Donnerstag, Oktober 23, 2025
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Günstige Kläranlagen für Entwicklungsländer – Abwasserreinigung in heißen Klimazonen

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Das Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA) der Universität Stuttgart hat im Lehr- und Forschungsklärwerk der Uni in Stuttgart-Büsnau eine Versuchsanlage eingerichtet, in der die Abwasserbehandlung mit Tropfkörpern unter hohen Temperaturen erforscht werden kann. Die Ergebnisse machen die in Europa und Nordamerika weit verbreitete Technologie auch für Entwicklungsländer mit heißem Klima hoch interessant.
Die Tropfkörpertechnik gehört zu den ältesten Systemen in der Abwasserreinigung. Dabei rieselt das zu reinigende Wasser über einen Drehverteiler in ein Betonbecken, das mit Luftöffnungen versehen und mit einem durchlässigen Material gefüllt ist. Die kontinuierliche Zufuhr von Nährstoffen ermöglicht das Wachstum von Mikroorganismen. Diese bleiben an der Oberfläche des Füllmaterials haften und bilden einen Biofilm, mit dessen Hilfe die organischen Substrate im Wasser abgebaut werden. Eine unbegrenzte Zufuhr von organischen Nährstoffen und Sauerstoff lässt jedoch auch den Biofilm wuchern. Dies kann zu Verstopfungen und zu Einschränkungen der Belüftung führen. Dabei entstehen sauerstofffreie Zonen, was Geruchsbelästigungen und eine schlechte Abbauleistung nach sich zieht.
Hohe Temperaturen beschleunigen unter anderem das Wachstum der Mikroorganismen und verschärfen diesen Effekt. Die europäischen und amerikanischen Bemessungsansätze für die Auslegung von Tropfkörperanlagen sind jedoch auf gemäßigte Temperaturen ausgelegt und berücksichtigen klimatische Unterschiede bisher nicht. Überträgt man diese Ansätze auf Entwicklungsländer mit heißem Klima, führt dies zu überdimensionierten – und teuren – Anlagen.
Um diese Lücke zu schließen und die Abwasser-Behandlung mit Tropfkörpern unter hohen Temperaturen zu untersuchen, errichteten die Wissenschaftler des ISWA mit Unterstützung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung auf dem Gelände des Lehr- und Forschungsklärwerks der Uni Stuttgart einen halbtechnischen Tropfkörper in einer Klimakammer. Mit einer speziellen Klimatechnik beziehungsweise mit Hilfe von Wärmeaustauschern werden die Lufttemperatur bei 30 Grad und die Abwassertemperatur bei 25 Grad gehalten. Um den Vergleich verschiedener Füllmaterialen zu ermöglichen, experimentierten die Wissenschaftler mit Lavaschlacke sowie mit Kunststoffmaterial.
Für die Auswertung wurden die Leistungskurven der Versuchsanlage mit den Leistungskurven der in Deutschland üblichen Anlagendimensionen verglichen. Es zeigte sich unter anderem, dass bei alleiniger Berücksichtigung der Kohlenstoffelimination eine Reduzierung von mindestens 60 Prozent des Tropfkörpervolumens möglich ist. Durch diese Einsparung besteht die Möglichkeit, günstigere Tropfkörperanlagen in Ländern mit warmen Klimaten aufzubauen. Zudem ist das Verfahren einfach, zuverlässig und erzeugt kaum Verschleißteile. Dadurch ist die Technik für den Einsatz in Entwicklungsländern besonders gut geeignet.

Ansprechpartner: Fabio Pressinotti, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte-und Abfallwirtschaft,
Tel. 0711/685-65445, e-mail: fabio.pressinotti@iswa.uni-stuttgart.de, http://www.iswa.uni-stuttgart.de/awt
Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Keplerstraße 7, 70174 Stuttgart, Tel. 0711/685-82297. -82176, -82122, -82155, Fax 0711/685-82188, e-mail: presse@uni-stuttgart.de, http://www.uni-stuttgart.de/aktuelles/
Text und Bilder unter http://www.uni-stuttgart.de/presse/mediendienst/3/

Ursula Zitzler, Referat für Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Universität Stuttgart

