1 m von Richtungsänderungen freigehalten. Der Zulauf zur

Anlage erfolgte punktuell an der Betonschachtinnenseite. Die Probennahme für die

Feststoff- und MKW-Untersuchung erfolgte direkt im Ablauf der Anlage [Uhl, 2012].

2.2.1 AFSfein

Als Prüfstoff für die AFSfein-Prüfung wurde analog zur DIBt-Prüfung Millisil W 4 ver-

wendet, dessen maximale Korngröße 200 µm beträgt. Die Zugabemenge (50 g/m²,

entsprechend 20 kg insgesamt) wurde gemäß der DIBt-Zulassungsgrundsätze mit

einem Verhältnis von 3:2:1 auf die Prüfregenspenden 1 bis 3 verteilt. Prüfregen-

spende 4 erfolgte feststofffrei, vgl. zusammengefasste Parameter in Tabelle 2-2.

Das Prüfmehl wurde über eine volumetrische Feststoffdosierung mit Dosierschnecke

(Typ K-MV-KT20, Firma K-TRON Deutschland GmbH) dosiert. Die gewünschte Fest-

stoffkonzentration konnte über die Förderleitung der Dosierschnecke eingestellt wer-

den [Uhl, 2012].

Zur AFS-Bestimmung wurden gemäß DIBt-Prüfung für die Prüfregenspenden 1-3

nach dem Austausch des einfachen Anlagenvolumens 2 mal 5 Schöpfproben (Dop-


pelbestimmung) bzw. für Prüfregenspende 4 nach 30 sec 17 Schöpfproben aus dem

gut durchmischten Ablaufstrom entnommen und in 1-l-Glasweithalsflaschen gefüllt.

Die AFS-Bestimmung erfolgte nach DIN 38409-2 mit Membranfiltern der Porenweite

0,45 µm [Uhl, 2012]. Die Ablaufergebnisse sind in Bild 2-3 dargestellt, die exakten

Messwerte zusammengefasst im Anhang 1.

Bild 2-3: AFSfein-Ablaufkonzentrationen der Teilprüfregenspenden [Uhl, 2012]


Tabelle 2-1: Versuchsparameter und Ergebnisse der stofflichen Untersuchungen (AFSfein;

MILLISIL W4) an der Anlage Budavinci N.

Prüfregenspende 1 2 3 4

Regenspende soll [l/(s*ha)] 2,5 6 25 100

Entwässerungsfläche [m²] 400

Volumenstrom [l/s] 0,10 0,24 1,0 4,0

Versuchsdauer [min] 480 200 48 15

Volumen [l] 2.880 2.880 2.880 3.600

Zugabemenge [g] 10.000 6667 3333 -

Zulaufkonzentration CZulauf [g/l] 3,472 2,315 1,157 -

Ablaufkonzentration i. M. CAblauf [g/l] 0,353 0,420 0,578 0,077

Rückhalt jeder Teilprüfung i. M. [%] 88,3 81,9 50,0 -

Rückhalt der Gesamtanlage

gemäß DIBt-Formel [%] 79,8

Die Auswertung erfolgte gemäß der Prüfvorschrift des DIBt. Aus den einzelnen Ab-

laufproben der jeweiligen Prüfregenspenden wurden arithmetische Mittelwerte gebil-

det und diese in folgende Formel eingesetzt:

Bges = VPR,1 * C1 + VPr2 * C2 + VPR,3 * C3 + 0,5*(VPr,4 * C4) in [g]

Dies ergibt die Gesamtablauffracht in der Höhe von:

Bges = 2.880 l * 0,353 g/l + 2.880 l * 0,42 g/l + 2.880 l * 0,578 g/l +

0,5* 3600 * 0,077 g/l

= 4029, 48 g

Im Verhältnis zur Gesamtzulauffracht von 20.000 g ergibt sich der prozentuale

Rückhalt zu:

(1- 4029,48 g/ 20.000 g) * 100% = 79,8 %


2.2.2 MKW

Für die MKW-Prüfung gemäß DIBt-Prüfung wurde Heizöl EL nach DIN 5160 verwen-

det. Die Zugabemenge des Heizöls wurde aus der für die Prüfung erforderlichen Jah-

resfracht von 0,68 g pro m² berechnet zu 272 g insgesamt. Diese wurde gleichförmig

auf drei Prüfregenspenden aufgeteilt (gerundet jeweils 91 g). Die letzte Prüfregen-

spende erfolgte MKW-frei. Die Parameter der Prüfung sind in Tabelle 2-3 dargestellt.

