Projekt 03625/01

Innovatives Entwässerungsverfahren für den ländlichen Raum am Beispiel der Schmutzwasser – Kanalnetzsteuerung in der Samtgemeinde Dornum

Projektdurchführung

GAG Gemeinnützige Ausbildungs-undEntwicklungsgesellschaft mbH Norden
Rheinstr. 13
26506 Norden

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Kommunale Kläranlagen unterliegen im Tagesgang gerade im ländlichen Raum großen Zufluss-Schwankungen, die in hydraulischer und stofflicher Hinsicht die Leistungsfähigkeit erheblich einschränken können. Alternativ zur größeren Auslegung der Kläranlagen mittels Sicherheitszuschlägen sollte daher im Projekt am Beispiel des Kanalnetzes der Samtgemeinde Dornum die Zuflussvergleichmäßigung durch Stauraumnutzung in den Kanälen erprobt werden. Dazu sollte ein fernwirktechnisches Gerät entwi-ckelt werden, welches den verzögerten Pumpenbetrieb steuert bzw. regelt, um das Schmutzwasser einzustauen. Selbst ohne gezielte Einleitung von Regenwasser - wie es beim Trennsystem der Samtgemeinde Dornum der Fall ist - unterliegt jede Kläranlage tageszeitlichen Schwankungen im Zulauf, welche durch Lebens- und Arbeitsgewohnheiten der Bevölkerung und Gebietsstruktur bestimmt werden. Je nach Bauart und Zustand des Kanalnetzes gelangt dabei aber auch mehr oder weniger Regenwasser in die Kanalisation. In der Samtgemeinde Dornum waren weiterhin noch jahreszeitliche Schwankungen aufgrund von vermehrtem Tourismusaufkommen in den Ferienmonaten zu berücksichtigen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde in zwei Phasen abgewickelt. Die erste Phase bezog sich auf die Erfassung des Ist-Zustandes der Abwassercharakteristik im Kanalsystem der Samtgemeinde Dornum und deren Auswirkung auf den Wirkungsgrad der Kläranlage. In der zweiten Phase wurde die eigentliche Kanalnetzsteuerung entwickelt und erprobt. Dabei galt es, ein hohes Retentionspotential in der Form von maximal möglichen Einstauhöhen unter Gewährleistung eines ausreichenden Entwässerungskomforts zu quantifizieren


