Ein Ziel – viele Möglichkeiten

Bei Neubaumaßnahmen oder Umbau (sofern Änderungen an der Entwässerung geplant sind) muss ein Entwässerungsgesuch eingereicht werden. Die untere Wasserbehörde beurteilt dann unter anderem, ob die Regenwasserableitung den Vorschriften entspricht. Und diese haben sich in den letzten Jahren geändert, um nicht zu sagen, ins Gegenteil verkehrt! Mussten früher Regenwasserabläufe in die Kanalisation abgeleitet werden, so soll dies jetzt vermieden werden. Insbesondere Anschlüsse an den Mischkanal sind tabu laut WHG 2009. Die Wassergesetze der Bundesländer und der Kommunen (örtliche Abwassersatzungen) wurden entsprechend angepasst.

Insbesondere beim Bau großflächiger Liegenschaften wie kommunalen Eigenbetrieben, Verkehrsflächen und öffentlichen Gebäuden werden deshalb zunehmend dezentrale Anlagen zur Rückhaltung und Behandlung von Regenwasser eingesetzt. Dieses wird gedrosselt und gereinigt in ein Gewässer eingeleitet oder in den Untergrund versickert – eine ökologische und zugleich ökonomische Alternative zu Ableiten im Mischkanal und Mitbehandeln in kommunalen Kläranlagen. Verdunstung durch Dachbegrünung, Nutzung durch Zisternen, Versickerung durch entsiegelte Flächen und Einleitung in Oberflächengewässer durch gedrosselten Ablauf ergänzen sich auf ideale Weise. Für jede Baumaßnahme kann die beste Kombination durch die Bauherrschaft festgelegt werden, sofern örtliche Entwässerungssatzung, Baugenehmigung, Verordnungen und Gesetze nichts anderes fordern. Entscheidend ist, von welchen Flächen das Regenwasser stammt und wie es dem natürlichen Wasserkreislauf wieder „einverleibt“ werden soll.

Woher – Dach oder Verkehrsfläche?

Zunächst wird grob unterschieden in die Herkunft des Regenwassers von:

– Dachflächen

– Verkehrsflächen mit Betrieb von Kraftfahrzeugen

– Sonstige Flächen (Verkehrsflächen ohne Betrieb von Kraftfahrzeugen)

Innerhalb dieser drei Gruppen kann weiter unterteilt werden, je nach Belastungspotential für das auftreffende Regenwasser. Dabei spielt eine Rolle, ob den natürlichen Wasserhaushalt belastende Stoffe dabei sind und wie groß der abfließende Volumenstrom in Liter pro Sekunde ist. Begrünte Dächer, z. B. haben kaum Belastungspotential, metallgedeckte Dachflächen jedoch wegen des Abtrags von Schwermetallverbindungen und des schnellen Wasserabflusses deutlich mehr.

Wohin – Grundwasser oder Oberflächengewässer?

Auch interessiert die Behörde, ob das Niederschlagswasser in das Grundwasser, in ein Oberflächengewässer oder (ausnahmsweise entgegen WHG 2009) in den Mischwasserkanal eingeleitet wird. Falls letzteres erlaubt ist, gibt es in der Regel keine Anforderungen an eine Behandlung des Regenwassers. Bei Einleitung in Grundwasser oder in Oberflächengewässer entscheidet deren Schutzwürdigkeit, ob und wie zufließendes Regenwasser vorab behandelt werden muss. Als problematisch gelten Niederschlagsabflüsse von Verkehrsflächen mit starkem KFZ-Betrieb.

