Sauber und wirtschaftlich

Nach Angaben des Statistischen Bundesamtes (DESTATIS, 2005) entfallen von den versiegelten Flächen ca. 50 % auf Verkehrsflächen. Der Schadstoffeintrag ist hier im Verhältnis zu Wohn- und Gewerbeflächen besonders hoch. Dies macht eine Behandlung des Oberflächenwassers unabdingbar, besonders im Funktionskreislauf von Trennsystemen, bei denen die Abflüsse, ohne Reinigung in einer Kläranlage, direkt in die Gewässer – z. B. in den Vorfluter – eingeleitet werden.

Zentral oder Dezentral?

Konventionelle zentrale Systeme sind jedoch in der Regel gerade in dicht besiedelten Gebieten auf Grund ihres hohen Platzbedarfs nicht realisierbar. Darüber hinaus sind sie teurer als dezentrale Lösungen. Eine sowohl bei funktionaler als auch wirtschaftlicher Betrachtung effiziente Alternative besteht hier in der Reinigung der verschmutzten Straßenabwässer direkt am Ort ihres Entstehens. Für solche Einsatzbedingungen wurde von der Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker in Kooperation mit der Funke Kunststoffe GmbH das System Innolet sowie die Systemvariante Innolet G (getaucht) zur Serienreife entwickelt.

Innolet – Das Funktionsprinzip

Mit Innolet steht dem Markt ein innovatives dezentrales Filtersystem zur Behandlung von Straßenabflüssen direkt dort, wo sie anfallen, zur Verfügung. Der Innolet Filter ist ein zweistufiger Filter, der in vorhandene Straßenabläufe nach DIN mit quadratischem oder rechteckigem Aufsatz an hochbelasteten Straßenabschnitten nachgerüstet werden kann. Auch die Ausstattung neuer Abläufe ist möglich.

Für den Reinigungsvorgang wird kein künstlicher Energieaufwand benötigt, da das Gefälle zwischen Straßenoberkante und Kanalisation ausgenutzt wird. Neben dem Grobstoffrückhalt herkömmlicher Trocken- oder Nassgullies, der durch den Grobfilter erfolgt, verfügt das System Innolet über eine nachgeschaltete Filterstufe für Feinstoffe – einschließlich angelagerter Schmutzstoffe. Durch das im Filterkorb befindliche absortive Material werden selbst Schwermetalle, Polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und abfiltrierbare Stoffe (AFS) gebunden. Das IKT, Institut für unterirdische Infrastruktur, Gelsenkirchen, schreibt dem System Innolet, nach Untersuchungen verschiedener hydraulischer Belastungen, einen an das Merkblatt DWA-M 153 angelehnten Durchgangswert D von 0,5 zu.

Wie hoch ist der Arbeitsaufwand?

Zur Nachrüstung des Systems Innolet in bestehende Straßenabläufe wird zunächst der Laubfang des Straßenablaufs entfernt und hierfür der Innolet-Einsatz eingeführt. Danach wird der zweistufig Filter eingesetzt. Im Filterkorb der ersten Stufe werden Grobstoffe zurückgehalten. Die Filterpatrone der zweiten Stufe hält Feinstoffe und gelöste Verbindungen sowie Schwermetalle zurück. Die Reinigung des Grobfilters sollte – abhängig vom Grad der Verschmutzung – 2 bis 4 mal pro Jahr durchgeführt werden. Der Austausch des Substrats der Filterpatrone erfolgt einmal pro Jahr zusammen mit der Gesamtreinigung des Straßenablaufs. Werden die erforderlichen Wartungsintervalle nicht bedarfsgerecht eingehalten, besteht die Gefahr, dass das System verstopft.

Alles sauber? – Ein Blick nach Hagen

Die Leistungsfähigkeit von Innolet wurde unter realen Bedingungen im Rahmen verschiedener Pilotprojekte in Hagen, Hoppegarten, Berlin, Hamburg, Hannover u.a. sowie im Rahmen einer Testreihe des IKT, Institut für Unterirdische Infrastruktur, überprüft. Die tatsächliche Reinigungsleistung korreliert hierbei stets mit dem aktuell vorhandenen Grad der Verschmutzung. Unter Berücksichtigung aller gewonnenen Parameter lässt sich für das System Innolet etwa eine Reinigungsleistung von 40 bis 50 % bezogen auf AFS und Schwermetalle erreichen. Je Straßenablauf werden etwa 30 kg Feststoffe zurückgehalten. Ein Blick auf ein erstes Pilotprojekts in Hagen zeigt die folgenden Ergebnisse. Hier wurden von Ende Juli 2008 bis Ende Februar 2010 19 Straßenabläufe mit dem Innolet Filtersystem nachgerüstet und auf ihre betriebliche Leistungsfähigkeit hin untersucht. Für diesen Zeitraum konnten an drei Messpunkten relevante Ergebnisse gewonnen werden. Hier lag die Reinigungsleistung des Innolet Filters für AFS bei 70 %, für CSB und Phosphor bei 60%. Die Reinigungsleistung für Zink bei rund 55 %.

