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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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 2
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 3
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 4
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 5
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-
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 6
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]
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 7
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 %
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 9
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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 10
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 11
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 12
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 13
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
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An
ford
eru
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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
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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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 14
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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 15
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
03.07.2014 Hydraulische Prüfung durchgeführt, in Ordnung
18.11.2014 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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 16
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 17
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 18
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 19
Tabelle 3-4: Informationsblatt Betrieb Budavinci N
Informationsblatt Betrieb Budavinci N
An
lag
e
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
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An
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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
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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).
Sicherungsmaßnahmen Sicherung gemäß GUV und Örtlichkeit
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
Sicherungsmaßnahmen Sicherung gemäß GUV und Örtlichkeit
Gerät Sicherungsmaterial und Kanalhaken, neue Filterkartusche
Notwendige Arbeiten Öffnen des Schachtdeckels, Austausch der Filterkartusche
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 20
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 21
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
Hersteller MeierGuss
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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 22
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.
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 23
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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 24
Anlage 1: Konstruktionszeichnung der Anlage Budavinci N
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 25
Anlage 2: Ergebnisse AFSfein-Untersuchung an der Anlage Budavinci N [Uhl, 2012]
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 26
Anlage 3: Ergebnisse MKW-Untersuchung an der Anlage Budavinci N [Uhl, 2012]
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 27
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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 28
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 29
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
Hersteller Produkt N
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.
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
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
Budavinci N - Nachweis der Vergleichbarkeit mit Regenklärbecken 30
Gebiet
Hersteller Produkt N
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.
Überlauf der Anlage im
Vergleich zu anderen
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)
Überwachungsprotokoll
Feldtestanlage BUDAVINCI
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