Ist das Grundwasser Ziel der Ableitung, dann muss möglichst breitflächig über bewachsenen Oberboden versickert werden. Was heißt das genau? Breitflächig bedeutet, die gesamte Fläche gleichmäßig zu nutzen. Der humusreiche Oberboden mit seiner Vielfalt an anorganischem Material und organischem Leben ist in der Lage, Problemstoffe im versickernden Regenwasser zurückzuhalten und teilweise umzuwandeln – das Niederschlagswasser also zu reinigen. Damit diese Eigenschaft auf Dauer erhalten bleibt, muss das Zuschlämmen der Poren an der Oberfläche des Oberbodens verhindert werden. Dies gelingt am besten durch einen flächendeckenden wurzelreichen Bewuchs. Mähen und Mähgut abräumen gehört daher als Pflegemaßnahme bei einer Sickerfläche dazu. Die technische Regel für dezentrale Versickerungsmaßnahmen „DWA A-138“ gibt hierzu weitere Hinweise. Tabelle 1 bietet z. B. einen Überblick, welche Art der Versickerung in welchem Fall zulässig ist. Ist eine breitflächige Versickerung erforderlich, aber aus Mangel an Fläche nicht möglich (häufig der Fall in Innenstädten), so darf punktuell versickert werden, falls eine geeignete Behandlung des Regenwassers erfolgt. Als Nachweis für die Eignung gilt in der Regel die Bauartzulassung der in Frage kommenden Behandlungsanlage.

Ist das Oberflächengewässer Ziel der Ableitung, gilt zunächst WHG 2009. Darin bestimmt der Gesetzgeber seit 1. März 2010 laut § 57 (1): „Eine Erlaubnis für das Einleiten von Abwasser in Gewässer (Direkteinleitung) darf nur erteilt werden, wenn die Menge und Schädlichkeit des Abwassers so gering gehalten wird, wie dies bei Einhaltung der jeweils in Betracht kommenden Verfahren nach dem Stand der Technik möglich ist, …“. Geschieht das Einleiten über den Regenkanal einer Trennkanalisation, so sind zum Stand der Technik laut WHG 2009 die Ausführungen der Abwasserverordnung, speziell Anhang Regenwasser, maßgeblich. Doch dieser Anhang fehlt bisher. Deshalb gelten für Regenabflüsse von Verkehrsflächen zur Einleitung in Oberflächengewässer bis auf weiteres noch örtlich spezifische Auflagen mit Verweis auf technische Regeln wie z. B. BWK M3 oder DWA-M 153. Zusätzlich gelten in einigen Bundesländern Niederschlagswasserfreistellungsverordnungen. Darin werden Bedingungen genannt, unter denen Anlagen zur Regenwasserversickerung ausnahmsweise ohne Erlaubnis der Unteren Wasserbehörde gebaut werden dürfen. Eine solche Bedingung kann die Bauartzulassung der Behandlungsanlage sein.

Was ist besonders an einer Anlage mit Bauartzulassung?

Ein Sachverständigenausschuss des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) in Berlin hat Grundsätze verabschiedet, nach denen „Bauprodukte und Bauarten zur Behandlung und Versickerung von mineralölhaltigen Niederschlagsabflüssen“ zugelassen werden können. Das ist ein Verwendbarkeitsnachweis aus wasserrechtlicher Sicht. Was bedeutet das in der Praxis? Überall dort, wo Abwasser von Verkehrsflächen in Gewässer oder Grundwasser eingeleitet wird und rechtliche Anforderungen an die Eigenschaften dieses Abwassers bestehen, kommen Behandlungsanlagen wie z. B. Substratfilter zum Einsatz. Mit Bauartzulassung des Deutschen Instituts für Bautechnik (DIBt) sind solche Anlagen geeignet, das Grundwasser vor Eintrag schädlicher Stoffe zu schützen. Auch ohne derzeit vorhandene Rechtsgrundlage (fehlende Abwasserverordnung „Regenwasser“) lässt sich dieser Sachverhalt sinngemäß auf die Einleitung in Oberflächengewässer anwenden. Das Niederschlagswasser wird dazu mit einem speziell entwickelten Filtersubstrat von Schwermetallen, abfiltrierbaren Stoffen und mineralischen Kohlenwasserstoffen befreit. Die Bauartzulassung wird erst erteilt, wenn ein Prototyp der Anlage im Test die vom DIBt vorgegebene Reinigungsleistung erbringt. Dabei wird auch die sogenannte Standzeit ermittelt, das Wartungsintervall bis zum Austausch von Anlagenteilen.

