Seit das Belebtschlammverfahren in seinen Grundzuegen durch Publikationen und Patentanmeldungen von Ardern und Lockett im Jahre 1914 vorgestellt wurde, hat es sich zum Standardverfahren zur Reinigung kommunaler Abwaesser entwickelt, wobei es inzwischen auch gelungen ist, mit diesem Verfahren neben den Kohlenstoffverbindungen die Stickstoff- und Phosphorverbindungen aus dem Abwasser zu entfernen. Wurden frueher Belebungsanlagen noch aufgrund von vorwiegend hydraulischen Groessen ausgelegt, so sind heute aufgrund der immer umfangreicheren und strengeren Anforderungen der Abwasserverwaltungsvorschriften an die Reinigungsleistung einer Klaeranlage entsprechend komplexere Dimensionierungsbeziehungen zu beruecksichtigen. Bei der Planung neuer Anlagen, insbesondere fuer hoeherbelastete Abwaesser und Industrieabwaesser, gilt es zudem, neue Entwicklungen wie die Turmbiologie, Hochleistungsreaktoren (Kompaktreaktor, Hubstrahlreaktor, Prallstrahlreaktor) oder den Festbett- und Wirbelschichtreaktor als eine Altemative zum klassischen Belebungsbecken heranzuziehen und zu bewerten. Beim Betrieb werden wegen der steigenden Komplexitaet der Anlage und der erhoehten Anforderungen hinsichtlich der zulaessigen Grenzwerte und der Zahl der zu eliminierenden Schadstoffe sowie im Hinblick auf die Anlagensicherheit und die Ueberwachung der Grenzwerte zunehmend die Moeglichkeiten von on-line Messtechniken und modernen Regelungsstrategien Verwendung finden muessen. Ziel dieses Vorhabens ist es, - ein von der International Association on Water Pollution Research and Control (IAWPRC) entwickeltes mathematisches Modell zur Simulation von kommunalen Abwasserreinigungsanlagen fuer die dynamische Simulation von Anlagen fuer die Reinigung komplexer Abwaesser wie Deponiesickerwaesser und Industrieabwaesser zu erweitern, wobei eine objektorientierte Modellerstellungsumgebung entwickelt werden soll, die es gestattet, alle Projektphasen einer Simulation zu unterstuetzen, und - unter Verwendung der dynamischen Simulation Regelungs- und Optimierungsstrategien fuer komplexe Abwasserreinigungsanlagen unter Einsatz von on-line Messtechniken zu entwickeln. Dabei sollen sowohl analytische Verfahren, als auch sogenannte wissensbasierte Verfahren auf Basis der Fuzzy-Logik und Neuronalen Netze eingesetzt werden mit dem Ziel, dureh Kombination beider Verfahren hybride, adaptive Verfahren zu entwickeln.
Veranlasst durch ein Gutachten in einem Strafverfahren, ua wegen des Vorwurfes der umweltgefaehrdenden Abfallbeseitigung nach Paragraph 326 StGB, befasst sich das IWS seit 1994 mit der Entsorgung von Fettabscheiderinhalten. Als Fettabscheider werden hier ausschliesslich Abscheider nach DIN 4040 verstanden. Diese sind nach Ziffer 8.7 der DIN 1986 (Grundstuecksentwaesserung), Teil I in Betrieben einzubauen, in denen fetthaltiges Wasser anfaellt. Die Entsorgung von Abscheidern fuer Leichtfluessigkeiten (Benzin- und Mineraloelabscheider) nach DIN 1999 und Sperren fuer Leichtfluessigkeiten nach DIN 4043 (sog Heizoelsperren) blieben ausser Betracht. Ausserdem bezogen sich die Untersuchungen nur auf Indirekteinleiter in Staedten und Gemeinden mit ordnungsgemaess funktionierenden Kanalnetzen und Abwasserreinigungsanlagen. Fettabscheider dienen der Vorbehandlung von Abwasser, das in der beim Indirekteinleiter anfallenden Beschaffenheit nicht in die oeffentliche Schmutz- oder Mischwasserkanalisation eingeleitet werden darf. Bestandteil der Fettabscheider nach DIN 4040 ist neben dem Fettabscheideraum ein dem Fettabscheider vorgeschalteter Schlammabscheider zur Rueckhaltung der im Abwasser enthaltenen Sinkstoffe. Ueber eine Tauchwand wird das Abwasser in den Fettsammelraum geleitet, wo die Oele und Fette aufschwimmen und durch eine weitere Tauchwand vom Abfluss zurueckgehalten werden. Vor der Uebergabestelle in die oeffentliche Schmutz- und Mischwasserkanalisation durchlaeuft das Abwasser noch einen Probenahmeschacht. Sowohl die im Schlammsammelraum sedimentierten Stoffe als auch die im Fettsammelraum abgeschiedenen Oele und Fette muessen zur Aufrechterhaltung der Funktionsfaehigkeit aus den Fettabscheidern regelmaessig