Projekt 17400/87

Zusatzprojekt: Kurzstudie über den Einsatz von Membranbelebungsverfahren zur Abwasserreinigung auf Hütten im alpinen Bereich am Beispiel der Mannheimer Hütte und der Oberzalimhütte der Sektion Mannheim des DAV

Projektdurchführung

OtterWasser GmbH Ingenieurgesellschaft für integrierte Siedlungstechnik
Travemünder Allee 79
23568 Lübeck

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Während des 3. Internationalen Fachseminars Umweltgerechte Ver- und Entsorgungskonzepte für Berg- und Schutzhütten der Deutschen Bundesstiftung Umwelt am 28.02./01.03.2003 in Benediktbeuern wurde unter anderem die Reststoffproblematik bei der Abwasserreinigung diskutiert.
Im Zuge dieser Gespräche wurde die Reinigung von Abwasser mittels membranbiologischer Verfahren aufgegriffen und kontrovers diskutiert. Ein Ergebnis dieser Diskussion war der Wunsch, eine Kurzstudie zum Einsatz der Membranbelebungsverfahren in der Abwasserreinigung im Gebirge anhand eines Projektbeispiels zu erstellen.
Die Kurzstudie Einsatz von Membranbelebungsverfahren zur Abwasserreinigung auf Hütten im alpinen Bereich wurde im Jahr 2003 bewilligt, anhand von zwei konkreten Abwasseranlagen im alpinen Raum Membranbelebungsanlagen zu dimensionieren sowie Vor- und Nachteile und Randbedingungen zu nennen.
Im Rahmen der zur Studie notwendigen Herstellerrecherche wurde deutlich, dass für diese Anlagen zum damaligen Zeitpunkt noch keine verwertbaren Erfahrungsberichte vorlagen. Die genannten Ziele der Studie konnten somit nicht befriedigend erreicht werden. Weiterhin sollten nach Diskussion mit der DBU Erfahrungen aus dem Bau der Membranbelebungsanlage der Olpererhütte mit in diese Studie einfließen. Aus diesem Grund wurde die Fertigstellung der Kurzstudie verschoben und die Studie inhaltlich erweitert. Zusätzlich wurden in den letzten Jahren vor allem in Tallagen sehr viele Erfahrungen auf dem Gebiet der Membranbelebungsanlagen gesammelt. Die Betriebserfahrungen sollen einen Überblick über den Einsatz dieser Anlagen im alpinen Bereich geben. Die bereits im vorgehenden Antrag durchgeführten Leistungen flossen in die Folgestudie ein.
Die Folgestudie sollte Empfehlungen geben für den sinnvollen Einsatz von Membrananlagen in alpinen Lagen, über deren Betrieb und Vor- und Nachteile solcher Anlagen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Studie basiert hauptsächlich auf Recherche in der Literatur, Projekten und Erfahrungen im wissenschaftlichen Bereich.
Weiterhin wurde die Olpererhütte mehrfach besucht und die Anlage vor Ort beprobt.