Wasserstoff kann Erdölverbrauch reduzieren

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Der Erölverbrauch im Straßenverkehr könnte durch die Nutzung von Wasserstoff bis zum Jahr 2050 um 40 Prozent verringert werden. Zu diesem Ergebnis kommt ein von der EU gefördertes Forschungsprojekt. Zunächst müssen jedoch erhebliche wirtschaftliche, technische und institutionelle Hemmnisse rasch überwunden werden. Der Bericht wurde zu einem Zeitpunkt veröffentlicht, da die Zustimmung der Mitgliedstaaten zu einer neuen, mit 940 Millionen Euro dotierten öffentlich-privaten Forschungspartnerschaft für die Entwicklung der Wasserstoff- und der Brennstoffzellentechnik ansteht.
Die Kosten der Wasserstoffanwendungen, insbesondere im Straßenverkehr, müssen erheblich gesenkt werden, um diese wettbewerbsfähig zu machen. Aus im Rahmen des Projekts durchgeführten Simulationen ging hervor, dass die Rentabilitätsschwelle aller Wahrscheinlichkeit nach zwischen 2025 und 2035 erreicht wird. Im HyWays-Fahrplan wird geschätzt, dass es 2030 16 Millionen Wasserstofffahrzeuge geben wird und dass die Investitionen für den Infrastrukturaufbau insgesamt 60 Milliarden Euro betragen werden.
Das Projekt HyWays führt Industrie, Forschungsinstitute und Regierungsstellen aus zehn europäischen Ländern zusammen. Ausgehend von einer länderspezifischen Analyse der Lage in Finnland, Frankreich, Deutschland, Griechenland, Italien, den Niederlanden, Norwegen, Polen, Spanien und dem Vereinigten Königreich wurde ein Fahrplan zusammen mit einem Aktionsplan erarbeitet, in dem die für eine stärkere Nutzung von Wasserstoff erforderlichen Maßnahmen beschrieben werden. So setzt seine Nutzung allmähliche Veränderungen in der gesamten Energiewirtschaft und daher in diesem frühen Stadium eine sorgfältige Planung voraus. Die Übergangsphase bietet Europa die Chance, bei der Entwicklung und Anwendung der Wasserstoff- und der Brennstoffzellentechnik eine führende Rolle zu spielen.
Die für Wettbewerbsfähigkeit zuständigen Minister der 27 Mitgliedstaaten werden heute voraussichtlich einen Vorschlag der Europäischen Kommission für eine öffentlich-private Forschungspartnerschaft für die Entwicklung der Brennstoffzellen- und der Wasserstofftechnik erörtern und billigen. Dieses von der Industrie geleitete integrierte Programm für Forschung, technologische Entwicklung und Demonstration wird in den nächsten sechs Jahren 470 Millionen Euro dem EU-Forschungsprogramm erhalten, wobei der private Sektor den gleichen Betrag aufbringen wird.
EU_Pressemitteilung:
25.02.2008 –
http://ec.europa.eu/deutschland/press/pr_releases/index_7625_de.htm

Studie „Klimawandel in Bayern“ zeigt Anpassungsstrategien auf und legt Wissensdefizite offen

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Eine unter Federführung Bayreuther Forscher vorgelegte Studie „Klimawandel in Bayern“, an der Wissenschaftler mehrere bayerischen Hochschulen und Forschungseinrichtungen mitwirkten, analysiert die Klimaentwicklung im Freistaat und wie Ökosysteme und wichtige Bereiche der Gesellschaft auf die Veränderungen reagieren werden. Zudem zeigt sie Anpassungsstrategien in verschiedenen Bereichen auf, legt Wissensdefizite offen und entwickelt Forschungsstrategien.

Der Klimawandel ist eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts. Er wird sich unvermeidlich in vielen Gebieten auswirken; das Spektrum reicht von der menschlichen Gesundheit über die Nahrungsmittelproduktion, die Ökosysteme bis zur politischen Stabilität. Über die Bemühungen zur deutlichen Senkung klimaschädlicher Emissionen hinaus ist es notwendig, Maßnahmen zur Anpassung an die Auswirkungen des sich ändernden Klimas zu konzipieren. Durch präventives Handeln können die nachteiligen Folgen des Klimawandels eingegrenzt werden.
In der Studie „Klimawandel in Bayern“ wird für den Freistaat Bayern aufgearbeitet und analysiert, wie sich das Klima entwickeln wird und wie Ökosysteme und wichtige Bereiche der Gesellschaft auf die Veränderungen reagieren werden. Eine Vielzahl von Experten verschiedenster Einrichtungen, Universitäten, Forschungszentren und Behörden haben dabei mitgewirkt. Ziel der Studie ist es, geeignete Maßnahmen zur Eingrenzung negativer Konsequenzen frühzeitig aufzuzeigen und aus dem heutigen Kenntnisstand heraus Konzepte zur Lenkung der Entwicklung abzuleiten. Darüber hinaus werden Wissensdefizite offen gelegt und Forschungsstrategien entwickelt.
Die Studie entstand unter Federführung des Bayreuther Biogeografen Professor Dr. Carl Beierkuhnlein und des Mikrometeorologen Professor Dr. Thomas Foken mit Beteiligung von Wissenschaftlern der Universitäten Bayreuth (Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung – BayCEER), Augsburg, Würzburg und TU München. Sie kann bestellt werden unter
http://www.bayceer.uni-bayreuth.de
Carl Beierkuhnlein, Thomas Foken
KLIMAWANDEL IN BAYERN
Auswirkungen und Anpassungsmaßnahmen
Band 113 im Bayreuther Forum Ökologie
501 S., 99 Abbildungen, broschiert, 2008, 25.- €
ISSN 0944-4122
Jürgen Abel M. A., Pressestelle
Universität Bayreuth