entleert werden. Im Regelfall werden damit einschlaegige Entsorgungsunternehmen beauftragt. Eine eindeutige, zusammenhaengende und widerspruchsfreie technische Regel ueber die Anforderungen an die Entsorgung von Fettabscheiderinhalten oder die Art und Weise, wie und wo Fettabscheiderinhalte zu entsorgen sind, findet sich weder in den og DIN-Normen noch im Abwassertechnischen Regelwerk der ATV (Abwassertechnische Vereinigung eV, Hennef). Die in Fettabscheidern nach DIN 4040 zu behandelnden Stoffe zaehlen nicht zu den gefaehrlichen Stoffen im Sinne des Paragraphen 7a WHG. Auch die Herkunft der Abwaesser laesst den Schluss zu, dass Anforderungen nach dem Stand der Technik nicht heranzuziehen sind. Dh, gefaehrliche Stoffe stehen hier nicht zur Debatte, denn die Begriffe 'Gefaehrliche Stoffe' und 'Stand der Technik' erlangen erst durch Konkretisierung in einer Abwasserverwaltungsvorschrift rechtliche Existenz. Somit gilt hinsichtlich der am Auslauf der Fettabscheider einzuhaltenden Abwasserbeschaffenheit nur das jeweilige kommunale Satzungsrecht. Die kommunalen Satzungen erhalten idR Anforderungen an die technische Ausbildung der Vorreinigungsanlagen als Bestandteil der Grundstuecksentwaesserung ...
Die Betreiber von kommunalen Infrastruktursystemen der Wasserver- und Abwasserentsorgung stehen infolge des Klimawandels, steigender Energiekosten und demographischen Wandels vor großen Herausforderungen. Zeitgleich gibt es eine Reihe neuartiger Systemlösungen, die aufgrund sozialer und institutioneller Barrieren sowie schwieriger Entscheidungsfindungsprozesse noch nicht flächendeckend umgesetzt werden. Ziel von netWORKS 3 ist es, Kommunen und Wasserwirtschaft bei der Umsetzung neuartiger Systemlösungen zu unterstützen. Diese zielen vor allem auf die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz und auf eine nachhaltige Wassernutzung und Abwasserbehandlung. Dazu gehören beispielsweise die Wärmerückgewinnung aus Abwasser, die Aufbereitung von Grauwasser und Regenwasser für die Toilettenspülung oder der Weiterbetrieb sehr alter Kanalnetze unter veränderter Nutzung. In ausgewählten Wohngebieten in Frankfurt am Main und Hamburg werden die verschiedenen neuen Systemlösungen simuliert, bewertet und in einem Frankfurter Gebiet auch umgesetzt. Die in den Modellregionen und den einzelnen Arbeitspaketen gewonnenen Ergebnisse fließen in eine integrierte Bewertung ein, aus der heraus dann Aussagen zur Übertragbarkeit auf andere Kommunen und deren Wasserwirtschaft getroffen werden. In diesem Rahmen leitet das Difu das Arbeitspaket zu den 'Spielräumen siedlungswasserwirtschaftlicher Akteure' und widmet sich hier der Analyse von Geschäftsmodellen kommunaler Infrastrukturbetreiber und dem Rechtsrahmen. Neue Dienstleistungsstrategien in Verbindung mit neuen technischen Optionen und interkommunalen Allianzen machen die dynamischen Entwicklungen in der Ver- und Entsorgung sowie der Kommunalwirtschaft deutlich. Dies betrifft vor allem die lokale Energieversorgung, hingegen verfolgen die Wasserversorgung und Abwasserentsorgung noch eher traditionelle Geschäftsmodelle. Mit neuartigen Systemlösungen dürften jedoch auch in der Siedlungswasserwirtschaft neue unternehmerische Strategien verbunden sein, die das Difu systematisch analysiert und Handlungsempfehlungen für Transformationsstrategien entwickelt. In der Analyse des Rechtsrahmens gilt es, neuartige technische Lösungen im bestehenden Recht zu verorten. Dies schließt die Auseinandersetzung mit Fragen, die sich in der Rechtspraxis stellen werden, ein. Hieraus können sich Empfehlungen für die Gesetzgebung auf Bundes- oder Landesebene sowie zur Anpassung vorhandener Verfahren, Standards und Normen ergeben. Im Fokus stehen insbesondere das Wasser- und Abwasserecht mit den angrenzenden Gebieten des Energie- und Abfallrechts, das Gebührenrecht, das Beihilfe- und Vergaberecht, die Behördenstruktur und mögliche Kooperationsformen mit anderen Akteuren wie Wohnungsbauunternehmen und Energieversorgern. Ferner liegt die Integration, Verallgemeinerung und Kommunikation der Ergebnisse des Gesamtvorhabens in der Verantwortung des Difu.
