Projekt 02064/03

Weiterbau und -entwicklung eines Abwassermesssystems zur flächendeckenden Ermittlung illegaler Einleitungen in das Kanalnetz

Projektdurchführung

Stadt KrefeldUmweltamt
Steckendorfer Str. 17/19
47799 Krefeld

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Rahmen des Gesamtprojektes sollte ein flächendeckendes Abwassermeßsystem zur Ermittlung von illegalen Einleitungen in das Kanalnetz der Stadt Krefeld entwickelt, installiert und in der Praxis erprobt werden. Das Abwassermeßsystems sollte, unterstützt durch flexibel einsetzbare Messtrupps, eine Vergleichmäßigung und Reduzierung der Schadstoffbelastung für die Kläranlage gewährleisten und eine Art Frühwarnsystem bedeuten. Bei Überschreitung der Grenzwerte sollten Kanalnetz- und Kläranlagenbetreiber technische Vorkehrungen zum Schutz ihrer Anlagen treffen können. Die kontinuierliche Probenahme mit anschließender Analyse sollte Aufschluss über die Ganglinie von wassergefährdenden Stoffen (z. B. Schwermetalle) geben. Durch das Messschachtsystem sollte erstmals die Möglichkeit gegeben sein, eine umfassende Darstellung der Inhaltsstoffe des jeweiligen Abwassersammlers zu erhalten.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde in zwei Phasen durchgeführt. Auf Basis der Ergebnisse und Erfahrungen mit einem ersten Labor-Messcontainer als Prototypen, der 1993 im Projekt AZ 02064/01 - 02 auf dem Hauptstrang des nördlichen Krefelder Stadtgebietes, dem ‚Nordsammler, aufgestellt worden war, beinhaltete die zweite Phase /03 die Entwicklung und Ausführung eines Konzeptes für die übrigen sechs Messstationen des Messnetzes Verbindungskanal Uerdingen, Sammler Bruchhöfe, Mittelsammler, Südsammler, Hafensammler und Linner Sammler. Die Planungsleistungen umfassten folgende Aspekte: Durchflussmengenmessung, Hauptproblemstoffe, Detektion der Hauptproblemstoffe, Probenahmeeinrichtung, Fördereinrichtung, Probenehmer. Die technische Ausführung betraf: allgemeine technische Ausstattungsmerkmale der Abwasserdatenerfassungsanlagen (ADAs), Hardware, Software.
Zur Beantwortung wissenschaftlicher Fragen vergab das Umweltamt Krefeld Begleituntersuchungen und Beratungsleistungen an die Fachhochschule Niederrhein, Herrn Professor Herbertz (Nasschemie im Hinblick auf die Aufnahme des IST-Zustandes, der Erarbeitung von Verfahrensverbesserungen und Überprüfung der Aussagekraft der Analytik in Bezug auf mögliche Störungen), der Universität Hannover, Herrn Professor Sieker (Definition der Hauptproblemstoffe und Entwicklung bzw. Anwendung eines Simulationsmodells zur Abschätzung des Vorsorgebedarfes der Kläranlage), und der Fachhochschule Osnabrück, Herrn Professor Weil (Durchflussmesssystem und störungsfreier Transport des Rohabwassers).


Ergebnisse und Diskussion

Das Abwassermesssystem zur Ermittlung der illegalen Einleitungen in das Kanalnetz umfasst 5 Messcontainer mit 7 Messpunkten an jedem der Abwassersammler jeweils kurz vor deren Zufluss in den Hauptsammler, der die Abwässer der Kläranlage zuführt. Das Messnetz wurde in die Lage versetzt, die der Kläranlage zugeleiteten Abwässer anhand der ‚Trivialparameter zu überwachen. Kontinuierlich gemessen und automatisch aufgezeichnet werden die Leitparameter pH-Wert, Leitfähigkeit und Temperatur im Rohabwasser sowie Füllstand, mittlere Fließgeschwindigkeit und Durchfluss. Die Messdaten werden mittels Modem an die zentrale Steuerung im Umweltamt übermittelt, Ereignisdaten werden automatisch an die Kläranlage und das Tiefbauamt weitergeleitet.

