Grundlagen der Siedlungswasserwirtschaft

Zeitproportionale Mischprobenahme: In gleichen Zeitabständen werden gleiche Volumina entnommen. Mengenproportionale Mischprobenahme: 1. In gleichen Zeitabständen werden variable, dem jeweiligen Durchfluss proportionale Volumina entnommen. 2. In variablen, dem Durchfluss proportionalen Zeitabständen, werden gleiche  e Volumina entnommen werden 

 Störstoffe: stören in Kanal und Kläranlage, im Gewässer Sand, Öle und Fette, grobe Teile Entfernung durch Rechen, Siebe, Sandfang

Zehrstoffe (partikuläre und gelöste Stoffe): Sauerstoffzehrung alle abbaubaren organischen Stoffe und Ammonium Elimination durch Sedimentation und biologischen Abbau

Nährstoffe (gelöste Stoffe): Überdüngung der Gewässer Stickstoff (N) und Phosphor (P) Elimination durch biologische (und chemische) Mechanismen

Schadstoffe und Krankheitserreger: hemmende oder toxische Wirkung breites Stoffspektrum keine gezielte Elimination in komm. Kläranlagen 

Durch Filtration der Abwasserprobe über ein genormtes Filterpapier mit einer Porenweite von 0,45 µm. Der Filterrückstand enthält die Summe der abfiltrierbaren, ungelösten Stoffe, der Filterdurchlauf (Filtrat) enthält die Summe der gelösten Stoffe 

Die AS werden in Imhoff-Trichtern nach 2 h Absetzzeit bestimmt und in ml/l angegeben. Imhoff-Tricher sind kegelfömige Absetztrichter mit einem Volumen von einem Liter Inhalt. 

 Der BSB drückt aus, wie viel O2 für den biologischen Abbau der organischen Verbindungen (Verschmutzung) eines Abwassers erforderlich ist. Er ist ein Maß für die Verschmutzung des Abwassers mit biologisch abbaubaren Kohlenstoffverbindungen (Kohlenhydrate, Fette, Eiweiß) 5

Der CSB ist immer größer als der BSB5. Das bedeutet, dass entweder die Probenahme oder die Analyse der Parameter fehlerhaft waren. 5

TKN = Total Kjeldahl Nitrogen =Gesamter Kjeldahl Stickstoff TKN = NH4-N + Norg NH4-N = Ammonium-Stickstoff, Norg = organisch gebundener Stickstoff G

 Nges = NH4-N + NO3-N + NO2-N + Norg NO3-N = Nitrat-Stickstoff NO2-N = Nitrit-Stickstoff NH4-N = Ammonium-Stickstoff Norg = organisch gebundener Stickstoff 5.

Stickstoffkomponente Wirkung Ammonium Sauerstoffzehrung Ammoniak Ammoniak ist fischgiftig, Ammoniak bewirkt neben SO2 und NOX die Versauerung der Böden (40 % - Anteil) Nitrit Blausucht bei Kindern, Fischgiftigkeit Nitrat Nitrosaminbildung, Eutrophierung 5

 Trocknen eine Probe bei 105 °C im Trockenschrank bis zur Gewichtskonstanz. 

 Trockenrückstand [g/kg oder %] = Anteil der Trockenmasse mTM an der Gesamtmasse einer Probe. Die Summe der Massenanteile aus Wasser mW und Trockenmasse mTM einer Probe beträgt 100 Prozent. 

Die in einem definierten Volumen enthaltene Trockenmasse nach Filtration über ein genormtes Filterpapier (Trockenmassekonzentration). 

. Der Trockenrückstand enthält auch die gelösten Stoffe einer Probe z. B. den Salzgehalt, d. h. der TR einer Probe ist immer größer als die TS. 5

Parameter spezifischer Anfall in g/(E * d) Konzentration in mg/l bei 200 l/(E * d) BSB5 60 300 CSB 120 600 TS (AFS) 70 350 Stickstoff (TKN) 12 60 Phosphor 2 10 ...

Aufrechterhaltung hygienischer Verhältnisse in Siedlungen (Entwässerungskomfort) Weitgehende Vermeidung von Schäden durch Überflutungen und Vernässungen infolge von Niederschlagsabflüssen (Hochwasserschutz + Entwässerungskomfort) Möglichst weitgehende Aufrechterhaltung der Nutzbarkeit der Siedlungsflächen unabhängig von den Witterungsverhältnissen (Hochwasserschutz) Einhaltung wasserwirtschaftlicher Zielvorgaben (Gewässerschutz) Dazu ist die: Errichtung verschiedener Entwässerungsverfahren im Misch- oder Trennsystem erforderlich Kenntnis über Niederschläge und den resultierenden Abfluss erforderlich  

Vorteile: • nur ein Kanal • weniger Platzbedarf • keine Fehlanschlüsse • gute Spülwirkung bei Regen