Anhand amerikanischer Richtlinien und Protokolle zu Genehmigungen von Freisetzungen soll ein Ueberblick ueber die Regelung der Materie Gentechnik und Umwelt erstellt werden. Dieser umfasst sowohl den Bereich 'contained use', einschliesslich Anlagengenehmigung, Luftreinhaltung, Abwasser- und Abfallentsorgung, als auch 'Freisetzung', sowie die Sicherheitskritierien zur Bewertung des oekologischen Risikos gentechnisch modifizierter Organismen.
Ziel des Vorhabens war die Analyse der technischen und organisatorischen Möglichkeiten zur Kostenreduktion bei der Kanalsanierung, insbesondere unter dem Aspekt der Einbeziehung privater Grundstücksentwässerungsanlagen. Zunächst wurden verschiedene Pilotprojekte ausgewertet und eine detaillierte Befragung von Kommunen durchgeführt, die sich bereits durch ganzheitliche Kanalsanierungen ausgezeichnet haben. Übereinstimmend wurde hier von Vorteilen einer Maßnahmenbündelung von öffentlichen und privaten Kanalsanierungen unter Federführung der Kommune berichtet. Aus den Projekten wurden die unterschiedlichen Vorgehensweisen sowie die Vor- und Nachteile herausgearbeitet und dargestellt. Ein Aspekt zur Verbesserung der Datenqualität und Kommunikation zwischen privatem und öffentlichem Kanalisationsbetreiber wurde in dem Projekt rechtlich als auch technisch detailliert betrachtet: die elektronische Übertragung der Dichtheitsprüfergebnisse. Um den in den ausgewerteten Pilotprojekten festgestellten qualitativen Vorteil einer Maßnahmenbündelung auch wirtschaftlich zu untersuchen, wurde im Projekt eine Kosten-Nutzen-Analyse durchgeführt. Im Rahmen dieser Analyse zeigte sich, dass eine koordinierte Sanierung der privaten und öffentlichen Kanäle durch die Kommune bis zur privaten Grundstücksgrenze in vielen Fällen wirtschaftlicher ist als eine unkoordinierte Vorgehensweise. Der größte Vorteil ergab sich in dicht bebauten Gebieten mit einem hohen Gewerbeanteil, weil hier ohne eine koordinierte Vorgehensweise zur Maßnahmenbündelung mit erheblichen Gewerbeeinbußen zu rechnen ist. Die Zuständigkeit in einer Hand, also bei der Stadt bzw. Gemeinde, hat sich im Projekt als ein wesentlicher Faktor für eine erfolgreiche Sanierungsumsetzung erwiesen. Der Entscheidung, wie die Zuständigkeit im Gemeindegebiet geregelt werden soll, kommt daher eine wesentliche Rolle zu. Die Möglichkeiten, eine Zuständigkeit in einer Hand zu bündeln, wurden im Folgenden näher betrachtet. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit die Leitungen vollständig in öffentliches Eigentum zu übernehmen. Für diesen Fall wurden die rechtlichen Konsequenzen und Schwierigkeiten im Projekt dargestellt und Lösungsmöglichkeiten aufgezeigt. Außerdem wurden beispielhaft mögliche Auswirkungen auf die Abwassergebühren berechnet. Alternativ dazu ist nach heute geltender Rechtslage in NRW aber auch die Anwendung der Zuständigkeits- und Kostenersatzregelung nach Paragraph 10 Abs. 1 KAG NRW in der Satzung möglich, in dem die Stadt bzw. Gemeinde satzungsrechtlich in die Pflichtenerfüllung des privaten Grundstückseigentümers eintritt. Auch diese Möglichkeit wird im Projekt weiter erörtert.