Ergebnisse und Diskussion

Die Recherche zeigte, dass in den letzten Jahren viele Membranbelebungsanlagen im Bereich der Klein- kläranlagen und mehrere Großkläranlagen in Betrieb genommen worden sind und hier Erfahrungen gesammelt wurden. Auch wurden Membrananlagen oft in Gebieten mit Wasserknappheit oder bei hohen Anforderungen an den Ablauf eingesetzt. Hier sind vor allem Anlagen in Trinkwassereinzugsgebieten, bei empfindlichen aufnehmenden Gewässern (Vorflutern) oder auf Schiffen zu nennen.
Es wurden auch Erfahrungen mit weitergehender Abwasserreinigung (Stickstoff und Phosphorelimination) gemacht. Alle diese Erfahrungen und Erkenntnisse helfen beim Einsatz von Membrankläranlagen im Gebirge. Einige Beispiele zeigten, das eine Abwasserreinigung mittels Membranbelebungsanlage in Höhenlagen gute Reinigungsleistungen erzielen, wenn die Anlage auf die vorhandene Randbedingungen angepasst worden sind (Säntis, Schwägalp [ETH 2004]).
Das Abwasser von Hütten im alpinen Bereich kann nicht mit dem konventionellen kommunalen Abwasser verglichen werden. Die im Abwasser befindlichen Schadstoffe sind zwar ähnlich, aber die Konzentration und Zusammensetzung ist mit kommunalem Abwasser nicht zu vergleichen. Deshalb ist es schwer bis nicht machbar, vorgefertigte Standardanlagen im Hüttenbereich einzusetzen. Es muss immer eine orts- spezifische Auslegung erfolgen und es müssen die für Kläranlagen im Gebirge spezifischen Erfahrungen berücksichtigt werden.
Gerade bei Hütten im alpinen Bereich ist die Voruntersuchung der Randbedingungen der entscheidende Schritt um eine möglichst genaue und angepasste Dimensionierung durchführen zu können. Nach der Er- fassung der Randbedingungen wie u.a. Größe der Hütte, Frequentierung von Tages- und Übernachtungs- gästen, Höhenlage, Betriebszeiten, Kosten und geforderten Ablaufqualitäten muss betrachtet werden, welches Klärverfahren am ehesten für diese Randbedingungen geeignet ist.
Grundsätzlich sollte der Betrieb einer Abwasseranlage möglichst wenig zeitaufwändig und einfach zu er- ledigen sein. Bei Membranbelebungsanlagen heißt das, dass eine Reinigung der Membran vor Ort nicht sinnvoll ist, da die Lagerung von Chemikalien notwendig wäre, das Personal gesondert geschult werden und die Zeit dafür aufgewandt werden muss.
Ein Ausgleichsbehälter vor der Membrananlage ist zwingend notwendig und muss für die zu erwartenden hydraulischen Stöße ausreichend dimensioniert sein.
In Gebieten mit Wasserknappheit oder bei Ableitung in Richtung eines Trinkwassereinzugsgebietes kann die Wahl einer Membranbelebungsanlage als beste Lösung erscheinen. Es muss aber beachtet werden, dass diese Anlagen höhere Investitions- und Betriebskosten hervorrufen können, die permanente Strom- versorgung gesichert und zuverlässiges Personal vorhanden sein muss.
Bei Hütten im alpinen Bereich, die als Inselbetrieb mit eigener Stromerzeugung betrieben werden, muss bei der Planung einer Kläranlage immer mit berücksichtigt werden, dass die vorhandene Energieversor- gung durch den Anschluss der Anlage gegebenenfalls angepasst und/oder verändert werden muss. Da die Membrananlage ein Drittel des Stromverbrauchs einer Hütte ausmachen kann, ist ein Abwasserkon-zept mit einer Membrananlage nicht von einem parallelen Energiekonzept zu trennen.
Weiterhin hat sich gezeigt, dass die errichteten Anlagen derzeit einer intensiven Betreuung in den ersten Betriebssaisonen bedürfen, bis sie optimal eingestellt sind. Die Anlagen können nur im laufenden Betrieb an die zufließenden Abwasserbedingungen angepasst werden um eine ausreichende Reinigungsleistung zu erzielen und um die spezifische Abwasserbeschaffenheit ausreichend zu berücksichtigen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Bisher erfolgte keine zusätzliche Öffentlichkeitsarbeit. Durch die Recherche wurden die Ergebnisse mit mehreren Interessenten diskutiert.


Fazit

Die Erfahrungen aus der Installation einer Membranbelebungsanlage auf der Olpererhütte haben unter anderem gezeigt, dass
- die Anlage in das Energiekonzept eingepasst werden muss
- auf eingesetzte Materialien geachtet werden muss
- ein geordneter Überlauf vorhanden sein muss (Notfall)
- die Probenahmestellen an der Anlage gut zugänglich und sinnvoll angeordnet sein müssen
- alle Mess- und Schalteinrichtungen gut zugänglich sein müssen und
- ein Entleeren der Becken (z.B. für Wartungszwecke) möglich sein muss.
- die gewählten Baumaterialien auch unter den feuchten Bedingungen im Gebirge lange beständig sein müssen
- die im DAV bereits seit vielen Jahren angesammelte Erfahrung mit der Abwasserreinigung im Gebirge mit einzubringen.
Die nächsten Jahre werden zeigen, wie sich Membranbelebungsanlagen im Betrieb bewähren. Generell wird davon ausgegangen, dass Membranbelebungsanlagen auf Hütten im alpinen Bereich sinnvoll eingesetzt werden können. Gerade bei oft geringem Platzangebot und/oder hoher Anforderungen an die hygienische Ablaufqualität wird die Membranbelebungsanlage eine sinnvolle Lösung zur Abwasserreinigung sein, wenn ausreichend Energie zur Verfügung steht.