Angewandte Geologie (Prof. Dr. W. G. Coldewey)
Entwicklung und Optimierung eines kombinierten unterirdischen Reinigungs- und Versickerungssystems
für Regenwasser
Die unterirdische Versickerung der Regenwasserabflüsse von befestigen Flächen beinhaltet durch
die wassergefährdenden Inhaltsstoffe insbesondere von Metalldächern, Verkehrsflächen und
industriell und gewerblich genutzten Flächen (Schwermetalle wie Blei, Kupfer, Zink und Cadmium;
Kohlenwasserstoffe) eine potentielle Gefährdung der Schutzgüter Boden und Grundwasser, da die
Stoffe nicht wie bei der Passage einer “belebten Bodenzone“ zurückgehalten werden. Aus
diesem Grund entwickelte die HydroCon GmbH in Zusammenarbeit mit der Westfälischen
Wilhelms-Universität Münster (WWU) ein kostengünstiges, wartungsfreundliches und
umweltverträgliches Reinigungssystem, welches die Stoffe aller relevanten Herkunftsflächen aus
dem Regenwasser wirkungsvoll entfernt.
Das System besteht aus einem Beton-Filterschacht
mit integriertem hydrodynamischen Abscheider und Filterelement sowie einer nach geschalteten Rohrrigole aus
einem Beton-Teilsickerrohr. Die wassergefährdenden Inhaltsstoffe werden durch die
verfahrenstechnischen Grundoperationen Sedimentation, Filtration, Adsorption und chemische Fällung
aus dem Regenwasser entfernt, bevor der so gereinigte Regenwasserabfluss in Richtung des Grundwassers
versickert wird. Im zentralen Filterelement und im Schlamm des Schachtes liegen die Stoffe in einer konzentrierten
Form vor und können entsorgt werden. Mit Modellversuchen (Maßstab 1:10, 1:2)
wurden die Abtrennung von Partikeln im Schacht untersucht und die konstruktiven Details des
Beton-Filterschachtes und des hydrodynamischen Abscheiders optimiert. Mit Säulenversuchen wurden
von der WWU die zentralen Filterelemente über einen Zeitraum von sechs Monaten im
Labormaßstab an die jeweiligen Einsatzbereiche (Metalldächer, Verkehrsfläche) angepasst
und somit optimiert. Im Anschluss wurde in einer großtechnischen Versuchsanlage
(Maßstab 1:1) ein Gesamtsystem sowohl bei hohen hydraulischen und stofflichen Belastungen als
auch im Langzeitverhalten auf die Schadstoffreinigung untersucht und weiter verbessert. An einem real
eingebauten Versickerungssystem in München an einem historischen Gebäude wird die
tatsächliche Reinigungsleistung im Feldversuch über einen Zeitraum von insgesamt zwei Jahren an
einem Kupferdach ermittelt.
Die Ergebnisse sind sehr differenziert und sehr stark
abhängig von den Herkunftsflächen bzw. den synthetisch hergestellten Versuchswässern,
den verwendeten Filterelementen und den weiteren Versuchsbedingungen wie Durchflussraten und
Konzentrationsstufen. Insgesamt ist das Reinigungsvermögen für abfiltrierbare Stoffe bei dem
Filterschacht höher als z.B. bei Bodenfilteranlagen. Die weniger mobilen Schwermetalle Blei und Kupfer
sowie die Mineralöle werden vom Filterschacht mit mehr als 95 % zurückgehalten.
Die Untersuchungen des Systems zeigen, dass
eine Entlastung der Umwelt stattfindet. Durch den Einsatz des Filterschachtes und der nach geschalteten
Rohrrigole können die Schadstoffkonzentrationen, die die Anlage verlassen, auf ein Maß reduziert
werden, dass keine Gefährdung für Boden und Grundwasser mehr ausgeht. Dadurch wird einem
flächenhaften Eintrag von schädlichen Stoffen in den Boden entgegengewirkt, der langfristig einen
kostspieligen Bodenaustausch nach sich ziehen kann.