Nachteile: • Ablagerungsgefahr • Immissionen aus Entlastungsanlagen • Unterschiedliche Belastung bei Trocken- und Regenwetter • Rückstaugefahr 

Vorteile: • Getrennthaltung von Schmutz- und Regenwasser • kleinere Querschnitte • kaum Ablagerungen • keine Rückstaugefahr

Nachteile: • 2 Kanäle erforderlich • SW-Kanal muss tief liegen • Gefahr von Fehlanschlüssen • Wartungsaufwand hoch  

 Qges = QT,h,max + QR,max [l/s] QT,h,max = QH,h,max + QG,h,max + QF,h,max [l/s] QT,h,max = maximaler stündlicher Trockenwetterabfluss in l/s QR,max = maximaler Regenabfluss in l/s  

 Mischwasserkanäle des Mischsystems
Regenüberlaufbecken

Regenwasserkanäle des Tennsystems
Regenklärbecken 

 Trennsystem: Häusliches und gewerbliches Abwasser, Fremdwasser, unvermeidbarer Regenwasserabfluss Mischsystem: Häusliches und gewerbliches Abwasser, Fremdwasser, Regenwasserabfluss  

 Durch undichte Kanäle eindringendes Grundwasser Drainagewasser Quell- und Bachwasser Fehleinleitungen von Regenwasser Zufluss von Regenwasser über Schachtabdeckungen Oberflächenwasser von Außengebieten, die nicht planmäßig durch die Kanalisation entwässert werden sollen Kühlwasser 6

Nachfolgende Auswirkungen führen zu einer höheren Belastung der Gewässer: • höhere hydraulische Belastung des Kanalnetzes und der Kläranlage • höhere Entlastungshäufigkeit • längere Entlastungsdauern • größere entlastete Frachten im Bereich der Regenwasserbehandlung • Verminderung des Wirkungsgrades der Kläranlage mit zunehmender Verdünnung des Zulaufes • höherer Frachteintrag durch Kläranlagen 6

Nachfolgende Auswirkungen führen zu höheren Kosten der Abwasserentsorgung: • größere Volumina im Bereich der RW-Behandlung und der Kläranlage erforderlich, dadurch höhere Kapitalkosten • höhere hydraulische Belastung des Kanalnetzes und der Kläranlage (Überflutungen) • höhere Energiekosten für die Abwasserbeseitigung 

• Ermittlung des Maximalabflusses für jeden Kanalabschnitt zwischen jeweils 2 Schächten (Kanalhaltung) • Ermittlung der auftretenden Maximalwasserstände an den Schächten (maßgebende Belastungsgröße, da ein zu hoher Wasserstand eine Überlastung bedeutet, d. h. einen Wasseraustritt aus dem Kanalsystem und eine Überflutung bewirkt !)  

7. Überlastung: Wasserstand > Rohrscheitel, Abfluss unter Druck (Oberbegriff)

Einstau: Wasserstand zwischen Rohrscheitel und GOK

Überstau: Wasserstand auf bzw. über GOK

Überflutung: auftretende Schäden bzw. Funktionsstörungen infolge Überstau  

Regenhöhe pro Jahr hR [mm/a]: Wasserdargebot aus Regen an einen bestimmten Ort. 

Regendauer D [min]: Zeitspanne zwischen Beginn und Ende eines Regenereignisses oder Regenabschnittes

Regenintensität i [mm/min]: Quotient aus Regenhöhe und Regendauer

Regenhäufigkeit n [1/a]: Anzahl der Regenabschnitte bzw. Regenereignisse pro Jahr mit der Regenintensität i; auch als Überschreitungshäufigkeit bezeichnet, n = 1: Kanalnetz wird einmal im Jahr überstaut n = 2: Kanalnetz wird zweimal im Jahr überstaut 

Regenspende r [l/(s * ha)]: Quotient aus dem Volumen des Regens und dem Produkt aus Zeit und Fläche r = (hR * 10.000)/(D * 60) = 166,7 * (hR/D) r = 166,7 * i D = Regendauer hN = 1 mm = 1 l/m2 R

Regenspende rD,n [l/(s * ha)]: Regenspende der Dauer D und der Häufigkeit n 

• Regenstärke und Regendauer

• Anteil der befestigten Fläche •

Art der Flächenbefestigung

• Geländeneigung

• Bodenart und Bodenbewuchs der durchlässigen Flächen

• Regendauer D [min]

• Regenhöhe hN [mm]

• Regenintensität i = hN/D [mm/min]

• Regenhäufigkeit n [1/a]

• Regenspende r = 166,7 * i [l/(s * ha)] 

 Die Größe der Bemessungsregenspende rD,n ist abhängig von • der Regendauer D [min] und von • der Regenhäufigkeit n [1/a] bzw. der Wiederkehrperiode T [a] • von der Ortslage (geografische Lage der Ortschaft) 7