Das Heizöl wurde gleichmäßig dem Zulauf innerhalb der ersten 5 Minuten zugege-

ben. Die Beprobung des Ablaufs erfolgte mittels Probennahmevorrichtung nach DIN

EN 858-1, vgl. Bild 2-4. Die gesamte Prüfdauer entsprach mindestens der 1,5-fachen

rechnerischen Verweilzeit. Gleichmäßig verteilt über die Prüfdauer wurden 10-mal

zwei Teilproben à 75 ml 10 ml (A- und B-Probe) dem Volumenstrom mit einem

Messzylinder aus Glas entnommen. Diese wurden zu zwei Mischproben (A- und B-

Probe) in 1l-Mischprobenflaschen aus Glas zusammengeführt und analysiert.

Tabelle 2-2: Versuchsparameter der stofflichen Untersuchungen (KW) an der Anlage

Budavinci N (N2) [Uhl, 2012]

Prüfregenspende 1 2 3 4

Regenspende soll [l/(s*ha)] 2,5 6,0 25,0 100

Entwässerungsfläche [m²] 400

Volumenstrom [l/s] 0,075 0,18 0,75 3,0

Versuchsdauer [min] 200 80 20 15

Volumen [l] 1.200 1.152 1.200 3.600

Zugabemenge [g] 91 91 91 -

Zulaufkonzentration CZulauf [mg/l] 75,8 79,0 75,8 -

Ablaufkonzentration i. M. CAblauf [mg/l] 0,051) 0,051) 7,2 5,65

Rückhalt jeder Teilprüfung i. M. [%] 99,9 99,9 90,5

Rückhalt der Gesamtanlage

gem. Formel DIBt [%] 93,1

1) beide Messwerte unterhalb der Bestimmungsgrenze von 0,1 mg/l, für diese gewählt 0,05 mg/l


Bild 2-4: Probennahmevorrichtung nach DIN EN 858-1 [Uhl, 2012]

Die vierte Prüfregenspende fand im Anschluss an die dritte Prüfregenspende statt.

Bei Erreichen des Soll-Durchflusses innerhalb von 1 Minute wurde mit der Proben-

nahme begonnen, dann im Abstand von 5 Minuten 4 Mal jeweils zwei Proben à 200

ml 20 ml entnommen und in 1 l-Mischprobeflaschen aus Glas gefüllt (A-+B-Probe).

Die MKW-Bestimmung erfolgte nach DIN EN ISO 9377-2. Die gemittelten Ablaufer-

gebnisse sind in Tabelle 2-3 dargestellt, die einzelnen Analysen in der Anlage 4.

Die Auswertung erfolgte gemäß der Prüfvorschrift des DIBt. Aus den A- und B-Pro-

ben der jeweiligen Prüfregenspenden wurden arithmetische Mittelwerte gebildet und

diese in folgende Formel eingesetzt:

Bges = VPR,1 * C1 + VPr2 * C2 + VPR,3 * C3 + 0,5*(VPr,4 * C4) in [g]

Dies ergibt die Gesamtablauffracht in der Höhe von:

Bges = 1.200 l * 0,05 mg/l + 1.152 l * 0,05 mg/l + 1.200 l * 7,2 mg/l +

0,5* 3600 * 5,65 mg/l

= 18,93 g


Im Verhältnis zur Gesamtzulauffracht von 273 g ergibt sich der prozentuale

Rückhalt zu:

(1- 18,93 g/ 273 g) * 100% = 93,1 %

2.2.3 Kupfer und Zink

Das im Filter eingebaute Zeolith ist in der Lage, gelöste Schwermetalle per Ionen-

austausch zurückzuhalten. Der Wirkungsgrad wurde nicht getestet.

2.2.4 AFSgrob, Schweb- und Schwimmstoffe

Die Auswertung der Korngrößenverteilung im Ablauf der Anlage Budavinci N unter

verschiedenen hydraulischen Beaufschlagungen ergab, dass bei der höchsten hyd-

raulischen Belastung von Q = 3 l/s (entsprechend 100 l/(s*ha)) 100 % aller Partikel

oberhalb einer Korngröße von 120 µm zurückgehalten wurden, bei niedrigen Durch-

flüssen sogar alle Partikel unterhalb von 60 µm, vgl. Bild 2-5.

Bild 2-5: Korngrößenverteilung von Millisil W4 im Ablauf des Budavinci N bei

unterschiedlichen hydraulischen Belastungen [Uhl, 2012]

Daher ist ein Prüfen auf noch gröbere Bestandteile (Kies/Sand) nicht erforderlich.

Das Zurückhalten von im Wesentlichen an der Oberfläche schwimmenden Mineral-

ölen (MKW) ergab eine Rückhaltewirkung von 93,1 %, daher ist davon auszugehen,

dass auch Schwimmstoffe zurückgehalten werden.


