Kanalabdichtungen – Auswirkungen auf die Reinigungsleistung der Kläranlagen und der Einfluss auf den örtlichen Wasserhaushalt
Untersuchung der Auswirkungen von Fremdwasser in der Kanalisation
Etwa ein Viertel des Abwassers welches zur Behandlung in der Kläranlage ankommt müsste nicht behandelt werden. Es ist Fremdwasser, welches zum Teil in marode Kanäle eindringt und sich mit dem "echten" Abwasser vermischt. Dies überlastet Kanäle und Kläranlagen, reduziert die Reinigungsleistung und erhöht den Energiebedarf der Abwasseranlagen. Letztlich verschlechtert dies die Gewässerqualität und bringt weitere unerwünschte Folgen mit sich. Wissenschaftler, Kläranlagen- und Kanalnetzbetreiber erforschten diese Zusammenhänge in einem Projekt im Auftrag des Umweltbundesamtes und stellten Empfehlungen für eine ganzheitliche Betrachtung bei der Kanalsanierung auf.
Das Kanalnetz in Deutschland weist starke bauliche Mängel auf und Undichtigkeiten können je nach örtlichen Gegebenheiten zur Infiltration (Eindringung) von Grund-, Schichten- oder Sickerwasser führen. Dieses sogenannte Fremdwasser kann das Volumen des Schmutzwassers um ein Mehrfaches übersteigen.
Undichte Kanäle und Grundstücksentwässerungsleitungen deren eigentliche Aufgabe es ist, behandlungsbedürftiges Abwasser zur Kläranlage zu leiten, wirken damit wie eine Drainage.
Die Auswirkungen zeigen sich in vielen Facetten. Die Verdünnung verringert die Abbauleistung der Kläranlage und Schadstoffe können vermehrt in die Gewässer gelangen. Die zusätzliche hydraulische Belastung der Kläranlage wirkt sich auch auf die Energie- und Kosteneffizienz der Kläranlage aus, da beispielsweise Pumpen und Hebewerke eine größere Arbeit verrichten müssen. Auch Entlastungsbauwerke, welche im Mischsystem bei Starkregenereignissen Abwasser vor der Reinigung in der Kläranlage in gewissem Umfang puffern können, werden durch Fremdwasser zusätzlich belastet. Sie füllen sich schneller und müssen das Abwasser häufiger in die Gewässer ableiten und so die Kläranlage durch Mischwasserabschläge entlasten. Auch dadurch gelangt unbehandeltes Schmutzwasser in die Gewässer.
Je nach den hydraulischen und geografischen Verhältnissen im Einzugsgebiet der Kläranlage kann sich durch die Drainagewirkung der Kanäle örtlich ein abgesenkter Grundwasserstand eingestellt haben. Dies birgt Risiken für den Boden, die Bebauung und die Vegetation. So kann es beispielsweise zu Einspülungen von Bodenmaterial in die Kanäle kommen, was zu unterirdischen Hohlräumen führt. Straßeneinbrüche oder Bauwerkssetzungen können die Folge sein. Tiefwurzelnde Pflanzen, wie Bäume, verlieren ihren natürlichen Grundwasseranschluss.
Maßnahmen zur Kanalsanierung müssen daher den Kanal nicht nur abdichten, sondern auch die hydraulischen und geographischen Verhältnisse im Einzugsgebiet der Kläranlage berücksichtigen.
Im Forschungsprojekt "Kanalabdichtungen – Auswirkungen auf die Reinigungsleistung der Kläranlagen und der Einfluss auf den örtlichen Wasserhaushalt" hat das Institut für Unterirdische Infrastruktur (IKT) den Nutzen einer Kanalsanierung für die Reduktion von Fremdwasser zu untersucht. Die Auswirkungen von Sanierungsmaßnahmen auf die Effizienz (Reinigung und Energie, Kosten) von Kläranlagen, Entlastungsbauwerken und die Grundwasserstände wurden betrachtet. Auch die Aufwendungen beim Einsatz bestimmter Kanalsanierungstechniken wurden mit Hilfe des Instrumentes der Ökoeffizienzbewertung anhand konkreter Fallbeispiele ermittelt.
Erstmalig soll darüber hinaus die Entwässerungswirkung von Leitungen und Kanälen auf den örtlichen Wasserhaushalt untersucht werden (zum Beispiel Absenkung des Grundwasserspiegels durch Drainagewirkung).
Daraus ableitend wurden Sanierungsmaßnahmen aufgestellt. Die Ergebnisse sind Grundlage für die Fortschreibung der allgemein anerkannten Regeln der Technik nach denen Abwasseranlagen zu planen und zu betreiben sind.