Berlin im Endspurt zu Volksbegehren gegen Privatisierung

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Berlin hat im Bundesschnitt mit die höchsten Wasserpreise. Durch die Teilprivatisierung 1999 sollte das Wasser für den Verbraucher eigentlich günstiger werden. Doch weit gefehlt. Stattdessen erzielen die Berliner Wasserbetriebe (BWB) Rekordgewinne. Ein Volksbegehren fordert vom rot-roten Senat die Offenlegung der Privatisierungsverträge. 20.000 Unterschriften sind nötig, doch will man lieber 30.000 um sicher zu gehen.
Lesen Sie mehr:
http://www.berlinerumschau.com/index.php?set_language=de&cccpage=18012008ArtikelBBBurghofer1

RWE Dea will auf Errichtung weiterer Bohrinseln im Wattenmeer verzichten

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Hamburg: Der WWF begrüßt den Verzicht der RWE Dea AG auf die Errichtung weiterer Öl-Bohrinseln im schleswig-holsteinischen Nationalpark Wattenmeer. Dies hatte ein Konzernsprecher am Samstag gegenüber der WELT angekündigt. „Das ist ein erster Teilerfolg. Aber wir sind noch nicht am Ziel“, so Hans-Ulrich Rösner, Leiter des WWF Wattenmeerbüros. Denn der Konzern will grundsätzlich am umstrittenen Ausbau der Ölförderung im Wattenmeer festhalten.
Aus den bekannt gewordenen Erklärungen ergibt sich Ansicht des WWF noch kein genereller Verzicht des Unternehmens auf weitere künstliche Öl-Inseln im Nationalpark. „Wir erwarten, dass RWE Dea alle Pläne für eine Ausweitung der Ölförderung im Nationalpark Wattenmeer und den Bau von neuen Bohr- oder Förderinseln auch für die Zukunft aufgibt“, erklärte Rösner. Dieser Verzicht müsse auch den niedersächsischen Wattenmeer-Nationalpark einschließen, für den der Konzern ebenfalls eine Probebohrung im Gebiet Knechtsand angekündigt hat.
Die geplanten Probebohrungen selbst würden erhebliche Störungen im Nationalpark verursachen, selbst wenn eventuell entdeckte Ölvorkommen später von außerhalb des Nationalparks gefördert würden. Aus diesem Grund seien auch solche Bohrungen nach dem schleswig-holsteinischen Nationalparkgesetz unzulässig, betont der WWF.
Ein von RWE Dea bei der Bergbehörde gestellter Antrag auf neue Öl-Konzessionen im nordfriesischen Teil des Nationalparks Wattenmeer passe nicht zu der Ankündigung des Verzichts auf neue Bohrinseln und müsse ebenfalls zurückgezogen werden, fordert der WWF. „Konsequent wäre es, aus diesem Antrag wenigstens alle im Nationalpark oder in europäischen Schutzgebieten liegenden Flächen herauszunehmen“, so Rösner.
Heftige Kritik üben die Umweltschützer an aktuellen Baumaßnahmen bei der bereits im Wattenmeer liegenden Förderplattform „Mittelplate“. Hier werden wegen der Unsicherheit der Plattform gegenüber natürlichen Veränderungen im Wattenmeer derzeit rund 40.000 Quadratmeter Watt mit Steinschüttungen überbaut. „Dieser Eingriff belegt ein weiteres Mal die Unvereinbarkeit der Ölförderung mit dem Nationalpark Wattenmeer“, so WWF-Experte Rösner. Eine Genehmigung für diesen schwerwiegenden Eingriff in den Nationalpark liege bislang nicht vor, sie soll erst nachträglich eingeholt werden.
Kontakt

Dr. Hans-Ulrich Rösner
Leiter WWF-Wattenmeerbüro Husum
Tel. 0162-2914456; Ralph Kampwirth
WWF-Pressestelle
Tel. 0162-2914473

 

Schlammbehandlung, -verwertung und –beseitigung

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WasserWirtschafts-Kurse M/4
Oktober 2007 in Kassel, 409 Seiten, 139 Abbildungen, 64 Tabellen, broschiert, DIN A5
ISBN 978-3-940173-33-1
Ladenpreis: EUR 52,00 / Fördernde DWA-Mitglieder: EUR 41,60

Nach wie vor steht die geregelte Klärschlammentsorgung in einem Spannungsfeld zwischen gesetzlichen Regelungen, der Relevanz von schädlichen Inhaltsstoffen sowie Nährstoffen, den gegebenen technischen Möglichkeiten und ökonomischen Gesichtspunkten. Die Einengung der Entsorgungswege infolge der gesetzlichen Vorgaben soll für die Bundesrepublik Deutschland durch verschärfte Grenzwerte für die landwirtschaftliche Verwertung weitergehen. Demgegenüber gilt es, insbesondere im Hinblick auf einen nachhaltigen Umgang mit Klärschlamm für die Zukunft vermehrte Möglichkeiten zur Nährstoffrückgewinnung zu realisieren. In diesem Kontext bietet der Tagungsband neben den klassischen Themen der Schlammbehandlung, -verwertung und -beseitigung vor allem auch die Möglichkeit, sich über neueste Entwicklungen zu informieren.