Weshalb sparen Kommunen und Eigenbetriebe durch Regenwasserbehandlung?

Regenwasser wird immer mehr zum Kostenfaktor. Früher war der Anschluss der Regenentwässerung an den Kanal der Kommune vorgeschrieben und ohne zusätzliche Kosten. Heute soll es auf den Grundstücken bewirtschaftet werden. Falls dies nicht gelingt, muss – auch von den Kommunen selbst und ihren Betrieben - pro Quadratmeter in den Kanal entwässerte Fläche Jahr für Jahr eine separate Gebühr bezahlt werden. In Bonn beträgt sie derzeit 1,27 €, in Wuppertal 1,93 €. In Berlin wird sie als Niederschlagswasserentgelt in Höhe von 1,825 € pro Quadratmeter und Jahr erhoben, in Potsdam in Höhe von 1,15 €.

Selbst der Abfluss belasteter Verkehrsflächen im Zentrum von Städten kann mittlerweile so behandelt werden, dass er unter Einhaltung der technischen Regeln ins Grundwasser versickert werden darf. Damit entfällt die Ableitungsgebühr bzw. das Entgelt, die Betriebskosten der Immobilien und Liegenschaften sinken. Dies entlastet finanziell diejenigen, die einen hohen Versiegelungsgrad haben. Dazu können neben öffentlichen Einrichtungen wie Rathaus, Stadthalle, Theater, Feuerwehr, Eigenbetriebe, Schulen, Kindergärten auch gemeindeeigene Wohnungsbaugenossenschaften gehören. Besonders stark betroffen sind neben Kommunen auch Kirchen und Vereine mit ihren Liegenschaften.

Beispiel: Für den Neubau eines Berliner Verwaltungsgebäudes nahe Potsdamer Platz wurden angrenzende Flächen saniert. Das anfallende Regenwasser von Zufahrten, Wegen und Platzflächen wird nun gesammelt und auf dem Umweg über einen Substratfilter und eine unterirdische Rigolenversickerung dem Grundwasser zugeführt, ohne dass bewachsener Oberboden in Anspruch genommen werden muss. Der in der Berliner City knappe Platz an der Oberfläche steht daher für diverse andere Nutzungen zur Verfügung. Und das für Ableitung fällige relativ hohe Entgelt an die Berliner Wasserbetriebe entfällt auch bei dieser Lösung! Voraussetzung war allerdings eine vorhergehende Behandlung des Regenwassers nach dem aktuellen Stand der Technik.

Wie funktioniert Regenwasserbehandlung nach dem Stand der Technik?

Stephan Klemens von Mall GmbH aus Donaueschingen, maßgeblich beteiligt an der Entwicklung des in Berlin eingebauten neuen Substratfilters ViaPlus, weiß um die doppelte Anforderung nach einerseits optimalem hydraulischem Durchsatz und andererseits bestmöglicher Reinigungsleistung. Daher hat er großen Wert auf ein sehr gutes Verhältnis von Oberfläche zu Volumen des Filters gelegt und erklärt: „Die Schmutzfracht bleibt konstant, unabhängig von der Menge des Regenwassers. Das ist das Besondere bei Niederschlagsabflüssen. Durch unsere patentierte Konstruktion entstehen je nach Intensität eines Regenereignisses unterschiedliche, aber in jedem Fall passende hydraulische Verhältnisse. Und das Filtermaterial kann wieder abtrocknen.“ Bei geringer Niederschlagsintensität wirkt der Schwanenhals im Ablauf des Substratfilters wie ein Stauwehr. Der Wasserspiegel steigt bis zum oberen Krümmer an, so dass der ganze Filter benetzt ist. Bei weiter anhaltendem Zufluss erfolgt langsam ein Stau in den Krümmer hinein. Der höchstmögliche Wasserstand verursacht durch das dann vollständig gefüllte Fallrohr einen Sog, der die maximale Wassermenge durch den Filter saugt.