Die Verwaltungsvorschrift des Saechsischen Staatsministeriums fuer Umwelt und Landesentwicklung Stufenweiser Ausbau der Abwasserbehandlungsanlagen (StAdA) schreibt fuer einen gewissen Zeitraum im Regelfall keine Reglementierung der Stickstoff und Phosphorkonzentration vor. Grundsaetzliche Anforderungen zum Reinigungsgrad bezueglich BSB5 und CSB sind jedoch weiterhin gemaess Abwasserverwaltungsvorschrift vorgegeben. Eine Auslegung von einstufigen Belebtschlammanlagen kann deshalb nach Arbeitsblatt A 131 der ATV fuer Abwasserreinigung ohne Nitifikation durchgefuehrt werden. Mit Anwendung dieser Bemessungsempfehlung koennen jedoch keine Aussagen ueber Einhaltung der BSB5- und CSB-Konzentrationen im Ablauf getroffen werden. Trotz der vielfaeltigen Erfahrungen mit Anlagen zur Kohlenstoffelimination besteht keine Richtlinie, die definierte Loesungswege aufzeichnet. Mit diesem Proiekt soll die Eignung der Bemessungsempfehlung im ATV-Arbeitsblatt A 131 fuer die Anforderungen gemaess StAdA geprueft werden. Zu diesem Zweck wird eine halbtechnische einstufige Belebtschlammanlage mit entsprechend niedrigem Schlammalter betrieben. Ziel der Untersuchung ist die Kalibrierung eines dynamischen Modells. Damit sollen Aussagen zur Einhaltbarkeit der Ablaufwerte bei wechselnden Belastungen getroffen werden. Ausserdem sollen die Ergebnisse als Gestaltungsgrundlage fuer einstufige Belebtschlammanlagen in Ausbaukonzepten dienen.
Die Optimierung des Wasserkreislaufs (OPTIWAK) in den Staedten im Sinne einer groesstmoeglichen Annaeherung an den natuerlichen Kreislauf ist Gegenstand der Studie. Ausgangspunkt ist die Idee, neben den konventionellen Verfahren der Stadtentwaesserung (Ableitung des Regenwassers im Misch- oder Trennsystem) einen dritten Weg zu einer naturnahen Regenwasserbewirtschaftung aufzuzeigen, der die Nachteile dieser Verfahren vermeidet. Das Projekt ist Teil des BMBF-Foerderschwerpunktes 'oekologische Forschung in Stadtregionen und Industrielandschaften (Stadtoekologie)'. Das Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung der wasserwirtschaftlichen, oekonomischen, soziologischen, staedtebaulichen, landschaftsgestalterischen und rechtlichen Aspekte bei der Einfuehrung eines naturnahen Verbundsystems zur Regenwasserbewirtschaftung als Alternative zur konventionellen Ableitung, um daraus Handlungsempfehlungen fuer die Optimierung des Wasserkreislaufs abzuleiten. Das Ostseeinstitut fuer Seerecht und Umweltrecht hat die Betreuung sowohl bezueglich der grundsaetzlichen Rechtsfragen als auch bei der Realisierung des Mulden-Rigolen-Systems in ausgewaehlten Projektgebieten der Partnerstaedte Dortmund und Zwickau uebernommen. Dabei geht es um Fragen der Abwasserbeseitigungspflicht fuer das Niederschlagswasser, ihrer Regelung in der Entwaesserungssatzung, um die Festsetzung entsprechender Massnahmen im Bebauungsplan und ihre Beruecksichtigung bei der Gestaltung der Abwassergebuehren.
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