Energie-Forschungszentrum Niedersachsen erhält Auftrag, energieautarke Kläranlage zu planen

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Goslar/Clausthal-Zellerfeld. Mithilfe von Clausthaler Forschern soll im Landkreis Goslar die erste energieautarke Kläranlage der Region entstehen. Um diesen Beitrag zum Klimaschutz zu verwirklichen, hat die Goslarer Niederlassung der Eurawasser Betriebsführungsgesellschaft eine Studie beim Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (EFZN) in Auftrag gegeben. Ziel ist es, die Kläranlage so auszubauen, dass sie sich selbst komplett mit Strom und Wärme versorgen kann. „Ein solches Zukunftskonzept zu erstellen, ist eine überaus reizvolle Aufgabe. Es kann beispielgebend für andere Objekte sein“, sagt EFZN-Chef Professor Hans-Peter Beck. Zusammen mit dem Clausthaler Umwelttechnik-Institut (Cutec) und der Firma Inensus könne sehr viel Know-how eingebracht werden.
Diplom-Ingenieur Axel Krause, Geschäftsführer der Eurawasser-Niederlassung in Goslar, will die Energieversorgung der Kläranlage aus zwei Gründen umstellen. „Einerseits gewinnen durch die steigenden Energiepreise und den zu beobachtenden Klimawandel Fragen der Wirtschaftlichkeit, Ökologie und Nachhaltigkeit immer mehr an Bedeutung.“ Zum anderen macht eine neue Verordnung die landwirtschaftliche Verwertung von Goslarer Klärschlamm künftig schwieriger. Deshalb wird Klärschlamm als Energieträger interessanter.

Aber nicht nur das Verfahren zur dezentralen thermischen Verwertung von Klärschlamm soll wissenschaftlich betrachtet werden. Die Forscher werden gemeinsam mit der Betriebsführungsgesellschaft den Einsatz verschiedenster regenerativer Energien ausloten, zum Beispiel von Wasser- und Windkraft, Photovoltaik sowie Biogaserzeugung aus organischen Rest- oder nachwachsenden Rohstoffen. „Es gilt, eine ökologisch und ökonomisch sinnvolle Kombination der unterschiedlichenMöglichkeiten zu entwickeln und wirtschaftlich zu bewerten“, sagt Krause. Denn jedes Energieerzeugungsverfahren für sich genommen sei zwar schon in Kläranlagen umgesetzt worden, aber eine komplexe Systemlösung bedeute hierzulande mit großer Wahrscheinlichkeit ein Novum.

„Deshalb freuen wir uns, dass mit dem Energie-Forschungszentrum ein Partner gefunden worden ist, der dieses bedeutsame Projekt wissenschaftlich begleitet“, betont Krause. Bei der Stadtentwässerung Goslar GmbH, die als kommunaler Partner an der Kläranlage beteiligt ist, stieß die Idee ebenso auf Zustimmung wie beim Mutterkonzern von Eurawasser, der französischen Suez-Gruppe. „Unser Projekt besitzt innerhalb der Gruppe Pilotcharakter und wird aus Paris gefördert“, sagt Krause. Die Ergebnisse der Studie könnten bereits am 23. und 24. September, wenn in Goslar das dritte Eurawasser-Forum „Innovation und Technik“ stattfindet, vorliegen.
Christian Ernst, Pressestelle
Technische Universität Clausthal
18.03.2008
Weitere Informationen:
http://www.efzn.de/
http://goslar.eurawasser.de/

 

Wasserproben konservieren oder nicht? Wann und wie?

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Im Klärwerkslabor werden in den allermeisten Fällen die Proben zur Eigen/Selbstüberwachungs-kontrolle ohne größeren Zeitverzug untersucht. Deshalb braucht man gar nichts zu tun, ein Kühlschrank genügt zur kurzzeitigen Aufbewahrung.

In der Praxis werden Rückstellproben einfach eingefroren.

Warum gibt es dann eine DIN-Vorschrift?

In besonderen Fällen, beispielsweise bei der Indirekteinleiterüberwachung oder Vergleichsuntersuchungen, kann es ratsam sein, eine DIN -gerechte Vorgehensweise zu wählen.

Aufgrund biologischer oder chemischer Vorgänge in einer Wasserprobe, kann sich der gesuchte Stoff verändern. Deshalb konserviert man und beachtet dabei, dass man das richtige Material für das Probegefäß und das parameterspezifische Konservierungsmittel verwendet.

Worauf muss man besonders achten?

