Institut für Siedlungswasserwirtschaft
der RWTH Aachen

Neue Dissertationsschrift am ISA: Weitergehende Behandlung von Mischwasserentlastungen

In Einzugsgebieten mit Mischsystem können pathogene Mikroorganismen durch Entlastungsereignisse in ein Oberflächengewässer eingetragen werden. Durch die pathogenen Organismen aus den Mischwasserentlastungen und anderen punktförmigen und diffusen Quellen entstehen gesundheitliche Risiken für die Nutzer des Gewässers.

Daher wurde ein Eintragspfadmodel auf Basis von Monte Carlo-Simulationen entwickelt, das es ermöglicht, die Häufigkeitsverteilung der mikrobiellen Einträge aus dem Grundabfluss des Fließgewässers, der wichtigsten Nebengewässer, aus Kläranlagen, Entlastungsereignissen und diffusen Oberflächenabschwemmungen zu ermitteln.

In dem untersuchten Projektgebiet, einem Flussabschnitt der Ruhr in Essen und benachbarten Städten, wurden bei Trockenwetter die Grenzwerte der EU-Badegewässerrichtlinie eingehalten. Mischwasserentlastungen konnten für Tage mit Niederschlagsgeschehen als dominierende Eintragsquelle identifiziert werden, die dazu führte, dass die Grenzwerte überschritten wurden.

Zusätzlich werden Untersuchungen an Pilotanlagen und großtechnischen Bauwerken zur weitergehenden Mischwasserbehandlung vorgestellt. Dabei wird gezeigt, dass die untersuchten Techniken – Retentionsbodenfilter, UV-Bestrahlung, Ozonung und die Behandlung mit Perameisensäure – Bakterien aus Mischwasserentlastungen eliminieren können.

Der insgesamt größte Rückhalt wurde mit der Ozonung erreicht, der einzigen Technik, für die auch eine Wirksamkeit gegenüber den Protozoen Giardia lamblia nachgewiesen werden konnte. Dabei muss jedoch berücksichtigt werden, dass die Probenahme für die Analytik von Protozoen und Viren mit zusätzlichen Schwierigkeiten verbunden ist und die Nachweisverfahren teilweise noch nicht ausreichend genau sind. Daher ist eine Elimination dieser Pathogene mit den anderen Techniken nicht auszuschließen.

Bei den untersuchten Viren waren nur die Coliphagen mit allen eingesetzten Techniken zu reduzieren. Rotaviren konnten nicht häufig genug im Zulauf nachgewiesen werden, um eine Reinigungsleistung zu bestimmen. Für humane Adenoviren, humane Polyomaviren und Noroviren (Genotyp II) zeigte nur die Ozonung eindeutig eine Reduktion. Diese Viren wurden bei den Untersuchungen am Retentionsbodenfilter nicht betrachtet, aber die Ergebnisse für Coliphagen implizieren, dass ein geringerer Rückhalt für diese Viren zu erwarten ist als mit der Ozonung.

Vielfach großtechnisch eingesetzt werden derzeit nur Retentionsbodenfilter, die als Stand der Technik für die weitergehende Mischwasserbehandlung gelten. An einer Anlage wurde im Rahmen dieser Arbeit auch der Rückhalt von Spurenstoffen untersucht, der für einige Parameter als Zusatznutzen dieser Bauwerke gewertet werden kann.

Um abzuschätzen, mit welchen Kosten ein Einsatz der weitergehenden Behandlung von Mischwasserentlastungen in dem Projektgebiet verbunden und welche Gesamtreduktion von Indikatorbakterien damit einher ginge, wurden am Beispiel der Indikatorbakterien E. coli und intestinalen Enterokokken 21 verschiedene Szenarien für das Projektgebiet erstellt und ausgewertet. Dafür wurde zusätzlich die integrierte Kanalnetzsteuerung einbezogen.

Mit der Dissertation von Katharina Tondera wird gezeigt, wie mikrobielle Einträge aus der Siedlungsentwässerung reduziert werden können, um Oberflächengewässer effektiv zu schützen und unerwünschte Folgen bei Wassersportaktivitäten besonders in den Sommermonaten zu minimieren. Dabei wird auch deutlich, welche Grenzen in der Anwendung bestehen. Die Arbeit bietet zudem einen Ansatz zur Identifizierung der relevanten Eintragspfade, die Voraussetzung für eine effektive Reduktion ist.

Informationen zur Dissertationsschrift

Titel
Advanced Treatment of Combined Sewer Overflows
Autor
Dipl.-Ing. Katharina Tondera
Betreuer
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Johannes Pinnekamp
Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen University
Veröffentlicht
Band 21 der Schriftenreihe Aachener Schriften zur Stadtentwässerung (40 Euro, ISBN 978-3-938996-77-5, Vertrieb: Gesellschaft zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der RWTH Aachen e.V., 52056 Aachen, )