Infrastruktur: Projekte

Verunreinigtes Regenwasser auffangen und reinigen

Versuchsanlage Regenwasserreinigung
Die Versuchsanlage zum Auffangen und Reinigen von Niederschlagswasser an der A 485. © THM, Gießen

LOEWE-Forschungsteam testet kostengünstige Lösung zur Behandlung von verunreinigten Niederschlagsabflüssen

Regen löst und transportiert beim Abfließen von Siedlungs- und Verkehrsflächen vorhandene Schmutz- und Schadstoffe und kann daher erheblich verunreinigt sein. In vielen Fällen ist eine Behandlung vor der Einleitung in die Gewässer erforderlich. Je nach Flächentyp und Aktivität im Einzugsgebiet belasten Staubniederschläge, aber auch verkehrsbedingte Verbrennungsrückstände und Abriebprodukte (z.B. Bremsabrieb) die sogenannten Niederschlagsabflüsse mit einer Vielzahl von Stoffen. Darin enthalten sind Schwermetalle, organische Schadstoffe oder auch Nährstoffe wie Phosphor. Im Rahmen des Forschungsvorhabens „In-situ Messprogramm an einer semizentralen Anlage zur Behandlung von hochbelasteten Straßenabflüssen“ wird eine günstige und effiziente Lösung zur Behandlung von verunreinigten Niederschlagsabflüssen getestet und weiterentwickelt. Das von Januar 2015 bis Juni 2016 laufende Projekt der Frankfurt University of Applied Sciences (FRA-UAS) wird im Rahmen von Hessen ModellProjekte aus Mitteln der LOEWE – Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz, (LOEWE-Förderlinie 3: KMU-Verbundvorhaben), mit 141.380 Euro gefördert.

„In den letzten Jahren musste enorm viel in die Behandlung von Niederschlagsabflüssen investiert werden, sodass der Bedarf an kostengünstigeren Lösungen hierfür stark gestiegen ist. Dem wollen wir mit unserem Projekt Rechnung tragen, indem wir neue und zudem preiswertere Ideen entwickeln und auf ihre Praxistauglichkeit prüfen“, erklärt Projektleiterin Prof. Dr. Antje Welker vom Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft und Hydromechanik am Fachbereich Architektur, Bauingenieurwesen, Geomatik der FRA-UAS. Eine Behandlung von Niederschlagsabflüssen wird bisher entweder zentral in Regenklärbecken mit Anschlussflächen von einigen Hektar oder dezentral in kleinen technischen Anlagen mit angeschlossenen Flächen bis 1.000 m² durchgeführt. „Beide Lösungen weisen jedoch auch Nachteile auf“, so Welker. „Während bei der zentralen Lösung die hohen Investitionskosten und der große Platzbedarf negativ ins Gewicht fallen, ist es bei den dezentralen Anlagen der Aufwand der Überwachung und Wartung aufgrund der zahlreichen Betriebspunkte.“ Von kommunalen und privaten Betreibern werden immer häufiger Zwischenlösungen mit einer angeschlossenen Fläche von bis zu einem Hektar angefragt, bei deren Größe konventionelle Regenklärbecken zu teuer sind.

In dem in den Jahren 2013 und 2014 an der Frankfurt UAS durchgeführten LOEWE-Forschungsvorhaben „Entwicklung einer semizentralen Anlage zur Behandlung von schadstoffhaltigen Niederschlagsabflüssen“ wurde eine semizentrale Behandlungsanlage für eine Anschlussgröße von 10.000 m² entwickelt, die die Vorteile beider Behandlungsgrößen vereint. Vorversuche im Labormaßstab wurden erfolgreich durchgeführt und abgeschlossen und belegten die Schwermetall- und Phosphorelimination. Im Rahmen der Fortführung des Projektes wurde die zweistufige Anlage Anfang 2015 von der Forschungsgruppe im Einzugsgebiet eines Autobahnabschnittes der A 485 bei Gießen aufgestellt. Dieser Abschnitt hat sich aufgrund der hohen Belastung mit Feststoffen und der vorhandenen Infrastruktur (Strom, Wasser) als geeignet erwiesen. Die semizentrale, modular aufgebaute Anlage hat zwei Komponenten: In der ersten Stufe werden Feststoffe mit Hilfe eines Lamellenabscheiders der Firma Steinhardt, der eine hohe Sedimentationsleistung aufweist, zurückgehalten. Feststoffe sinken so besonders schnell und effektiv zu Boden und können von dort entfernt werden. In der sich anschließenden Filterstufe der Firma 3P können gelöste Stoffe wie Schwermetalle oder Phosphor eliminiert werden.

Schemazeichnung Regenwasserreinigung

Schemaskizze der Anlage. © FRA-UAS, Martina Dierschke

Derzeit werden das Zulaufbauwerk, ein Messcontainer, verbindende Rohrleitungen und die erforderlichen Messgeräte am Autobahnabschnitt installiert und verbunden. Nach deren Inbetriebnahme startet ein ausführliches Messprogramm zur Überprüfung der Leistungsfähigkeit und zur Gewinnung wissenschaftlich verwertbarer Daten zum Aufkommen und Rückhalt von Schadstoffen. Dies schließt die Durchführung eines in den USA üblichen Feststoffversuchs mit künstlichem Beschickungswasser ein. Mit diesen Erfahrungen können z.B. mögliche Zulassungsgrundsätze des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) für solche Anlagen erarbeitet werden. Weiteres Ziel ist die Erschließung neuer Märkte in außereuropäischen Ländern wie den USA und Australien, in denen der Phosphoreintrag in Seenlandschaften ein großes Problem darstellt.

Das Konsortium des Forschungsprojekts besteht aus folgenden Partnern: Frankfurt University of Applied Sciences, Technische Hochschule Mittelhessen, Steinhardt Wassertechnik GmbH (Taunusstein), 3P Technik Filtersysteme GmbH (Donzdorf), Mittelhessische Wasserbetriebe (Gießen) sowie Deutsches Institut für Bautechnik (Berlin).

Die Initiative für die Forschungsvorhaben ging vom Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft und Hydromechanik aus, das als Konsortialführer und Projektsteuerer fungiert. Fachgebietsleiterin Prof. Dr. Antje Welker sowie Prof. Dr. Carsten Dierkes und Martina Dierschke, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fachgebiet, forschen seit Jahren zum Thema Niederschlagswasserbehandlung.

Weitere Informationen:
www.frankfurt-university.de


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