Bei den Gefäßen unterschiedet man zwischen (Borosilikat)-Glasflaschen und (Polyethylen)-Kunststoffflaschen. Die meist verwendeten chemischen Konservierungsmittel sind Schwefelsäure (H2SO4), Salpetersäure (HNO3) und Natronlauge (NaOH).

Es kann also bei dieser Vorgehensweise dazu kommen, dass man mehrere Flaschen mit einer Probe befüllen muss.

Beispielsweise wird für die CSB-Untersuchung Schwefelsäure zugegeben, wenn aber auch auf AOX untersucht werden soll, dann braucht man eine HNO3-konservierte Probe.

Der nachfolgenden Tabelle liegen die Empfehlungen der EN ISO5667-3:1995 zu Grunde.

Befüllen der Flaschen

In das gereinigte Probenahmegefäß füllt man bis zum Flaschenhals die repräsentative Probe ein und gibt 1ml/L Konservierungsmittel zu. Flasche verschließen, gut Schwenken und pH-Wert prüfen. Gegebenenfalls weiteres Konservierungsmittel vorsichtig dosieren. Mit der restlichen Probe die Flasche spundvoll auffüllen und luftblasenfrei verschließen.

Flasche genau kennzeichnen (Probenbezeichnung etc) und am besten noch ein Probenprotokoll mit Datum, Ort, Uhrzeit, Art der Probennahme etc anlegen.

Konservierungsliste

Parameter Gefäß Konservierung Bemerkung
Aluminium PE HNO3 pH < 2
Ammonium Glas H2SO4 pH < 2; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
AOX Glas HNO3 pH < 2; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C Bei Anwesenheit von Oxidationsmitteln die Probe vor Ansäuerung mit überschüssigem Natriumsulfit* versetzen
BSB5 Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Chlor (freies / gesamt) Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Chrom VI Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Chrom gesamt Glas HNO3 pH < 2
CSB Glas H2SO4 pH < 2 kurzzeitige; Lagerung bei2-5 °C
Cyanid, leicht freisetzbar PE NaOH pH > 12; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Eisen PE HNO3 pH < 1,5
Kjeldahl-Stickstoff (TKN) Glas H2SO4 pH < 2; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Kupfer Glas HNO3 pH < 2
Nickel Glas HNO3 pH < 2
Nitrat Glas H2SO4 pH < 2
Nitrit Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Organische Säuren Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Phosphat ortho Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Phosphat gesamt Glas H2SO4 pH ca. 1; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Stickstoff gesamt Glas H2SO4 pH < 2; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Sulfid Glas NaOH pH ca. 10; kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Tenside (anionisch) Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Tenside (kationisch) Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Tenside (nichtionisch) Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
TOC Glas Ohne, kurzzeitige Lagerung bei 2-5 °C
Zink Glas HNO3 pH < 2

AB 3-08

Kanäle „intelligent“ reinigen

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Hemer: Kanäle „intelligent“ reinigen

Die Stadtentwässerung Hemer (SEH) nimmt am IKT-Forschungsprojekt „Bedarfsorientiertierte Kanalreinigung“ teil. Dabei nutzte Hemer die Gelegenheit seine Kanalreinigungsstrategie zu überprüfen und nach neuesten Erkenntnissen auszurichten. Eine Diplomarbeit im Forschungsprojekt unterstützte die Konzeptentwicklung vor Ort.
Bedarfsorientiert – mit eigenem Personal
Bedarfsorientierte Kanalreinigungsstrategien wurden in kommunal geführten Betrieben mit eigenem Fuhrpark bisher kaum umgesetzt. Die Aufwandsverminderungen im Bereich der flächendeckenden Unterhaltungsreinigung, die durch das Betriebswissen der Mitarbeiter ermöglicht werden sollen, gefährden zunächst auch Arbeitsplätze beim Betriebspersonal. Deswegen gibt es i.d.R. große Probleme mit der Mitarbeitermotivation und Ängsten um den Arbeitsplatz. Belastbare Überwachungsdaten zu dem Ablagerungsaufkommen sind unter diesen Voraussetzungen schwierig zu erhalten. Die Basis für einen erfolgreichen Strategiewechsel sind daher transparente Zielsetzungen und Konzepte mit langfristigen Perspektiven für den Betrieb. An dieser Stelle setzt die im Rahmen des IKT-Forschungsprojektes „Bedarfsorientierte Kanalreinigung“ erarbeitete Diplomarbeit an:

Diplomarbeitsthema:
Umsetzung einer bedarfsorientierten Kanalreinigungsstrategie: Fallbeispiel Kanalbetrieb Hemer

„In dieser Diplomarbeit wurde eine bedarfsorientierte Reinigungsstrategie konkret an einem Fallbeispiel entwickelt und die erste Phase der Umsetzung unterstützt. Sehr interessant war für mich dabei der intensive, praxisnahe Einblick in die Betriebsprozesse vor Ort. Hervorragend war auch die Unterstützung von Stadtentwässerung und Betriebshof in Hemer“

