Regenwasserbehandlung Phase 2 (Entwicklung und Pilotanwendung von Adsorber-Modulen für die Regenwasserbehandlung)

• Research unit: FOEN
• Project number: UTF 447.03.13

Key words (German)

Regenwasser, GEP, Adsorberharze, Adsorbermaterialien, Wasserdurchlässigkeit, hydraulische Leitfähigkeit, Reinigungsleistung, organische Schadstoffe, Regenwasserbehandlung

Short description (German)

Für die Reinigung von Regenwasser in dicht besiedelten Gebieten eignen sich Adsorberharze bestens. Bis jetzt existiert aber noch keine entsprechende Technologie. In Phase 1 des Projektes wurden deshalb verschiedene Harze im Labormassstab getestet. Zwei Adsorberharze der Firma Lanxess („LEVATIT“) wiesen 50% bessere Adsorbereigenschaften auf als das bis jetzt eingesetzte Material. Diese Materialien sind zwar teurer als herkömmliche Adsorbermaterialien, die Mehrkosten werden aber durch die Vorteile (geringer Flächenbedarf, grosse hydraulische und Beladungs-Kapazität) mehr als wettgemacht.

In Phase 2 soll die vielversprechendste Adsorbermischung als granulares Material in Form eines Kissens praxistauglich verpackt und in einer Pilotanlage massstabsgetreu getestet werden.

Results according to contract (German)

1     Aufgrund von Laborversuchen ist die technische Auslegung für den Prototyp des Adsorbermoduls bekannt. Das Modul muss eine grosse hydraulische Leitfähigkeit haben und Mecoprop zu 70% aus dem Regenwasser entfernen bzw. mind. 50% effizienter sein als bisherige Produkte. Die Kosten für die Herstellung des Moduls und Entsorgung sind abgeschätzt (Meilenstein 1).

2     Innerhalb des 12 Monate dauernden Pilotversuchs hat die hydraulische Leitfähigkeit und die Reinigungsleistung für Mecoprop des Moduls um weniger als 10% abgenommen bzw. die Reinigungsleistung für Mecoprop ist mindestens 30% höher als bei bisherigen Produkten. Es ist bekannt welche Einflussgrössen für den störungsfreien Betrieb bedeutsam sind (Meilenstein 2).

3     Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 2

4     Bereitstellung von Textbausteinen und Illustrationen für die Erstellung eines Publikums-Factsheets

5     Präsentation der Ergebnisse an einem wissenschaftlichen Kolloquium beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung

Project aims (German)

Das Adsorber-Modul auf der Basis der in Phase 1 ausgewählten Harze ist als Prototyp entwickelt. Das Modul weist im Pilotversuch eine hohe Wasserdurchlässigkeit (hydraulische Leitfähigkeit) und Reinigungsleistung auf, dies auch bei problematischen organischen Schadstoffen (Mecoprop als Testsubstanz) und über mehrere Monate hinweg.

Description of results (German)

Das Vorkommen von Bioziden und Pestiziden in Schweizer Oberflächengewässern bedingt Massnahmen gegen diffuse Stoffeinträge durch Regenwasser, insbesondere technische Lösungen, wenn bei der Versickerung über bepflanzten und biologisch aktiven Oberboden das Wasser nicht ausreichend gereinigt wird. Künstliche Adsorbermaterialie bieten beim Rückhalt von Bioziden, Pestiziden und Schwermetallen neuen Möglichkeiten. Vor allem im urbanen Raum unter beengten Platzverhältnissen eröffnen technische Behandlungsanlagen neue Perspektiven zur dezentralen Behandlung, sofern die hydraulische und stoffliche Leistungsfähigkeit sichergestellt sind.

Im vorliegenden Projekt wurde eine modular einsetzbare und breit wirksame Behandlungstechnologie für den Rückhalt von gelösten Schadstoffen in Regenwasserabflüssen entwickelt. Ziel war, eine handhabbare „Verpackung“ für technisches Adsorbersubstrat zu entwickeln und auf deren Gebrauchstauglichkeit zu prüfen. Zwei Adsorbermaterialien wurden verwendet, die bei kurzer Wasserkontaktzeit die Leitsubstanzen im Labor sehr wirkungsvoll entfernten.

In einer dezentralen Regenwasserbehandlungsanlage war über die gesamte Messdauer die hydraulische und stoffliche Leistungsfähigkeit für beide Adsorbermaterialien konstant. Die Leitfähigkeit nahm trotz Zufuhr von GUS nicht ab. Beim stofflichen Rückhalt zeigte sich, dass beide Materialien gleich gut funktionieren und hohe Eliminationen möglich sind. 

Transfer and application (German)

Für die Adsorberanlage zur Reinigung von Niederschlagsabwasser aus einer Siedlung wurde die Eignung hinsichtlich Betriebssicherheit und Wirksamkeit im grosstechnischen Betrieb bestätigt. Die Entfernung der Trübung sowie die gute Reduktion der Pestizide durch derartige Adsorbersyteme können massgeblich zu einer Entlastung der Gewässer beitragen.

 

Der Feldversuch hat auch gezeigt, dass ein „richtiger“ Mischadsorber das Potenzial hat, Schwermetalle und Pestizide soweit zu reduzieren, das bereits die Ablaufkonzentrationen unterhalb der Anforderungen der Gewässerschutzverordnung liegen.

 

Die Regenwasserbehandlungsanlage in Ostermundigen im Kanton Bern wird daher weiter mit einem Mischadsorber, aber lose eingebaut, betrieben.

 

Für zukünftige Anfragen im Bereich der Regenwasserbehandlung ist jeweils zu prüfen, welche Art von Stoffbelastung welche Substratmischung benötigt, und welche „Verpackung“ angezeigt ist. Einerseits lässt sich die Umsetzung auch ohne Kissen-Module realisieren, andererseits werden Anwendungen die Vorteile der Umhüllung bevorzugen.

Follow up (German)

Das Verpacken von feinkörnigem Adsorbermaterial hat sich bewährt und bietet hohes Umsetzungspotential, sofern diese Adsorbermaterialien in Regenwasserbehandlungsanlagen eingebaut werden sollen. Der Markt wird entscheiden, ob die Neuerung angenommen wird.

 

Das grobkörnigere Mischsubstrat leistet bei einer Modifikation ausgezeichneten Rückhalt. Zwar wird mehr Material benötigt, die Kosten liegen aber deutlich tiefer. Daher hat das leistungsstärkere Adsorbermaterial einen schwierigeren Stand in dezentralen Anlagen.

 

Mit der Publikation der neuen Regenwasserrichtlinie wird erwartet, dass 2018 technische Adsorberanlagen an Markbedeutung deutlich gewinnen.

Publications / Results (German)

• Vortrag und Tagungsbeitrag AquaUrbanica 2015, Stuttgart
• Vortrag und Tagungsbeitrag AquaUrbanica 2016, Rigi-Kaltbach
• Geplante Publikation 2017: Aqua und Gas, Artikel für Ausgabe April 2017 vorgesehen