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Juni 25, 2024

Frühzeitige Maßnahmen zum Schutz der Qualität unserer Gewässer und zur Wiederverwendung von Regenwasser

Bei der LSC Engineering Group engagiert sich die Abteilung Hydrologie von Luxplan seit vielen Jahren für eine resiliente Wasserwirtschaft, sei es in den Bereichen Abwasserentsorgung, Trinkwasser oder Wasserläufe.

Wir haben uns mit Thomas Biendel, dem Leiter der Abteilung Hydrologie bei Luxplan, getroffen, um über die Arbeit seines Teams im Bereich Regenwassermanagement zu sprechen. Mit dem Forschungsprojekt STORMLAND, das vom Nationalen Forschungsfonds finanziert wird und in Zusammenarbeit mit der Universität Luxemburg durchgeführt wird, möchte Luxplan seine Lösungen zur Wasseraufbereitung weiter verbessern.

Warum ist Regenwasser eine bedeutende Quelle der Verschmutzung?

Abflusswasser ist eine wichtige Verschmutzungsquelle für unsere Gewässer, da es verschiedene Schadstoffe mit sich führt. Im Gegensatz zu Abwasser, das in Kläranlagen behandelt wird, kontaminiert Regenwasser aufgrund seiner großen Menge unsere Gewässer grundsätzlich ohne Behandlung. Es kann unter anderem Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle, PFAS, PFOS, Mikroplastik usw. enthalten, die über den Abfluss in unsere Gewässer gelangen.

Welche Auswirkungen hat Regenwasser auf Gewässer?

Diese Auswirkungen sind nicht vollständig geklärt, da die Situation je nach klimatischen Bedingungen, der aufnehmenden Umgebung und dem Abflussgebiet variiert. Ein großer Teil der in Bauwesen, Industrie und Landwirtschaft verwendeten Stoffe gelangt jedoch durch einfachen Abfluss und Versickerung in Oberflächengewässer und Grundwasser.

Woher kommen die Schadstoffe im Regenwasser?

Kohlenwasserstoffe stammen unter anderem aus dem Verkehr und von Straßen, Schwermetalle aus bestimmten Dächern und Straßenmöbeln und Mikroverunreinigungen beispielsweise aus Farben, Dämmstoffen und Reifenabrieb. Es gibt noch weitere Quellen. Die Situation ist komplex. Grundsätzlich weist Regenwasser vor dem Auftreffen auf den Boden keine charakteristische Verschmutzung auf (mit Ausnahme der Versauerung und möglicherweise der Auflösung von atmosphärischen Gasen), aber es ist das Phänomen des Abflusses, das die Schadstoffbelastung in diesem Wasser verursacht.

In welcher Form kommen diese Schadstoffe im Abflusswasser vor?

Oft stellen wir uns eine Ölpest in einem Fluss vor, die durch illegale Einleitungen oder eine Art von Verschüttung verursacht wird. Die meisten Schadstoffe im Regenwasser liegen jedoch in Partikelform vor, d. h. sie sind an Schwebstoffe „gebunden”, und ihr Eintritt in Gewässer ist keineswegs spektakulär. Letztendlich macht die spektakuläre unbeabsichtigte Verschmutzung, über die in der Presse berichtet wird, nur einen winzigen Bruchteil der Menge an Kohlenwasserstoffen aus, die in Partikelform in Gewässer gelangt. In ähnlicher Weise gelangen auch andere Arten von Schadstoffen auf diskrete und chronische Weise in den Wasserkreislauf.

Wie kann diese Verschmutzung begrenzt werden?

Regenwasser ist aufgrund seiner Mengen und Schwankungen nicht für den Transport zu einer herkömmlichen Kläranlage vorgesehen. Ältere Kanalisationsnetze vermischen Abwasser und Regenwasser, was bei Regen zu umweltschädlichen Überläufen führt. Neuere Netze trennen diese beiden Arten von Wasser und speichern Regenwasser vor der Ableitung, jedoch ohne systematische Behandlung.

Es gibt jedoch einfache und robuste Lösungen für die passive Behandlung dieses Regenwassers vor der Ableitung, und Luxplan ist seit über zehn Jahren in diesem Bereich tätig und ergreift entsprechende Maßnahmen.

Was hat Luxplan in diesem Bereich erreicht?