Das Umweltamt konnte bisher bestimmte Erfahrungen aus dem Betrieb des Systems für sich ableiten. Die Einsatz- und Nutzungsmöglichkeiten des Systems sind seit der Inbetriebnahme in die Einsatzroutine des Umweltamtes integriert worden. Es hat sich herausgestellt, dass teilweise nur anhand der Ganglinien der Online-Messungen der einzelnen Sammler verschiedene Indirekteinleiter erkennbar sind. Diese werden im Falle von Unregelmäßigkeiten dann gezielt beprobt und vom Umweltamt um Stellungnahme gebeten. Die Abhandlung der Unregelmässígkeiten hat vielfach dazu geführt, dass Einsatzprodukte gegen neutralere ausgetauscht, Kreislaufanlagen geplant und die Anlagensicherheiten erhöht wurden. Das Umweltamt vertritt die Ansicht, dass bei dem größten Teil der Indirekteinleiter die kontinuierliche Überwachung bekannt ist. Dies sei erkennbar an der Vielzahl der Beratungswünsche der Industrie durch die Behörde. Nach eigener Einschätzung des Umweltamtes habe sich das Meßsystem, abgesehen von Kapazitätsgrenzen bei der Verarbeitungssoftware, Reparaturanfälligkeiten der Schlauchpumpen, Probleme bei den elektronischen Bauteilen sowie bei der geforderten Ansteuerung der Probenehmer über die SPS-Steuerung, nach Anlaufschwierigkeiten bewährt und die Erwartungen erfüllt. Nach den Vorstellungen des Umweltamtes sollte das Meßsystem noch um weitere Parameter (z. B. TOC; Schwefelwasserstoffmessung; UV) erweitert werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadresse:
Umweltamt der Stadt Krefeld, Amt 36, Steckendorfer Straße 19, 47727 Krefeld, Ansprechpartner: Herr Jurich, Herr Döpcke, Tel. 02151/86-2407, Fax 86-2430.

Neben den Hochschulen waren folgende Unternehmen tätig: Firma ELBAGU Mess- und Regelungstechnik GmbH, Osnabrück, als Generalunternehmer; als wesentliche Subunternehmer: Turbo-Werk Messtechnik GmbH, Köln (Mengenmessung); Ingenieurbüro Meier GmbH, Elsdorf (Einrichtung der Mengenmessung); Goosens Engineering, Lingen (Hardware, Messtopf und Messtechnik); U. Maltzahn (Software); Platal Mobilbau, Osnabrück (Container); Kickartz & Söhne, Krefeld (Tiefbau); Städtische Werke Krefeld AG (Strom und Wasser); Elektro Kleinhütten, Krefeld (Strominstallation); Bloser/ Schneiders, Krefeld (Frischwasserinstallation); Deutsche Telekom, Krefeld (Fernsprechanlage).


Fazit

Der Bericht verdeutlicht, was jedem Interessierten an Messungen im Abwasser (Mischwasser) klar sein muss: es handelt sich um ein äußerst schwieriges und fehleranfälliges Gebiet. Insofern sind die im Bericht enthaltenen Aufzählungen von nicht erfüllten Zielstellungen und technischen Mängeln bei der Durchführung des Projektes keine Überraschung.
Auf der anderen Seite hat das Projekt mit der Einrichtung des Messnetzes und den nun laufenden Messungen wesentlicher Grundparameter ein wichtiges Ziel des Projektantrages erreicht. Die bisher gesammelten (auch negativen) Erfahrungen und Erkenntnisse sind nicht nur für die Stadt Krefeld, sondern auch für andere Interessenten, die ähnliche Absichten der messtechnischen Überwachung von Kanalnetzen verfolgen, von Bedeutung, so dass empfohlen wird, vor einem eventuell beabsichtigten Einstieg in eine weitere Phase einen Workshop zu diesem Thema auszurichten.