Dipl.-Ing. Sebastian Beck, Fertigstellung 09/2007,
Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik an der Ruhr-Universität Bochum.
Betriebserfahrungen sind der Schlüssel
Die Stadt Hemer, eine mittelgroße Stadt in Nordrhein-Westfalen, reinigte ihr Kanalnetz nach der Präventivstrategie alle zwei Jahre komplett, gebietsweise auch in kürzeren Intervallen. Aufmerksam geworden durch den Erfahrungsaustausch im Rahmen der Workshops zu dem Forschungsprojekt „Bedarfsorientierte Kanalreinigung“ entschloss sich die Stadtentwässerung Hemer (SEH), ihre Kanalreinigungsstrategie überprüfen zu lassen. Bisher reinigte Hemer sein Kanalnetz wie vielerorts üblich nach der Präventivstrategie – alle zwei Jahre komplett durch. Erklärtes Ziel der SEH ist es, Kanäle intelligent zu reinigen. Das heißt, Betriebserfahrungen über die verschiedenen Netzbereiche mit z.B. verstärkter Ablagerungsbildung in die Reinigungsplanung mit einzubeziehen. Selten verschmutzende Haltungen sollen weniger häufig als schnell verschmutzende Haltungen gereinigt werden.

Analyse des Betriebsprofils und Zusammenführung des Betriebswissens
In einem ersten Schritt wurden die betrieblichen Randbedingungen des Kanalbetriebs der Stadt Hemer aufgenommen und analysiert. Hierzu wurden Befragungen der Mitarbeiter, Begleitungen der Kanalreinigung sowie eine Auswertung von vorhandenem Datenmaterial durchgeführt. Im nächsten Schritt wurde die Ablagerungssituation in den Teilbereichen des Kanalnetzes in Hemer erhoben, die nach dem zweijährlichen Turnus zur Reinigung vorgesehen waren. Auf Basis dieser Ergebnisse wurden Konzepte für die Umsetzung einer an die vorhandene Betriebsstruktur angepassten bedarfsorientierten Reinigungsstrategie erarbeitet und deren Umsetzung begleitet. 

Stichprobenhafte Erhebung des Ablagerungsaufkommens
Im Ergebnis zeigten die Ablagerungsinspektionen, dass in den untersuchten Teilbereichen nach zwei Jahren ohne Kanalreinigung kaum hydraulisch relevante Störungen durch Ablagerungen feststellbar waren. Die vereinzelt angetroffene Bildung von ausgeprägten bleibenden Ablagerungen hatte in der Regel besondere Ursachen: 

• bauliche Mängel: z.B. Unterbögen und ausgeprägte Muffenversätze, Wurzeleinwuchs (ist im Rahmen einer Unterhaltungsreinigung nicht zu beseitigen)
• hydraulische Störungen: z.B. durch Rückstauverhältnisse bei seitlichen Zuläufen und in Drosselbereichen an Regenüberläufen oder bei starken Gefällewechseln (Abstürze) sowie zu geringe Abflussverhältnisse
• unplanmäßiger Feststoffeintrag: z.B. Sand, Kies oder auch Beton aus Baumaßnahmen, Bohrkerne und insbesondere herabgestürzte Schmutzfänger  

Ein funktionaler Zusammenhang von Gefälle, Nennweite und Rohrmaterial auf die Ablagerungssituation konnte nicht nachgewiesen werden.
Im Rahmen der Ablagerungsuntersuchungen kamen verschiedene Inspektionstechniken zum Einsatz, so z.B. die TV-Untersuchung, die Schachtkamera, der Kanalspiegel, die Inaugenscheinnahme von Schachtgerinnen und die Begehung einzelner Haltungen. Der Kanalbetrieb Hemer bewertet die Methode der Kanalspiegelung als pragmatische Methode, um unter günstigen Randbedingungen (Sonnenlicht) Ablagerungskontrollen für Kanalstrecken kostengünstig und mit geringem Zeitaufwand durchzuführen.
Konzeptentwicklung bedarfsorientierte Kanalreinigung
Zur Entwicklung eines an die Betriebsstruktur des Kanalbetriebs in Hemer angepassten Konzeptes wurden verschiedene Vorgehensweisen diskutiert. Kern der von dem Kanalbetrieb der Stadt Hemer bevorzugten Variante ist es, kontinuierlich Betriebswissen über Kanalablagerungen aufzubauen und Maßnahmen im Hinblick auf den Gewässerschutz verstärkt umzusetzen. Damit gewinnen Schachtinspektionen und Ablagerungskontrollen an Bedeutung. Das Kanalnetz soll zunächst in einem Intervall von zwei Jahren im Hinblick auf Ablagerungen überwacht werden, gebietsweise in kürzeren Intervallen. Die Ablagerungsinspektionen dienen dabei als Synergieeffekt mit den Schachtinspektionen, die durch das DWA-Arbeitsblatt 147 Teil 1 gefordert werden.