3 In-situ-Untersuchungen

3.1 Beschreibung des Einbauortes

Die Anlage Budavinci N wurde vom 23. bis 25.09 2013 an der B10, zwischen Geis-

lingen an der Steige und Amstetten im Landkreis Göppingen in Baden-Württemberg,

in einen die zweispurige vielbefahrene Straße (12.500 DTV) säumenden Parkplatz

eingebaut, vgl. Bild 3-1 und 3-2.

Straßeneinlauf Budavinci-NAU = 750 m²

Parkstreifen

Gewässer

B 10, 12.500 DTV2-spurig

Bild 3-1: Einbauort Parkplatz an der B10 bei Geislingen an der Steige, Baden

Württemberg

Der Straßeneinlauf wurde komplett durch den Einbau des Kompaktschachtes mit

Absetzraum und Filterpatrone ersetzt. Die Dokumentation des Einbaus ist im Anhang

4 dargestellt. Vorhandene Straßeneinläufe wurden geschlossen, so dass der Anlage

schließlich der Niederschlagsablauf von etwa 750 m² undurchlässige Fläche zuge-

führt wurde, fast das Doppelte der Fläche, für die der Budavinci-N-Schacht zugelas-

sen werden soll. Der Ablauf der Anlage entwässert in einen Graben, der zur Rohrach

führt, vgl. Bild 3-3.


Bild 3-2: Straßeneinlauf des Budavinci N am Parkplatz der B 10 bei Geislingen an der

Steige, Baden Württemberg

Bild 3-3: Graben zur Rohrach

Das gesamte Gebiet ist der Wasserschutzzone II b zugeordnet, vgl. Bild 3-4.

Weitere Details der Planung sind der Tabelle 3-1 zu entnehmen.


Bild 3-4: Wasserschutzzone an der B10 zwischen Geislingen an der Steige und Amstetten

Tabelle 3-1: Informationsblatt Einbau Budavinci Typ N

Informationsblatt Einbau

An

lage

Hersteller MeierGuss

Bezeichnung/Typ Budavinci Typ N

Typ Straßeneinlauf wurde ersetzt

Abmessungen

Einlauf: 500 mm

Schacht: 840 mm * 650 mm, H = 1,77 m

Kartusche: DN ca. 400 mm, H = ca. 1,20 m

erf

üllt

e

An

ford

eru

ng

en

Kategorie Trennerlass

II (ca. 12.500 DTV, davon 7,7% Schwerlastverkehr)

(Zwischengemeindliche Straßen- und Wegeverbindung)

Wasserschutzgebietszone II b

Morphologie mittlere Geländeneigung gemäß DWA A 118 IG Gruppe I < 1%

En

twurf

sp

lanu

ng

Art der Baumaßnahme

Einbau eines neuen Schachts mit Straßeneinlauf mit den erforderlichen Erdbauarbeiten, Tiefe ca. 2,50 m

Gerät Für den Einbau sind typische Maschinen für Erd-, Pflaster- und Asphaltarbeiten notwendig.

Dauer der Arbeiten mit Baustelleneinrichtung ca. 2-3 d je System.

Kreuzen von

Versorgungsleitungen

Die im Bereich des Einbaus vorhandenen Leitungen müssen vor Beginn der Baumaßnahme bekannt sein, Leitungsabfrage erforderlich!

Bemerkungen Der Anschluss des Ablaufs liegt ca. 1 m unter GOK.


3.2 Regenauswertungen

Die Regenereignisse für das Jahr 2014 an der Geislinger Steige (Wetterstation Stöt-

ten) sind in Tabelle 3-2 dargestellt. In der Summe fielen 911 mm, was in etwa dem

langjährigen Mittel in der Höhe von 928 mm entspricht. Das Maximalereignis betrug

34,2 mm. Dies entspräche bei einer Regendauer von 90 Minuten einem etwa 4-jähri-

gen Ereignis. Das Jahr 2014, in dem die Budavinci-Anlage eingebaut war, war somit

ein Jahr mit mittleren Niederschlägen und einem vermutlich überdurchschnittlichem

Regenereignis.

Tabelle 3-2: Regenereignisse 2014 in Geislingen an der Steige (Stötten)

3.3 Kontrollen

Die Ergebnisse der regelmäßigen Kontrollen der am 25.09.2013 in Betrieb gegange-

nen Anlage vom 06.06.2014 bis zum 20.04.2015 sind dem Anhang 5 zu entnehmen.