In jedem Fall durchläuft das zu reinigende Wasser in diesem Substratfilter drei Stufen. Stufe 1 ist die Rückhaltung absetzbarer Stoffe bis zu einer Korngröße von ca. 50 µm (0,05 mm) durch tangentiale Einleitung in ein Trichterbecken (Hydrozyklon). Stufe 2 ist die Trennung der abfiltrierbaren Stoffe bis zu einer Größe von 0,45 µm (0,00045 mm) durch die Filterstufe aus Porenbeton. Gleichzeitig ergibt sich ein Koaleszenzeffekt (Trennung vom Wasser und Aufschwimmen an die Oberfläche) für die eingetragenen mineralischen Kohlenwasserstoffe. Stufe 3 ist die Entfernung der gelösten und emulgierten Stoffe wie Schwermetalle, mineralische Kohlenwasserstoffe und organische Stoffe durch Adsorption (Anlagerung). Klemens ist stolz auf die lange Standzeit von 4 Jahren, die im September 2011 vom DIBt in der Zulassung Z-84.2-8 bescheinigt wurde, und ergänzt „Die Wartung ist unkompliziert, denn bei unserem Filter ist der Schlammraum allseitig gut zugänglich.“ Für ihn schon selbstverständlich ist die Tatsache, dass Schwermetalle aus dem Filter nach Ablauf dieser Zeit im Zuge von Wartung und Austausch resorbiert, also zurück gewonnen werden können.

Die Reinigungsleistung des ViaPlus-Substratfilters ist zudem besser als es die DIBt-Bauartzulassung erfordert. Das ergab die Prüfung des TÜV Rheinland, durchgeführt an der Landesgewerbeanstalt (LGA) Bayern, Außenstelle Würzburg. Für die Parameter AFS (Feststoffe) liegt der Wirkungsgrad bei 93 statt 92 %, für MKW (Öl) bei 99 statt 80 %, für die Schwermetalle Kupfer bei 90 statt 80 % und für Zink wurden 89 statt der geforderten 70 % erreicht.

Wie erfolgt der Einbau eines Substratfilters?

Nachfolgend ein Auszug aus der Einbauanweisung für ViaPlus-Schachtanlagen: Das Grundelement besteht aus einem monolithischen Stahlbetonfertigteil-Behälter, welcher im „Über-Kopf-Verfahren“ hergestellt wurde. Die Produktionsweise macht es möglich, einen vollständig stahlbewehrten Behälter ohne Arbeitsfuge im kritischen Anschnitt Wand-Sohle herzustellen. Die Anlage kann Verkehrsbelastungen der gängigen Lastbilder ohne zusätzliche Maßnahmen aufnehmen. Der lichte Durchmesser dieses zylindrischen Behälters beträgt 1.200 mm. Sämtliche Filterelemente sind werkseitig vormontiert und müssen beim Einbau vor Verschmutzungen geschützt werden.

Liefern und Versetzen kann bei kleineren Behandlungsanlagen in einem Zuge durch den Hersteller erfolgen. In diesem Fall müssen die Betonfertigteile nicht umgeladen werden. Voraussetzung ist, dass bis auf einige Meter an die Baugrube herangefahren werden kann. Mit dem Fahrzeugkran versetzt der Fahrer des liefernden Herstellers die Einzelteile gemeinsam mit dem ausführenden Betrieb vor Ort in die nach Plan vorbereitete Baugrube. In der Regel dauert dies maximal einen Arbeitstag, denn Rohrverbindungen sind schnell montiert. Schließlich wurden im Werk bereits alle vorgesehenen Behälteranschlüsse mit flexiblen Dichtungen einbetoniert.