Gewässerschutz im BlickGewässerschutz im Blick
Die Kanalreinigung soll im Wesentlichen nur noch nach Feststellung von Ablagerungshöhen von mehr als 15 % der Profilhöhe erfolgen. Die Anforderungen der SüwV Kan NRW werden somit erfüllt. Um die Inspektionsergebnisse zu erfassen, ist eine Datenbank eingerichtet worden. Die Datenbank ermöglicht auch die notwendigen Berichte an die Aufsichtsbehörden. Über Jahre soll dadurch kontinuierlich Betriebswissen über Kanalablagerungen aufgebaut werden und unterhaltungsintensive Objekte erkannt werden. Darüber hinaus soll die Reinigung von Drosselkanälen an Regenüberläufen verstärkt werden, um Inbetriebnahmen der Entlastungsbauwerke und daraus resultierende Feststoffeinträge in Gewässer nach Möglichkeit zu minimieren. Mögliche frei werdende Kapazitäten sollen insbesondere für die häufigere Reinigung der Straßeneinläufe sowie für die Wartung der Bachverrohrungen genutzt werden. Dadurch sollen insbesondere eine Verminderung des Eintrags von Schwermetallen infolge von Straßenabtrieb und eine Begrenzung von Überflutungshäufigkeiten erreicht werden.

Piloteinsatz bestätigt den eingeschlagenen Weg
In einem ersten Piloteinsatz wurde der Stadtteil Deilinghofen „bedarfsorientiert gereinigt“. Alle Haltungen und Schachtbauwerke im genannten Stadtteil wurden lückenlos inspiziert. Die Ergebnisse aus den vorangegangenen Untersuchungen wurden dabei bestätigt. Tendenziell wurde geringes Ablagerungsaufkommen festgestellt. Die Abschnitte, die zunächst Ablagerungshöhen > 15 % der Profilhöhe aufwiesen, wurden in einer Wiederholungsinspektion nach Starkregenereignissen ablagerungsfrei vorgefunden. Der Nachweis der Wirtschaftlichkeit der bevorzugten Variante der Kanalreinigungsstrategie gegenüber der herkömmlichen Präventivstrategie muss noch erfolgen. Auf Basis der neu entwickelten Strategie wird die Entwicklung der Ablagerungssituation im Kanalnetz der Stadt Hemer jedoch verstärkt überwacht, so dass insbesondere veränderte Abflussverhältnisse infolge geänderter Gebietsstrukturen und Verbraucherverhalten zukünftig gezielter berücksichtigt werden können.
Das Betriebswissen der Mitarbeiter ist der Schlüssel zum Erfolg. Dies wurde auch von den politischen Gremien und der Tagespresse in Hemer aufmerksam aufgenommen:

 

Vorbildliche Entwässerung in Felsenmeerstadt Hemer
von Paul Kramme
Hemer. „Wir haben eine spannende Unterwelt in Hemer!“. Das war im Betriebsausschuss eine Erkenntnis des Vorsitzenden Bernd Camminadi (SPD).
Wirklich aufschlussreich und informativ war der Bericht des Ingenieurs Sebastian Beck, der dem Gremium seine Diplomarbeit vorstellte: „Entwicklung einer bedarfsgerechten Reinigungsstrategie für eine mittelgroße Stadt in NRW am Beispiel des Kanalnetzes der Stadt Hemer“. Auf der Suche nach dem Thema war Beck an der Ruhr-Universität Bochum auf Hemer aufmerksam geworden. Das Wappen der Felsenmeerstadt lockte, weil er vor acht Jahren hier als Bundeswehrsoldat in der Blücherkaserne stationiert war. Der junge Ingenieur aus Herne arbeitet heute für das renommierte Gelsenkirchener „IKT – Institut für unterirdische Infrastruktur“, das bei Forschungen zu der Erkenntnis gekommen ist, dass Kanäle nur gereinigt werden sollen, wenn das notwendig sei – was man ja wirklich prüfen kann. Und das ist neu!
Da wird das Thema heiß, weil reduzierter Aufwand Personalentlassung zur Folge haben müsste. Dieses heiße Eisen werde in Hemer offen angegangen, weiß man beim IKT, das den Firmen Stadtbetrieb-Bauhof und Stadtentwässerung Hemer eine „bevorzugte Lage“ bescheinigt, weil man das Hemeraner Kanalnetz selber wartet – was von zwei Drittel der NRW Kommunen als Auftrag vergeben werden muss. Die Stadtentwässerung Hemer erhebt und bewertet den Zustand des Kanalnetzes selber: Ein riesiger Erfahrungsschatz, so lobte Sebastian Beck, und ein riesiger Vorteil gegenüber Gemeinden, die ihre Kanalreinigung ausschreiben müssen. „Erst gefilmt und dann gespült“ ist heutzutage die Devise bei den Kanalpflegern im Rathaus im Gegensatz zum früheren „erst Spülen, dann Filmen“. Innerhalb von 15 Jahren wird das gesamte Kanalnetz gefilmt. Inspiziert wird mit der Schachtkamera und auch erfolgreich mit Kanalspiegeln, die mit reflektiertem Sonnenlicht von oben eine Sichtweite von 20 – 50 Meter in der Unterwelt ermöglichen. Beck empfiehlt für die Untersuchung auch die Anschaffung von starken Taschenlampen, um unabhängig von der Sonne arbeiten zu können.
Fett in der Kanalisation ist ein Riesenproblem
Weniger als fünf Prozent des Hemeraner Kanalnetzes ist begehbar: an der Poststraße und Ostenschlahstraße z.B. und der gesamte Hauptsammler von der Amtskreuzung bis zur Kläranlage. Der gewaltigste Kanaldurchmesser (drei Meter) ist an der Siemensstraße in Westig. „Im Kanal sind die tollsten Geschichten zu finden“, weiß Sebastian Beck. Wurzeleinwuchs gehört dazu, nicht zu vergessen wilde Entsorgung: Beton oder Zement, und Fett im Kanal sei „ein Riesenproblem“. Inspektion gewinnt an Bedeutung, gereinigt wird nach Bedarf, resümiert Beck: „Das Personal entscheidet vor Ort, ob Reinigungsbedarf vorliegt oder nicht. Das Betriebswissen verbleibt in Hemer und nicht beim Dienstleister.“
Ingo Nix (CDU) erkundigte sich nach dem Vortrag: „Hemer hat ein gutes Kanalnetz?“ „Im Vergleich zu dem, was ich gesehen habe, ja“, bezog Beck sein überregionales Wissen für die Antwort ein. Klaus Hoffmann (FDP): „Führen die Erkenntnisse zu Kostensenkung?“ Willi Große: „Na klar, selbstverständlich wird weniger gereinigt!“. Wie der Spülwagen alternativ eingesetzt werde, fragte Michael Heilmann (UWG). 