Eine detaillierte Wartung wurde am 20.04.2015 durchgeführt, 19 Monate nachdem

die Anlage eingebaut wurde. In dieser Zeit wurden monatliche Sichtkontrollen

Schlammspiegelmessungen und Überprüfung des Datenloggers (Meldung Überstau)

durchgeführt. Eine Reinigung wurde bis zum 20.04.2015 nicht durchgeführt.

Zur Überwachung des Budavinci N wurde ein Überstaumelder installiert, um

Überlaufereignisse festhalten zu können. Die Auswertung der Daten hat ergeben,

dass im Untersuchungszeitraum bis Januar 2015 keine Überstauereignisse stattfan-

den. Der Datenlogger wurde, da er defekt war, im Januar 2015 ausgebaut und an-

schließend nicht mehr betrieben.

Der Schlammspiegel in der Anlage wuchs von 0,5 cm im Mittel bis maximal 5 cm im

Mittel, ohne dass der Schlamm ausgeräumt wurde.

Die hydraulischen Überprüfungen der Anlage am 08.05.2014, am 03.07.2015 und

am 18.11.2014 ergaben, dass die Anlage ohne Probleme funktionierte.

Die Wartung am 20.4.2015 ist in den Bildern 3-5 bis 3-9 dokumentiert.

2014 Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez

ohne Regen-

ereignisse 9 7 18 12 10 12 11 6 10 7 18 2

> 0,1 mm 19 14 6 15 17 13 18 20 15 21 9 23

> 1,0 mm 16 8 3 9 12 9 18 16 9 14 6 14

> 10,0 mm 0 0 0 1 0 1 7 1 3 2 2 2

Summe [mm] 76,7 22,9 13,2 47,5 46,0 45,3 184,2 104,2 120,2 112,0 58,9 80,0

Max [mm] 9,3 4,2 8,0 10,9 9,5 10,8 14,6 27,2 10,7 34,2 29,2 4,8


Tabelle 3-3: Messung der hydraulischen Leistungsfähigkeit des Budavinci Typ N

Datum Betriebsdauer Q absolut Q Fläche

08.05.2014 Hydraulische Prüfung durchgeführt, in Ordnung



20.04.2015 19 Monate 0,363 l/s 9 l/s*ha

Der Schachdeckel wurde geöffnet und der etwa ein Drittel gefüllte Siebkorb entnom-

men, geleert und gereinigt.

Bild 3-5: Wartung der Budavinci-N-Anlage. Links: eingebauter Siebkorb, rechts: Siebkorb

Der Schlammspiegel wurde gemessen. Die sich anschließende Durchflussmessung

mit der eingebauten, alten Filterkartusche ist in Kapitel 3.4 dargestellt. Nach der

Durchflussmessung wurde die Filterkartusche nach der Entriegelung mit Hilfe eines

Kanalhakens entnommen.

Bild 3-6: Wartung der Budavinci-N-Anlage. Links: Messen des Schlammspiegels , rechts:

Ausbau einer Filterkartusche


Die verschmutzte Filterkartusche wurde in der speziell gefertigten Vorrichtung ge-

spült. Im Bild 3-7, rechts ist vorne in schwarz der Vorreinigungsbehälter zu erkennen.

Nach der Vorreinigung wird die Filterkartusche in den grauen Behälter gestellt und

gespült. Das verschmutzte Wasser läuft in den schwarzen Behälter und wird in einen

Schmutzwasserbehälter geleitet.

Bild 3-7: Wartung der Budavinci-N-Anlage. Links: verschmutzte Filterkartusche. Rechts:

Reinigen der Filterkartusche in Spezialbehälter

Nachdem das Spülwasser optisch klar ist, wird die Spülung beendet. Das ver-

schmutzte Spülwasser wird mit Flockungsmittel versetzt und in dem Schmutzwasser-

behälter geklärt. Der klare Überstand kann wieder verwendet werden. Der sedimen-

tierte Schlamm wird über eine Bandfilterpresse geleitet und entwässert. In Bild 3-8

rechts ist der entwässerte Schlamm zu sehen.

Bild 3-8: Wartung der Budavinci-N-Anlage. Links: Ablauf der Filterspülung. Rechts:

Schlamm aus der Bandfilterpresse

Bild 3-9 zeigt den Spezialwagen mit Reinwasser-, Schmutzwasserbehälter, Zubehör

und (etwa in der Mitte oben rechts) die Bandfilterpresse.


