"Untersuchungen zur Quantität und Qualität der an unbewirtschafteten Autobahnrastanlagen (PWC-Anlagen) anfallenden Abwässer sowie Erarbeitung von Bemessungsgrundlagen, Konzepten und Entscheidungshilfen bezüglich deren zweckmäßigen Entsorgung nach wirtschaftlich-technischen Kriterien. "
Projektförderung:
Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
Projektlaufzeit: 09/2007 bis 03/2009
Projektleitung:
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong
BUW- Projektbearbeiter:
Dipl. Ing. Matthias Hartmann
M. Sc. Daniel Meyer
Problemstellung
Der Ausbau des Autobahnnetzes erfordert die Planung und den Bau von zahlreichen Autobahn-Service-Betrieben zur Versorgung der Verkehrsteilnehmer (WC-Anlagen, Tankstellen, Rastanlagen mit und ohne Restaurants sowie Übernachtungsmöglichkeiten usw.). Aus ver- und entsorgungstechnischer Sicht stellen unbewirtschaftete Autobahnratsanlagen (sog. PWC-Anlagen), bei denen ausschließlich sanitäre Einrichtungen vorgehalten werden, eine Besonderheit dar. Bezüglich ihrer Abwasserentsorgung bieten sich prinzipiell zwei Optionen
- Vor-Ort-Behandlung der anfallenden Schmutzwässer mit vollbiologischer Kläranlage (dezentrale Behandlung) und Entsorgung der hierbei anfallenden Reststoffe (Klärschlämme)
- Vollständige Sammlung und Transport (leitungsgebunden oder Abfuhr) der anfallenden Schmutzwässer zur nächsten Kläranlage (zentrale Behandlung)
Wegen der außerordentlichen hydraulischen und stofflichen Belastungsschwankungen im Tages- Wochen und Jahresverlauf kommen für die dezentrale Behandlung nur Sonderlösungen mit großzügig bemessenen Aufstaumöglichkeiten in Betracht. Allerdings sind die dem Ingenieur bisweilen zur Verfügung stehenden Bemessungsparameter zu ungenau, als dass eine solide Planung derartiger Kläranlagen durchführbar wäre. Demzufolge verwundert es auch nicht, wenn viele der an PWC-Anlagen installierten Kläranlagen mit erheblichen Betriebsproblemen behaftet sind und letztlich an unzureichenden Reinigungsleistungen scheitern.
Um diese Probleme zu umgehen wird es deshalb für zweckmäßig erachtet, die Behandlung der an PWC-Anlagen anfallenden Abwässer in Kläranlagen vorzunehmen, in denen eine Grundbelastung aus anderen Abwasserzuflüssen vorhanden ist. Allerdings stößt auch diese Möglichkeit an Grenzen, weil entweder die Entfernung zur nächstgelegenen Kläranlage zu groß ist, um den finanziellen Aufwand für den Anschluss bzw. Abtransport zu rechtfertigen, oder aber die in der Nähe vorhandene Kläranlage zur Mitbehandlung dieser hochkonzentrierten -weil urinhaltigen- Abwässer größen- bzw. verfahrenstechnisch nicht ausgelegt ist .
Festzustellen bleibt, dass das Fehlen aktueller Grundlagen bezüglich der an PWC-Anlagen auftretenden Belastungssituationen (Abwasseranfall- und Zusammensetzung) ein gravierendes Hemmnis darstellt, um einerseits adäquate Techniken für eine dezentrale Behandlung vorzuschlagen bzw. zu entwickeln und andererseits, die Möglichkeiten einer zentralen Mitbehandlung beurteilen und die sich hieraus ergebenden Folgekosten hinreichend genau abschätzen zu können.
Zielsetzung
Ziel des Vorhabens ist es, veraltete Planungs- und Entscheidungshilfen bezüglich der Abwasserentsorgung von unbewirtschafteten Autoahnrastanlagen (PWC-Anlagen) unter Berücksichtung vorhandener Erfahrungswerte sowie des wissenschaftlich-technischen Fortschritts zu aktualisieren.
Vorgehensweise
In einem ersten Schritt wird in enger Kooperation mit dem Auftraggeber (BASt) eine Bestandsanalyse aller rund 750 in Deutschland betriebenen PWC-Anlagen durchgeführt, wobei die Investitions- und Betriebskosten der verschiedenen technischen Lösungen und deren spezifischen Vor- und Nachteile bezüglich der Betriebssicherheit verglichen werden sollen. Anhand einer Literaturrecherche sind Erfahrungen einzuholen, wie sie bei der Entsorgung von Abwässern ähnlicher Beschaffenheit (z.B. Berghütten) gemacht worden sind. Die Übertragbarkeit der realisierten technischen Lösungen wird überprüft. In diesem Zusammenhang werden auch die Möglichkeiten und betrieblichen Konsequenzen, die sich bei Einsatz alternativer Sanitärtechnik (z.B. Urinseparation) ergeben können, bewertet. Im Rahmen einer Messkampagne werden dann aktuelle Daten zu Mengen und Zusammensetzung der an PWC-Anlagen anfallenden Abwässer erhoben, die als Grundlage für konkrete Verfahrensvorschläge dienen sollen.
Ergebnisse
Um Grundlagen zur Abwasserbelastungssituation an PWC-Anlagen darzustellen, wurden 12 Messkampagnen an 6 deutschlandweit ausgewählten PWC-Anlagen durchgeführt. Dabei wurden aktuelle Daten zu anfallenden Abwasserfrachten für die Parameter CSB, TKN und Pges ermittelt. Aus den dokumentierten Wasserverbrauchsdaten und dem Filtratanfall konnte eine Angabe zum nutzerspezifischen Wasserverbrauch bzw. Abwasseranfall gemacht werden. Dieser ist von der Sanitärtechnik sowie dem Umfang der Reinigung abhängig und von PWC-Anlage zu PWC-Anlage verschieden. Zusammen mit dem nutzerspezifischen Abwasseranfall können die ermittelten Abwasserfrachten als belastbare Bemessungsparameter in Planungs- und Entscheidungshilfen zur Abwasserentsorgung an PWC-Anlagen Eingang finden. Im Abwasser von PWC-Anlagen liegt eine wesentlich höhere Stickstofffracht gegenüber dem Angebot an organischen Stoffen vor, was durch einen hohen Urinanteil begründet ist und eine biologische Behandlung erschwert. Als ein Lösungsansatz dient die Separation von Urin. Neben der dezentralen Behandlung bestehen zur Abwasserentsorgung die Grundvarianten Überleitung in eine zentrale Kläranlage und Sammeln in einer abflusslosen Grube. Aus verfahrenstechnischen Gründen wird das Überleiten favorisiert. Die Variante ist aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht immer sinnvoll. Der Betrieb von Abwasseranlagen sollte in die Verantwortung des zuständigen Abwasserentsorgers oder eines großen privaten Betreibers gegeben werden. Neben dem Abschlussbericht wurde ein Leitfaden als Planungs- und Entscheidungshilfe bezüglich der Abwasserentsorgung an PWC-Anlagen unter Berücksichtigung rechtlicher, technischer und wirtschaftlicher Aspekte erstellt. Für eine Kosten- und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wurde eine Tabellenkalkulation entwickelt, mit der der Planer seine individuellen Lösungen einem Variantenvergleich nach KVR unterziehen kann.