Luxplan engagiert sich aktiv dafür, passive Lösungen zur Behandlung von Regenwasser vor der Ableitung breiter verfügbar zu machen. Vor zehn Jahren wurde im Gewerbegebiet Grass (ZARO, Steinfort) der erste mit Schilf bepflanzte Sandfilter für ein spezielles Regenwassernetz installiert. Dabei handelt es sich um eine einfache, robuste, schwerkraftgespeiste Lösung, die nicht nur eine hochwertige Landschaftsgestaltung ermöglicht, sondern auch die Qualität des in die Eisch abgeleiteten Regenwassers erheblich verbessert.

Wir arbeiten auch für das Amt für öffentliche Arbeiten am Autobahnnetz mit zahlreichen Projekten, die Rückhaltebecken in Verbindung mit Sandfiltersystemen (neu oder renoviert) umfassen, von denen eines Ende 2023 in Raemerich in Betrieb genommen wurde.

In beiden Fällen haben wir ein einfaches Regenwasserrückhaltesystem durch die Integration einer Aufbereitungsanlage verbessert. Dazu schaffen wir eine etwa 70 cm tiefe Ausgrabung, an deren Boden wir die Abflüsse zum Auffangen des aufbereiteten Wassers anbringen. Diese zusätzliche Tiefe wird dann mit Sand und Kies unterschiedlicher Korngrößen in verschiedenen Schichten aufgefüllt. Anschließend werden Schilfpflanzen in den Sand gepflanzt. Es dauert etwa zwei Jahre, bis sie gewachsen sind und die gesamte Oberfläche des Filters bedecken. Sie erfüllen mehrere Zwecke: Sie helfen, Verstopfungen zu beseitigen, spenden Schatten über dem Wasser, um Algenwachstum zu verhindern, entwickeln eine Rhizosphäre, die bestimmte organische Schadstoffe abbauen kann, bieten Wildtieren einen Rückzugsort usw.

Einige Kennzahlen zum Grasbecken:
– Spitzenzulaufmenge 7 m³/s (bei einem zehnjährigen HQ10-Niederschlag)
– Drei Zulaufschlammfänger mit 54, 138 und 150 m³ mit Siphon-Trennwänden
– Vier separate Sandfilterzellen mit einer Gesamtkapazität von 3.244 m³, die die vollständige Behandlung eines zweijährigen Niederschlags (HQ2) ermöglichen
– 2.400 m³ Sand und Kies in einer 70 cm dicken Schicht verwendet
– Maximaler Wasserstand in den Filtern: 1 m

Das Raemerich-Becken ist kompakter und technischer; es handelt sich um ein Autobahnbecken ohne öffentlichen Zugang.

Wie effektiv ist das System?

Das Prinzip basiert auf Filtration. Das Wasser fließt vertikal durch den Sand und Kies, um die Abflüsse zu erreichen. Während seines vertikalen Weges verliert das Regenwasser einen Großteil seiner Partikelbelastung (etwa 90 %). Das zurückgewonnene Wasser wird durch Schwerkraft zum Auslass abgeleitet. Im Juni 2024 wird ein Forschungsprojekt mit der Universität Luxemburg namens STORMLAND beginnen, das vom Nationalen Forschungsfonds finanziert wird, um die Wirksamkeit des Systems zu überprüfen und es möglicherweise zu optimieren. In der ersten Phase wird die Verschmutzung charakterisiert, da sie so vielfältig und unterschiedlich ist, dass eine umfassende Überwachung unmöglich ist. Mit Hilfe der NTS-Technik (Non-Target Screening) wird ein breites Spektrum an Überwachungsmaßnahmen durchgeführt, um das in das Gebiet eintretende und aus ihm austretende Wasser zu charakterisieren. In einer zweiten Phase werden Optimierungslösungen in Pilotprojekten vor Ort installiert. Das Ziel von Luxplan ist es, seine Lösung zu bestätigen und für zukünftige Projekte und bestimmte Anwendungen, insbesondere die Wiederverwendung, zu verbessern.

Die Lösung, dieses Ablaufwasser nach der Aufbereitung wiederzuverwenden, ist erst kürzlich entstanden, insbesondere angesichts wiederkehrender Dürreperioden. Ziel ist es, dieses aufbereitete Wasser in sensibleren Anwendungen wiederzuverwenden, in denen unbehandeltes Ablaufwasser nicht unbedingt verwendet werden kann (Landwirtschaft, Gemüseanbau, bestimmte industrielle Anwendungen usw.).

Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren, Zwischenergebnisse werden für 2025 erwartet.

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