Bild 3-9: Spezialvorrichtung zur Spülung mit Reinwasser- und Schmutzwassertanks,

Pumpe, Flockungsmitteldosierung, Absetztank, Bandfilterpresse

3.4 Hydraulische Leistungsfähigkeit nach längerer Betriebszeit

Der Belastungstest am 20.04.2015 nach 19 Monaten Betrieb bei einem Anschluss

von 750 m2 undurchlässiger Fläche (also eine deutlich höhere Belastung, als für die

Anlage vorgesehen werden soll) ohne eine durchgeführte Filterspülung in diesem

Zeitraum oder einen Austausch der Kartusche ergab, dass die Anlage mit etwa Q =

0,36 l/s (9 l/s*ha) beschickt werden konnte, ohne dass der installierte Notüberlauf

ansprang. Die Wassermenge wurde so eingestellt, dass der Wasserspiegel gleich-

blieb. Anschließend wurde die sich dabei einstellende Wassermenge mittels 10-l-Ei-

mer und Stoppuhr ermittelt.

Nach der Reinigung der Filterkartusche konnten etwa Q = 3 l/s (ca. 75 l/s · ha) durch

die Anlage geleitet werden, ohne dass der Notüberlauf ansprang.

Um die Leistungsfähigkeit der Anlage zu gewähren und eine Kolmation sicher zu

verhindern, wird vorgeschlagen, die Filterkartusche jährlich zu spülen und spätestens

nach 5 Jahren auszutauschen.


Bild 3-10: links: eingebaute Budavinci-N-Anlage, rechts: Durchflussmessung

3.5 Ableitung der Kontroll- und Wartungsaufwendungen

Die Kontroll- und Wartungsaufwendungen werden nachfolgend beschrieben und sind

in Tabelle 3-3 zusammengestellt.

Die Reinigung des Siebkorbes und des Schlammraumes kann weiterhin den Kanal-

betrieben übertragen werden und dem üblichen Turnus angepasst werden. Sie kann

aber auch an eine Fremdfirma übertragen werden, die auch die Wartung der Filter-

kartusche übernehmen kann. Beim Reinigen des Schlammraumes ist darauf zu

achten, dass dieser zweigeteilt ist: Ein Teil befindet sich unterhalb der Filterkartu-

sche, ein weiterer zwischen Kartusche und Schachtinnenwand. Die Spülung der Fil-

terkartusche ist nur mittels Spezialfahrzeug möglich. und kann entweder durch eine

speziell darauf spezialisierte Firma (z.B. Fa. Börder) durchgeführt werden, nach An-

schaffung der Spülvorrichtung und Schulung jedoch auch von Mitarbeitern des Be-

treibers.


Tabelle 3-4: Informationsblatt Betrieb Budavinci N

Informationsblatt Betrieb Budavinci N

An

lag

e


Bezeichnung/Typ Budavinci Typ N

Typ Straßeneinlauf wurde ersetzt

Abmessungen

Einlauf: 500 mm Schacht: 840 mm * 650 mm, H = 1,77 m Kartusche: DN ca. 400 mm, H = ca. 1,20 m

erf

üllte

An

ford

eru

ng

e

n

Kategorie Trennerlass II (ca. 12.500 DTV, davon 7,7% Schwerlastverkehr) (Zwischengemeindliche Straßen- und Wegeverbindung)

Wasserschutzgebietszone II b

Morphologie mittlere Geländeneigung gemäß DWA A 118 IG Gruppe I < 1%

Bemerkungen

Ko

ntr

olle

Häufigkeit der Prüfung Anfangs halbjährlich, dann jährlich

Art der Prüfung Sichtkontrolle

Sicherungsmaßnahmen Sicherung gemäß GUV und Örtlichkeit

Gerät Sicherungsmaterial und Kanalhaken, Meterstab, Taschenlampe

Notwendige Arbeiten Öffnen der Schachtabdeckung

Sichtkontrolle Siebkorbleerung notwendig? Füllstand Schlammbehälter messen, Leerung notwendig? Notüberlauf angesprungen?

Ergebnis ggf. Folgearbeiten Reinigung/Wartung

Re

inig

un

g

Häufigkeit der Reinigung jährlich oder als Ergebnis der Kontrolle

Art der Reinigung Entleeren Siebkorb und Schlammraum im üblichen Turnus durch Kanalbetriebe oder Fremdfirma. Filterspülung mit Spezialfahrzeug (z.B. Fa. Börder).