Sauber und wirtschaftlich

Vergleicht man die für die Installation und Wartung solcher dezentralen Systeme anfallenden Kosten mit den Fixkosten für eine zentrale Anlage sprechen die Zahlen eine deutliche Sprache. Die Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker hat mit dem Kostenvergleichsrechnungsprogramm Eco.RWB einen Kostenvergleich nach LAWA gerechnet. Hierbei wurden im Rahmen des Abschlussberichts zum Pilotprojekt in Hagen drei verschiedene Szenarien verglichen:

Eine Systemvariante – Innolet G (getaucht)

Die Filterpatrone Innolet hat sich für den Einsatz in Hamburg als problematisch erwiesen, da sie nicht vollständig den betrieblichen Anforderungen der Hamburger Stadtentwässerung genügt. Dies liegt in erster Linie daran, dass in Hamburg vorwiegend Straßeneinlaufschächte mit Nassschlammfang, die sogenannten „Hamburger Trummen“ eingesetzt werden. Innolet könnte hier nur nach einer kostenintensiven baulichen Veränderung zum Einsatz kommen, da der Auslauf herabgesetzt werden müsste. Daraufhin hat die Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH zusammen mit der Funke Kunststoffe GmbH und der Hamburger Stadtentwässerung im Rahmen eines von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Vorhabens ein System auf Grundlage des Innolet Standardsystems entwickelt: Innolet G (G für getaucht). Dieser Filter kann in Nassgullys, wie sie nicht nur in Hamburg, sondern in vielen anderen Städten vorzufinden sind, eingebaut werden. Der Nassgully kann ohne Umbaumaßnahmen am Filtersystem nachgerüstet werden, wobei der im Ablauf vorhandene Nassschlammfang genutzt werden kann.

Wie funktioniert es?

Das modifizierte System ist nun mit einem Übergang zum Auslauf des Straßenablaufs ausgestattet ist. Das Wasser strömt über die oben angeordnete Abdeckung in den unteren Teil des Straßeneinlaufschachtes mit Nassschlammfang. Das Regenwasser durchfließt anschließend die in der Halterung eingehängte, seitlich gelochte und mit Substrat gefüllte Filterpatrone. Diese bewirkt einen Rückhalt von mitgeführten Feinstoffen, gelösten Schwermetallen sowie eine Adsorption von organischen Substanzen. Das gefilterte Regenwasser gelangt mit steigendem Wasserstand über das in der Mitte des Filters angeordnete Rohr nach oben und unter der Abdeckung in den Ablauf. Sobald die hydraulische Leistungsfähigkeit überschritten wird, steigt das Wasser im System an und gelangt unterhalb der Abdeckung (Notüberlauf) ggfs. ungereinigt in den Ablauf.

Einsatzort Hamburg

Im Gebiet des Hamburger Hafens, in den Vollhöfner Weiden, wurden 20 vorhandene Trummen mit Innolet G Filtern nachgerüstet und 1 Jahr unter realen Betriebsbedingungen untersucht. In diesem Feldversuch wurde deutlich, dass sich neben Kupfer und MKW auch die Reinigungsleistungen für TOC, Zink und PAK mit Innolet G gegenüber einer Trumme ohne Innolet G verbessert haben. Die Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH geht bei Berücksichtigung aller in Hamburg gemessenen Parameter von einem Rückhalt von ca. 50% in situ durch den Einsatz von Innolet G aus. Dies ermöglicht eine schnelle Entlastung der Gewässer durch eine effektive Reduzierung der Einträge. Solche Maßnahmen sind schnell und kosteneffizient umzusetzen, ohne großen planerischen und baulichen Aufwand durch die Erstellung zentraler Anlagen.

Betriebskosten im Blick

Die jährlichen Wartungskosten für Innolet G wurden nach Festlegung der erforderlichen Wartung von der Hamburger Stadtentwässerung, der Hamburger Port Authority und der Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker unter Berücksichtigung aller relevanten Parameter mit ca. 130 € netto angegeben. Diese Kosten setzen sich zusammen aus der Zwischenwartung nach einem halben Jahr und der Hauptwartung nach einem Jahr. In diesen Kosten enthalten sind u.a. Einbau, Wartung, der Austausch des Filtermaterials sowie die Kosten für Personal, Fahrzeuge, Ausrüstung, Lagerräume für Filtermaterial und Wechsel. Im Vergleich zu alternativen Lösungen zur Behandlung von Straßenabwässern stellt sich hier die Lösung mit Innolet G deutlich als die wirtschaftlichste Lösung dar.

Die richtige Entscheidung

Der Schutz unserer Gewässer vor Kontamination ist eine der wichtigsten Aufgaben einer zukunftsorientierten Siedlungswasserwirtschaft. Dies stellt nicht zuletzt die Industrie vor große Herausforderungen. Es gilt, nachhaltige, langfristig tragfähige Systemlösungen zu entwickeln, die diesen Anforderungen gerecht werden. Aber solche Lösungen müssen auch wirtschaftlich darstellbar sein, um realisiert zu werden. Innolet und Innolet G beschreiten hier einen effizienten und wirtschaftlichen Weg.

Die Redaktion bedankt sich bei der Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH sowie bei der Funke Kunststoffe GmbH für die Zusammenstellung des umfangreichen Datenmaterials.