Dipl.-Ing. Marco Schlüter
Dipl.-Ing. Sebastian Beck
IKT – Institut für Unterirdische Infrastruktur gGmbH
Exterbruch 1
45886 Gelsenkirchen
Tel.: 0209 17806-31
Fax: 0209 17806-88
E-Mail: info@ikt.de
Internet: www.ikt.de 

 

 

 

Strom aus der Folie

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Weltweit arbeiten Forscherteams an der Entwicklung organischer Solarzellen. Das Freiburger Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE präsentiert vom 13. – 15. Februar auf der nano tech 2008 in Tokio, der weltweit größten Nanotechnologie-Fachmesse, Wege zur industriellen Massenfertigung.

Organische Solarzellen haben gute Zukunftschancen: Sie sind günstig in der Herstellung, denn man kann sie auf dünne Folien auftragen. Bereits etablierte Drucktechniken sollen in Zukunft für die Produktion eingesetzt werden. Dies bedarf sowohl einer speziellen Anpassung der Solarzellenaufbauten als auch der Beschichtungsmaterialien und Substrate. »Da das Verfahren einen hohen Durchsatz erlaubt, fallen vor allem Materialkosten an«, sagt Michael Niggemann vom ISE

Dennoch soll die organische Solarzelle nicht gegen die klassische Siliziumzelle konkurrieren – dafür ist ihr Wirkungsgrad noch viel zu gering. Da sie aber flexibel ist, kann sie neue Anwendungsgebiete erschließen: Kunststoff-Solarzellen könnten zum Beispiel Energie für mobile Kleingeräte wie MP3-Player oder elektronische Skipässe liefern. Denkbar wäre auch, auf einem kleinen Plastikstreifen Solarzellen, Sensoren und Schaltelektronik zu einem energieautarken Mikrosystem zu vereinen.

In Tokio zeigen die Fraunhofer-Experten ein flexibles Solarmodul von der Größe einer Buchseite. Es wurde mit einem Verfahren hergestellt, das sich ohne weiteres auf die Rolle-zu-Rolle-Technologie übertragen lässt – ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Massenproduktion.

Auch ein neues Konstruktionsprinzip hilft beim Kostensparen: Für die vordere, der Sonne zugewandten Elektrode verwendete man bisher meist teures Indium-Zinnoxid, weil dieses transparent ist. Doch es geht auch anders: Die Fraunhofer-Crew hat die Verschaltung der Zelle auf die Rückseite verlegt, die durch zahlreiche Löcher mit der Gegenseite verbunden ist. Dieses Bauprinzip hat einen enormen Vorteil: Man kann preiswerte transparente polymere Elektroden verwenden. Die Idee wurde bereits patentiert.

Auf der nano tech 2008 zeigen Fraunhofer-Forscher zusammen mit zwei Unternehmen ihre Entwicklungen. Das Konsortium wurde neben sieben weiteren Initiativen vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF ausgewählt, um in der Kampagne »Nanotech Germany« den Stand der deutschen Forschung zu präsentieren.

Kontakt:

Dr. Michael Niggemann
Telefon: +49 761 203-4798
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
ISE
Heidenhofstraße 2
79110 Freiburg