Gerät Sicherungsmaterial und Kanalhaken Saug/Spülwagen der Kanalbetriebe, Saugrohr 2 – 2,5 Zoll Durchmesser Filterspülspezialfahrzeug (z.B. Fa. Börder)

Notwendige Arbeiten Öffnen des Schachtdeckels, Leeren des Schlammbehälters unterhalb Filterkartusche und zwischen Kartusche und Schachtwand Spülen der Filterkartusche, Prüfen des Durchflusses

Wa

rtu

ng

Häufigkeit der Wartung Nach Bedarf als Ergebnis Kontrolle oder Reinigung: Filterkartuschenaustausch, wenn Solldurchfluss nicht mehr hergestellt werden kann, spätestens nach 5 Jahren

Art der Wartung Filterkartuschenaustausch


Gerät Sicherungsmaterial und Kanalhaken, neue Filterkartusche

Notwendige Arbeiten Öffnen des Schachtdeckels, Austausch der Filterkartusche


Kontrolle

Nach Einbau der Anlage ist eine halbjährliche Kontrolle des Siebkorbes und

des Schlammstandes im System anzuraten. Dieses Intervall kann nach

Kenntnis des Standortes auf eine jährliche Kontrolle erhöht werden.

Reinigung

Der Siebkorb ist jährlich bzw. im üblichen Turnus der Kanalbetriebe zu ent-

leeren.

Je nach Schlammanfall ist der Schlamm aus dem System zu entfernen, als

Richtwert kann eine jährliche Absaugung angenommen werden bzw. dem

Intervall des üblichen Turnus der Kanalbetriebe angeglichen werden.

Die Filterkartusche sollte jährlich gespült werden und der Durchfluss getestet

werden. .

Wartung

Der im System eingebaute Zeolithfilter (Filterkartusche) ist laut Hersteller

spätestens nach 5 Jahren auszutauschen. Die Filterkartusche kann dem

Hersteller zum Zwecke des Recycelns wieder zurückgegeben werden.

4 Vergleichbarkeit mit Leistungsvermögen und Betrieb Regenklär-

becken

Die Schachtanlage Budavinci N weist im Bereich der Hydraulik mit einem

maximalen Leistungsvermögen von Q = 62 l/(s · ha) bis zum Anspringen des

Notüberlaufs Vorteile gegenüber einer zentralen Regenwasserbehandlungs-

anlage auf.

Das Rückhaltevermögen des Budavinci N mit für AFSfein ca. 80%, für MKW

ca. 93 % und für gelöste Schwermetalle im Zeolith (unbestimmt) ist deutlich

größer als das eines zentralen Regenklärbeckens.

Bei einem Havariefall werden Leichtstoffe in einem dafür vorgesehenem

Raum weitgehend zurückgehalten und können abgesaugt und entsorgt wer-

den.

Die Zugänglichkeit des Schachtes ist abhängig von der Lage. Beim Einbau

im Straßenraum ist sie im Vergleich zu einem zentralen Reinigungssystem

weniger gut zu bewerten.


Ersatzteile können vorgehalten werden bzw. im vorgesehenen Austausch-

zeitraum vorausschauend bestellt werden und sind somit als unproblema-

tisch zu bewerten.

Die Wartungsintervalle sind mit maximal halbjährlich bis jährlich wesentlich

geringer als die zentraler Systeme. Die Dauer einer Wartung (Leeren des

Schlammraumes und Spülen der Filterkartusche) je Schacht beträgt ca. 45

Minuten und ist nur in Abhängigkeit von der Anzahl der eingebauten Systeme

zu beurteilen und mit einem Regenklärbecken zu vergleichen.

De Anlage verfügt über ein Wartungsmodell, das der Betreiber über einen

entsprechenden Anbieter bestellen kann. In diesem Fall wird die Anlage nach

Herstellerangaben regelmäßig überwacht und gewartet. Dies bietet sich ins-

besondere für Lösungen im gewerblichen Bereich an, wo nur wenige Anla-

gen betrieben werden. Alternativ kann der Betreiber sich die erforderlichen

Wartungsgeräte anschaffen und die Wartung in eigener Regie übernehmen.

Tabelle 4-1: Bewertungsmatrix Vergleich mit einem Regenklärbecken oD

Vergleich der Anlage Budavinci N mit einem Regenklärbecken

An

lag

e


Bezeichnung/Typ Budavinci Typ N, Anschlussfläche Au = 400 m²

Hy-

dra

uli

k

Leistungsvermögen +

spez. Speicherverhalten +

Rü

ck

ha

lte-

verm

ög

en

Grobstoffe o

AFSfein ++

MKW ++

Havarieverhalten o/-

gelöste Schwermetalle +

Wa

rtu

ng

Reinigungsintervalle +

Aufwand o

Erreichbarkeit Verkehrsraum o/-

Ersatzteile +

We

rtu

ng

Hydraulik +

Rückhaltevermögen +

Wartung +/o


In der zusammenfassenden Bewertung ist die Schachtanlage Budavinci

N besser zu bewerten als ein zentrales Regenkärbecken ohne Dauer-

stau, da insbesondere das hydraulische Leistungsvermögen und die

Reinigungsleistung deutlich besser sind.