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegen ein Zwischenbericht von August 1995 sowie der ausführliche Schlussbericht von Januar 2002 vor.
Das gesetzte Ziel, ein technisch einfaches und wirtschaftlich vertretbares System mit maximaler hydraulischer Wirksamkeit zu entwickeln, führte zu folgenden Grundüberlegungen:
Ø das bis dahin diskontinuierlich abgeleitete Abwasser sollte zukünftig möglichst kontinuierlich weitergeleitet werden,
Ø das vorhandene Stauraumvolumen sollte weitestgehend ausgeschöpft werden,
Ø das zu entwickelnde Regelsystem sollte auf einem lokalen Steuer- bzw. Regelkonzept basieren, welches durch gezielte Eingriffe des Bedienpersonals optimiert wird,
Ø durch Niveaumesspunkte in den Pumpenschächten sollte sichergestellt werden, dass Ereignissen wie Hochwasser, Trockenlauf und Systemausfall sicher begegnet werden kann.
Aufwendige Messkampagnen in den Jahren 1998, 1999, 2000 und 2001 führten zu einem statistisch verlässlichen Datenpool, um das Durchflussverhalten in der Form von Pumpenlaufzeiten in Stundenblöcken im Tagesgang zu erfassen. Anhand von 7 ausgewählten, bezüglich Größe des Einzugsgebietes und der hydraulischen Bedeutung für das Gesamtnetz repräsentativen Pumpstationen wurden die relevanten Daten erfasst und ausgewertet.
Als wesentliches Maß für die angestrebte Zuflussvergleichmäßigung gilt die möglichst gleichmäßige Verteilung der Pumpenlaufzeiten auf den Tag, d.h. auch auf die normalerweise durchflussarmen Nachtstun-den; für die untersuchten Pumpstationen konnte festgestellt werden, dass in den Vergleichszeiträumen die Laufzeitanteile pro Tag (= 24 h) von anfänglich 4,0 - 20,0 h/Tag ohne Stauraumnutzung auf durchgängig 22,0 - 23,8 h pro Tag mit Stauraumnutzung gesteigert werden. Für die Durchflussganglinien bedeutet das eine weitgehende Glättung bzw. Vergleichmäßigung.
Zur Frage, ob und welche Betriebsprobleme bei der neuen Betriebsweise eines Kanalnetzes auftauchen, ist folgendes festhalten:
verstärkte Ablagerungen und/ oder Geruchsbildungen konnten bei Inspektionsmaßnahmen nicht festgestellt werden, zumal in regelmäßigen Abständen je nach Pumpeneinzugsgebiet 1-2 mal wöchentlich ein Spülstoß automatisch durchgeführt wird; die früher immer wieder aufgetretenen Spitzenlasten der Hauptpumpstation Dornum, die zu erheblichen Geräuschbelästigungen und Überlastungen der Stromversorgung führten, bleiben aus, so dass die bereits geplante Trafostation zur Verstärkung des Stromnetzes nicht gebaut werden muss die intensive Auseinandersetzung mit der Charakteristik des Kanalnetzes und die erhöhte Transparenz der hydraulischen und maschinentechnischen Vorgänge führte zu einer optimierten Bewirtschaftung der Pumpenaggregate, die die Reparaturanfälligkeit und letztlich die Betriebskosten senkte im Betrieb der Kläranlage konnte die Vergleichmäßigung des Zuflusses positiv im Hinblick auf den stabilen Reinigungsprozess gerade bei der Nitrifikation bewertet werden; hier bedarf es allerdings noch intensiverer Untersuchungen.
Die Untersuchungen in Dornum trafen während der Projektlaufzeit auf großes Interesse. So sind mittlerweile etwa 650 Fernwirkmodems zur Überwachung installiert worden, so dass damit gerechnet werden kann, dass das hier erprobte Steuer- und Regelkonzept weitere Verbreitung finden wird, zumal die angesprochene Problematik weit verbreitet ist. Je nach vorhandener Technik bietet das entwickelte System mit Kosten von 1.000 - 1.500 € pro Pumpstation einen angemessen Kostenrahmen für den ländlichen Raum.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Zwischenergebnisse wurden 1997 und 1999 anlässlich zweier Vorträge im Rahmen der Kläranlagen- Nachbarschaftstage der Nachbarschaft Aurich (ca. 22 Mitgliedskläranlagen der ostfriesischen Inseln und des küstennahen Festlandes) zu Diskussion gestellt bzw. präsentiert.
Mit Abschluss des Projektes wurde am 06.12.2001 unter Anwesenheit eines Vertreters der DBU, des Samtgemeindedirektors Herrn Erdmann, des KA-Betriebsleiters Herrn Martin mit Mitarbeiter, der Herren Droste und Rülander eine Schlusspräsentation vor Vertretern der lokalen/ regionalen Presse (Ostfriesischer Kurier, Ostfriesische. Zeitung, Ostfriesische Nachrichten) durchgeführt.
Des Weiteren sollen in 2002 Fachartikel in den einschlägigen Fachzeitschriften (Korrespondenz Abwasser, gwf etc.) erscheinen.


Fazit

Wie die Ergebnisse belegen, konnten die Projektziele insgesamt erreicht werden. Seit Anfang 2001 wird die neue Technik in der Gemeinde Dornum eingesetzt. Mittlerweile ist es gelungen, die Spitzenbelastungen für das Klärwerk erheblich zurückzufahren. Nach den Ausführungen des Betreibers ist das Klärwerk dadurch praktisch in der Lage, eine ganze Nachklärstufe einzusparen. Negative Effekte, wie verstärkte Ablagerungen, Geruchsbelästigungen oder ein Anfaulen des Abwassers wurde infolge des Aufstauens nicht festgestellt.