Einbaubeispiel 1: Am Ufer des Bodensees ist die Notwendigkeit zur Vorreinigung von Oberflächenwasser leicht nachvollziehbar. Europas größter Trinkwasserspeicher hat ein hohes Schutzbedürfnis, wenn wie hier das Wasser des als Vorflut dienenden Bachlaufs schon nach kurzer Fließstrecke den Bodensee erreicht. Mit dem Bau einer Mehrzweckhalle wurde im Jahr 2012 die Entwässerung der Kraftfahrzeug-Verkehrsflächen (Zufahrt und Parkplätze) aufgeteilt in 5 Teilströme. Einer führt zur Kanalisation, zwei münden direkt in Sickermulden mit bewachsenem Oberboden und zwei weitere werden über je eine kombinierte Rückhaltung / Reinigung in die Vorflut geführt. Der größere Volumenstrom aus ca. 1.000 m² Fläche erreicht den Substratfilter ViaPlus über einen Drosselschacht, der maximal 5 Liter pro Sekunde durchlässt (so kommt die überwiegende Menge des Schmutzes, nicht aber die Hauptwassermenge in die Behandlungsanlage). Der kleinere Zufluss aus ca. 300 m² Sammelfläche ist unmittelbar am Substratfilter angeschlossen. Diese Lösung ist kostengünstig und entspricht den Forderungen der Unteren Wasserbehörde im Landratsamt Bodenseekreis.

Einbaubeispiel 2: Am südlichen Rand des Ruhrgebiets hat ein Fahrzeugzulieferbetrieb die Zahl seiner Mitarbeiter erhöht und deshalb 2012 einen weiteren Parkplatz für die Belegschaft angelegt. Das Oberflächenwasser von 162 gepflasterten PKW-Stellplätzen wird gesammelt, in einer kombinierten unterirdischen Anlage zurückgehalten und gereinigt. Dem Substratfilter ViaPlus sind ein Drosselbauwerk und ein Schlammfang vorgeschaltet. Vor dem Abfluss passiert das gereinigte Wasser noch einen Probenahmeschacht, bevor es in einen verrohrten Bachlauf eingeleitet wird. Dieser geht nach ca. 1.500 m in ein offenes Gewässer über. Zur Art und Weise der Oberflächenwasser-Behandlung hatte die Untere Wasserbehörde des Ennepe-Ruhr-Kreises Vorgaben gemacht, u. a. dass die Behandlungsanlage den Ablauf ins Gewässer auf maximal 5 Liter pro Sekunde drosselt und dass die Anlage eine Bauartzulassung des DIBt haben soll. Um die Erschließung so wirtschaftlich wie möglich zu bauen, wurde vorsorglich das benachbarte Grundstück mit einbezogen.

Zusammenfassung

Aus den Regeln der Technik erkennen Fachplaner schnell, in welchem Fall welche Behandlung von Regenwasser nötig ist. Die Erlaubnis dazu geben die Unteren Wasserbehörden. Bewachsener Oberboden reinigt gut und preiswert, wenn genug Platz dafür vorhanden ist. Voraussetzung ist eine Pflege dieser Vegetationsflächen, was Betriebskosten verursacht. Alternativ, insbesondere wenn innerstädtisch zu wenig Fläche für bewachsenen Oberboden vorhanden ist, können Substratfilter eingesetzt werden. Hier ist das Wartungsintervall abhängig vom Produkt (in den gezeigten Beispielen 1 Mal in 4 Jahren). Solche Filter mit Bauartzulassung werden von den Unteren Wasserbehörden zunehmend gefordert. Die Investition rechnet sich insbesondere dort, wo statt „grüner“ Flächenversickerung andere Nutzungen der Oberfläche Vorrang haben.

So geschieht im Sinne des WHG 2009 die Reinigung des Niederschlagswassers dezentral vor Ort – eine win-win-win Situation: Die mit Gebühr bzw. Entgelt belastete Ableitung zur Kläranlage entfällt. In Folge sinken die Betriebskosten der Immobilien und Liegenschaften. Der Regenwasseranteil auf der Kläranlage verringert sich, der natürliche Wasserhaushalt profitiert.