5 Zusammenfassung

Das Rückhaltevermögen der dezentralen Budavinci-N-Schachtanlage ist mit 79,8 %

für AFSfein deutlich höher als das eines Regenklärbeckens. Der MKW-Rückhalt be-

trägt gemäß DIBt-Prüfmodalitäten 93,1 % und ist somit deutlich besser als in einem

Regenklärbecken. Der Rückhalt von Grobstoffen (100%) entspricht dem eines Re-

genklärbeckens. Der Rückhalt an gelösten Schwermetallen ist besser als in Regen-

klärbecken zu beurteilen. Er wurde zwar nicht getestet, jedoch ist ein Rückhalt in ge-

wissem Umfang in der Filtereinheit zu erwarten.

Das hydraulische Leistungsvermögen mit r = 62 l/(s · ha) ist wesentlich höher als das

eines Regenklärbeckens.

Im Havariefall können Leichtstoffe in geringem Umfang zurückgehalten und aus ei-

nem vorgesehenen Sammelraum abgesaugt werden. Abhängig von der Menge ent-

spricht ist dies gleich oder etwas geringer als in Regenklärbecken zu bewerten.

Die Aufwendungen für Kontrolle und Reinigung sind mit maximal halbjährlich bis

jährlich wesentlich geringer als die zentraler Systeme. Die Wartung (Leeren des

Schlammraumes und Spülen der Filterkartusche bzw. Austausch der Kartusche nach

5 Jahren) wird im Vergleich zu einem Regenklärbecken als weniger aufwendig

beurteilt.

In der zusammenfassenden Bewertung ist die dezentrale Schachtanlage Budavinci-N

überwiegend besser als ein zentrales Regenklärbecken ohne Dauerstau zu bewer-

ten.


6 Verwendete Literatur und Unterlagen

DIBt (Deutsches Institut für Bautechnik) (2011): Zulassungsgrundsätze für Nieder-

schlagswasserbehandlungsanlagen. Teil 1: Anlagen zum Anschluss von Kfz-Ver-

kehrsflächen bis 2.000 m² und Behandlung des Abwassers zur anschließenden Ver-

sickerung in Boden und Grundwasser. Deutsches Institut für Bautechnik, Berlin, Feb-

ruar 2011

DWA (2010): Entwicklung von Prüfverfahren für Anlagen zur dezentralen Nieder-

schlagswasserbehand-lung im Trennverfahren. Auftraggeber: Deutsche Bundes-

stiftung Umwelt; in Zusammenarbeit mit der TU Kai¬serslautern und der FH Münster,

Kaiserslautern 2010

LANUV NRW (2012): Nachweis der Vergleichbarkeit von dezentralen Behandlungs-

anlagen – Zusammenfassende Darstellung der Prüfungsvorgaben vom 25.9.2012

MKULNV NRW (2012): Abschlussbericht „Dezentrale Niederschlagswasserbehand-

lungsanlage in Trennsystemen – Umsetzung des Trennerlasses“. Schreiben an die

Behörden NRWs, gez. Kaste, A., Düsseldorf, 20.4.2012

SEB (Stadtentwässerungsbetriebe), Köln (2011): Dezentrale Niederschlagswasser-

behandlung in Trennsystemen- Umsetzung des Trennerlasses. Gefördert vom Minis-

terium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirt¬schaft, Natur- und Verbraucherschutz des

Landes Nordrhein-Westfalen, Köln 2011

Schmitt, T.G.; Welker, A.; Dierschke, M.; Arnold, G.; Wahrmund, D. (2011): Entwick-

lung und Validierung von Prüfverfahren für dezentrale Niederschlagswasserbehand-

lungsanlagen. Im Auftrag des MKUNLV NRW (Ministerium für Klimaschutz, Umwelt,

Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen).

