Minimierung des Mischwasserüberlaufs

Das Team um Michael Thomann setzt Online-Sensoren und -Modellierungen ein, um die Nutzung bestehende Infrastruktur für die Abwassersammlung und -aufbereitung zu optimieren.

In Mischwasseranlagen werden Regenwasser und Abwasser aus Haushalten gemeinsam gesammelt und in Kläranlagen geleitet. Starke Regenfälle können dazu führen, dass diese Kanäle vor der Wasseraufbereitung überlaufen.

Um dem entgegenzuwirken, beteiligt sich das Team um Michael Thomann am europäischen Projekt StopUP, das die Verschmutzung von Gewässern reduzieren soll. Das Team arbeitet eng mit dem Amt für Industrielle Betriebe (AIB) des Kantons Basel-Landschaft zusammen, das für die Kanalisation, Abwasserreinigungsanlagen (ARA) und Deponien zuständig ist.

Obwohl das AIB die Menge des Regenwassers überwacht, das aus der Kanalisation abgeleitet wird, ist nur wenig über die Qualität des Wassers und damit über die Schadstoffbelastung bekannt, die bei Mischwasserüberläufen in die Umwelt gelangt. Die Kanalisationsnetze und die Abflussdynamik sind so komplex, dass repräsentative Probenahmen und Laboranalysen im Alltagsbetrieb nur schwer umsetzbar sind.

«Online-Sensoren können genügend Datenpunkte sammeln, um die Dynamik von Ereignissen zu erfassen. Unser Ziel ist es, die mit unseren Sensoren gemessenen Parameter mit toxikologisch relevanten Schadstoffen wie Schwermetallen oder bestimmten organischen Verbindungen zu korrelieren», erklärt Michael Thomann. Erste Probenahmekampagnen und chemische Analysen zeigten vielversprechende Ergebnisse. Für das Jahr 2024 sind ökotoxikologische Tests geplant, um die Umweltauswirkungen unbehandelter Abflüsse aus nassem Wetter besser zu verstehen.

Das Projekt steht im Einklang mit dem Schweizer Konzept, die ökologischen Auswirkungen auf die Gewässer durch eine integrierte Bewirtschaftung des Kanalisationsnetzes und der ARA zu minimieren, einschliesslich optimaler Nutzung der hydraulischen und biochemischen Kapazität der ARA. In der ARA Birs werden zur Abwasserbehandlung Sequencing-Batch-Reaktoren eingesetzt. Bei trockener Witterung führen diese Reaktoren vollständige Reinigungszyklen durch. Wenn mit starken Regenfällen zu rechnen ist, schaltet die Anlage in den Nasswettermodus, sodass die Reaktoren teilweise eine grössere Wassermenge aufbereiten können.

«Unsere Hypothese lautet, dass es wahrscheinlich von Vorteil ist, eine kürzere Aufbereitung durchzuführen, auch wenn diese etwas weniger effektiv ist, als wenn unbehandeltes Wasser überläuft», sagt Michael Thomann. «Die Modellierung wird uns helfen, besser zu verstehen, wie wir den Zufluss zur ARA bei Regenwetter weiter erhöhen können, ohne die Reinigungseffizienz übermässig zu beeinträchtigen.»

«Informationen über die Wasserqualität sind entscheidend für eine integrierte Bewirtschaftung von Kanalisationsnetzen, Kläranlagen und Gewässern», so Gerhard Koch, technischer Leiter und stellvertretender Leiter des AIB Birs. «Die FHNW hilft uns, diesen Aspekt besser zu verstehen und in unserem Anlagenbetrieb zu berücksichtigen.»