Optimierung der Versickerung von behandeltem Abwasser und Regenwasser an Standorten von dezentralen, kleinräumigen Abwasserbehandlungssystemen

Thomas Fichtner1, Falk Händel1, Robert Pinzinger1, Christian Engelmann1, Martin Binder1, Peter-Wolfgang Gräber1, Rudolf Liedl1, Bernd Märtner2, Harald Dostmann2, Claudia Kuke3, Rene Blankenburg4, Mansel Holger4
1 Institut für Grundwasserwirtschaft, TU Dresden, Fakultät Umweltwissenschaften
2 M&S Umweltprojekt GmbH
3 Bergmann Beton + Abwassertechnik GmbH
4 Ingenieurbüro für Grundwasser GmbH

6.8 in Hydrogeologie in der Praxis

27.03.2020, 12:30-12:45, Händel-Saal

Die dezentrale Infiltration von anfallendem und behandeltem Abwasser im Nachgang von dezentralen, kleinräumigen Abwasserbehandlungssystemen ist eine gängige Methode, die einerseits eine wirtschaftlich sinnvolle Art der Wasserentsorgung- und Aufbereitung darstellt und andererseits dazu beitragen kann, lokale Wasserkreisläufe zu verbessern und zu stabilisieren. Obwohl an Standorten solcher Anlagen sowohl behandeltes Abwasser als auch Niederschlagswasser oft gemeinsam anfallen, erfolgt eine Anordnung der Versickerungssysteme aufgrund unterschiedlicher Betriebs- und Umweltanforderungen oft getrennt. Grund dafür ist beispielsweise eine Sicherstellung von ausreichenden Verweilzeiten des infiltrierten behandelten Abwassers zur Gewährleistung von Reinigungsprozessen in der ungesättigten Bodenzone. Eine Kombination beider Systeme hat allerdings auch ein großes Potenzial zur Effizienzsteigerung, insbesondere bei begrenztem Flächenangebot.

Ziel des hier vorgestellten Projektes war es deshalb, die Komponente Versickerung bei dezentralen, kleinräumigen Abwasserbehandlungssystemen zu optimieren. Parallel zur Untersuchung von Strömungs- und reaktiven Transportprozessen wurde die Kombination einer Versickerung von behandeltem Abwasser und Regenwasser sowohl in Form von nebeneinander angeordneten Versickerungselementen als auch eines gemeinsamen Versickerungssystems untersucht. Die Ergebnisse sollen Basis für eine Ergänzung bestehender Richtlinien zur optimierten Planung von dezentralen, kleinräumigen Abwasserbehandlungssystemen und der anschließenden Versickerung vor Ort sein.

Im Detail erfolgte zunächst die Durchführung von 1D-Säulenversuchen (1,5 m lang, 0,15 m Innendurchmesser) mit einem breiten Spektrum an Böden, um das Reinigungspotenzial in der ungesättigten Bodenzone hinsichtlich enthaltener Schadstoffe im behandelten Abwasser zu identifizieren. Darüber hinaus wurde ein 3D-Tankexperiment (2,5 m x 1,0 m x 1,5 m) durchgeführt, um das Potenzial sowie die Risiken einer kombinierten Versickerung von behandeltem Abwasser und Regenwasser zu untersuchen. In einem letzten Schritt erfolgte die Untersuchung von stattfindenden Prozessen in der ungesättigten Bodenzone unter einem realen Versickerungssystem im Nachgang einer installierten dezentralen, kleinräumigen Abwasserbehandlungsanlage durch die Überwachung von Bodenfeuchtegehalten und der Analyse von extrahierten Bodenwasserproben.

Zur Unterstützung der praktischen Versuche wurden numerische Simulationen mit der Software PCSiWaPro® durchgeführt. Im Zuge des Projektes erfolgte zudem eine Weiterentwicklung des Programmes durch die Kopplung mit PhreeqC zur Simulation von hydrogeochemischen Prozessen und die Einbeziehung neuer iterativer Löser zur Steigerung der Berechnungseffizienz.



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