Vergabe Nr. 08/058.2 Einzelauftrag 6, noch nicht veröffentlicht

Uhl, M. (2012/2015): Untersuchung des Straßeneinlaufs „Budavinci“ der Firma

MeierGuss – Feststoff- und MKW-Rückhalt. Abschlussbericht FH Münster IWARU –

Corrensenstraße 25, Münster, 18. Dezember 2012


Anlage 1: Konstruktionszeichnung der Anlage Budavinci N


Anlage 2: Ergebnisse AFSfein-Untersuchung an der Anlage Budavinci N [Uhl, 2012]


Anlage 3: Ergebnisse MKW-Untersuchung an der Anlage Budavinci N [Uhl, 2012]


Anlage 4: Fotodokumentation des Einbaus des Straßeneinlaufschachtes Budavinci N in

der B10 zwischen Geislingen an der Steige und Amstetten am 23. bis 25.09

2013


Anlage 5: Wartungsprotokolle der Anlage Budavinci N

Gebiet

Hersteller Produkt N

Datum 13.02.2014 26.02.2014 11.03.2014 27.03.2014 09.04.2014 24.04.2014 08.05.2014 20.05.2014

Anlage in Betrieb ja ja ja ja ja ja ja ja

Rückstau/Überstau nein nein nein nein nein nein nein nein

Bemerkungen

Anlage geöffnet ja ja ja ja ja ja ja ja

Sichtprüfung

Schwimmstoffe ja ja ja ja ja ja ja ja

Sichtprüfung

Schlammfang gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen

Sichtprüfung Zu-

/Ablauf ja ja ja ja ja ja ja ja

Bemerkungen

Art und Menge

Grobstoffe < 0,5cm < 0,5cm 0,5 0,7 0,9 0,9 1,2 1,4

Reinigung erforderlich Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein

Wartung erforderlich Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein

Beobachtung allgem.

Überlauf der Anlage im

Vergleich zu anderen

Anlagen Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein

"Menge" Rückstau kein kein kein kein kein kein kein kein

Bemerkungen

Überwachungsprotokoll

Feldtestanlage BUDAVINCI

Meierguss

Mangold Mangold

An

lage

Sich

tprü

fun

gW

artu

ng/

Re

inig

un

gR

ege

ne

reig

nis

Hansel Mangold Hansel

Hydr. Prfg.

Durchgeführt

. iO

geprüft Mangold Mangold Günther

Gebiet


Datum 06.06.2014 19.06.2014 03.07.2014 14.07.2014 19.08.2014 22.09.2014 24.10.2014 18.11.2014

Anlage in Betrieb ja ja ja ja ja ja ja ja

Rückstau/Überstau nein nein nein nein nein nein nein nein

Bemerkungen

Anlage geöffnet ja ja ja ja ja ja ja ja

Sichtprüfung

Schwimmstoffe ja ja ja ja ja ja ja ja

Sichtprüfung

Schlammfang gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen

Sichtprüfung Zu-

/Ablauf ja ja ja ja ja ja ja ja

Bemerkungen

Art und Menge

Grobstoffe 1,6 1,8 1,9 2,1 2,1 2,6 3,2 3,9

Reinigung erforderlich Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein

Wartung erforderlich Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein

Beobachtung allgem.



Anlagen Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein Nein

"Menge" Rückstau kein kein kein kein kein kein kein kein

Bemerkungen



Meierguss

An

lage

Sich

tprü

fun

gW

artu

ng/

Re

inig

un

gR

ege

ne

reig

nis

geprüft Günther Hansel Mangold Mangold Hansel Günther Mangold Hansel

Hydr. Prfg.

Durchgeführt

. iO

Hydr. Prfg.

Durchgeführt

. iO


Gebiet


Datum 08.12.2014 21.01.2015 17.02.2015 25.03.2015 20.04.2015

Anlage in Betrieb ja ja ja ja ja

Rückstau/Überstau nein nein nein nein nein

Bemerkungen

Anlage geöffnet ja ja ja ja ja

Sichtprüfung

Schwimmstoffe ja ja ja ja ja

Sichtprüfung

Schlammfang gemessen gemessen gemessen gemessen gemessen

Sichtprüfung Zu-

/Ablauf ja ja ja ja ja

Bemerkungen

Art und Menge

Grobstoffe 3,9 4,1 4,3 4,4 4,9

Reinigung erforderlich Nein Nein Nein Nein ja Absaugen des Schlammraumes

Wartung erforderlich Nein Nein Nein Nein ja Spülen Filterkartusche

Beobachtung allgem.



Anlagen Nein Nein Nein Nein Nein

"Menge" Rückstau kein kein kein kein kein

Bemerkungen

vor Spülung: 0,363 l/s = 9 l/(s*ha)

nach Spülung: 3,24 l/s = 80,9 l/(s*ha)



MeiergussA

nla

geSi

chtp

rüfu

ng

War

tun

g/

Re

inig

un

gR

ege

ne

reig

nis

geprüft Hansel Mangold Hansel MangoldMangold/

Dierschke

Hydr. Prfg.

Durchgeführt

.

Hydr. Prfg.

Durchgeführt

. iO

NACHWEIS DER VERGLEICHBARKEIT DER DEZENTRALEN … · 2015. 10. 23. · Budavinci N - Nachweis der...

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