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Pilotversuche zur Behandlung der Abwässer von PWC-Anlagen

Im Gegensatz zur Behandlung von Haushaltsabwässern ist die Behandlung des Abwassers an den Toiletten der Autobahnparkplätze (PWC-Anlagen), vor allem durch den hohen Anteil von Stickstoff und Toilettenpapier, anspruchsvoller. Ziel ist es, für abgelegene Standorte, die keinen Anschluss an eine öffentliche Kläranlage haben, eine robuste Technologie anzubieten. Im Auftrag der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) wurden in einem vorangegangenen Forschungsvorhaben Bemessungsgrundlagen und neue Konzepte für die Klärung des Abwassers entwickelt. Diese dienten der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (DWA) im April 2014 als Grundlage für die jüngste Überarbeitung ihres Merkblattes „Schmutzwasser von unbewirtschafteten Rastanlagen“ (DWA-M 279). In dem nun durchgeführten Pilotprojekt wurden zwei dieser neuen Konzepte am Beispiel eines bewachsenen Bodenfilters unter Praxisbedingungen getestet: Urinabtrennung und Optimierung der Vorklärung. Die Ergebnisse können in das DWA-M 279 einfließen und dazu beitragen, die Nutzung der umweltfreundlichen und wirtschaftlich günstigen bewachsenen Bodenfilter als dezentrale Kläranlage zu fördern.

Das Bild zeigt eine Toilettenanlage an einer Autobahn vor und nach der Sanierung Alte (links) und neue (rechts) PWC-Anlage „Jalmer Moor“ (Bilder: Bauhaus-Universität Weimar)

Aufgabenstellung

Dezentrale Kläranlagen an Toiletten auf unbewirtschafteten Rastanlagen weisen – wegen der spezifischen Zusammensetzung der anfallenden Abwässer – eine erhöhte Anfälligkeit für Ablagerungen von Urinstein und Verstopfungen durch Feststoffe auf. Dies kann Schwierigkeiten bei der biologischen Behandlung des Abwassers und des Klärschlammes zur Folge haben.

Im Auftrag der BASt erforschte die Professur Siedlungswasserwirtschaft an der Bauhaus-Universität Weimar angepasste Konzepte und Technologien für einen wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der Abwasserentsorgung von PWC-Anlagen. Der Schwerpunkt des Projektes lag in der Entwicklung, Durchführung und Auswertung von Messkampagnen zur Ermittlung der an PWC-Anlagen anfallenden Abwassermengen und deren Beschaffenheit.

Untersuchungsmethode

Aufbauend auf den Erkenntnissen des vorangegangenen Forschungsvorhabens (Berichte der BASt, Heft V195) wurde die abwassertechnische Sanierung einer PWC-Anlage mittels einer Pilotstudie über zwei Jahre in der Planungs-, Bau- und anschließenden Betriebsphase wissenschaftlich begleitet. Als Untersuchungsstandort diente die für eine Totalsanierung vorgesehene PWC Anlage ,,Jalmer Moor“ an der BAB 7 in Schleswig-Holstein. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf den wirksamen Rückhalt von Feststoffen in einer Vorklärung gelegt, der für die Betriebssicherheit von Bodenfiltern entscheidend ist. Als weiterer Schwerpunkt wurde die Abtrennung von Urin als mögliche Option zur Stabilisierung des Reinigungsprozesses untersucht. Dadurch kann eine weitgehende Angleichung der Zusammensetzung von PWC-Abwässern an die von Haushaltsabwässern erreicht werden. Hinweise zur Ermittlung der Belastung und Auslastung einer PWC-Anlage wurden aus Wasserverbrauchsdaten sowie Nutzerzählungen und Nutzerbefragungen abgeleitet.

Ergebnisse

Schon eine Urinabtrennung auf der Männer-Seite und dessen Umleitung in eine abflusslose Sammelgrube entzieht dem System so viel Stickstoff, dass die Nitrifikation im Bodenfilter stabilisiert und die Ablaufgrenzwerte eingehalten werden. Die Urinseparation stellt eine vergleichsweise preiswerte Lösung zur Kompensation von Belastungsspitzen im Zulauf der Kläranlage dar. Der gesammelte Urin kann in Zeiten schwacher Belastung, zumindest teilweise, dosiert in die Anlage zurückgeleitet und dort geklärt werden. Die Separation von Urin ist deshalb grundsätzlich für PWC-Anlagen mit dezentraler Abwasserbehandlung zu empfehlen.

Der hohe Anteil von Toilettenpapier und anderen Feststoffen im Abwasser von PWC-Anlagen stellt erhöhte Anforderungen an die mechanische Vorklärung. Zur Optimierung der Vorklärung weisen geeignete Bogensiebe gegenüber konventionellen Absetzbecken ein großes Leistungspotenzial auf. Die Untersuchungen der Schwimmschlammdecke im kleinen Absetzbecken mündeten in konkrete, konstruktive Empfehlungen für die Absetzbehälter von PWC-Anlagen.

Folgerungen

Für die zukünftige Ausstattung von PWC-Anlagen mit dezentraler Abwasserbehandlung bietet sich das neue Konzept der Urinseparation als relativ kostengünstige Lösung für die Problematik der besonderen Zusammensetzung des Abwassers an. Dieser Effekt kann durch eine Optimierung der Vorklärung noch gesteigert werden. Der Einsatz der umweltfreundlichen und wirtschaftlich günstigen bewachsenen Bodenfilter als dezentrale Kläranlage kann im praktischen Betrieb ermöglicht werden.

Forschung kompakt als Download: 09/2018 (PDF, 439KB)

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