Sanierung und Optimierung von Abwassersystemen

Viele Anla­gen sind in Deutsch­lands Abwasser­in­fra­struk­tur in die Jahre gekom­men, zugle­ich steigen die tech­nis­chen und geset­zlichen Anforderun­gen deut­lich. Wie Betreiber ihre Abwasser­sys­teme mod­ernisieren, effizien­ter gestal­ten und auf aktuelle Her­aus­forderun­gen wie Kli­mawan­del, neue Nor­men und Richtlin­ien sowie die Dig­i­tal­isierung vor­bere­it­en kön­nen, stand im Mit­telpunkt des 15. OWL Abwassertags. Die Ver­anstal­tung fand bei Pen­tair Jung Pumpen in Stein­hagen statt, wo Fach­leute aus Recht, Indus­trie und Prax­is aktuelle Rah­menbe­din­gun­gen sowie inno­v­a­tive Pro­duk­te und Lösun­gen präsentierten.

Daniela Dei­fuß-Kruse, Recht­san­wältin, Bran­di Rechtsanwälte

Die neue Europäis­che Kom­mu­nal­ab­wasser­richtlin­ie (KARL) ver­schärft und erweit­ert die Anforderun­gen an die kom­mu­nale Abwasser­be­hand­lung. Zen­tral ist die stufen­weise Ein­führung ein­er vierten Reini­gungsstufe für Kläran­la­gen zur Elim­i­na­tion von Mikroschad­stof­fen. Ver­schärft wer­den auch Gren­zw­erte für Stick­stoff und Phos­phor, ergänzt um neue Vor­gaben zu Energieef­fizienz und Kli­ma­neu­tral­ität bis 2045. Die Richtlin­ie verpflichtet darüber hin­aus zu einem dig­i­tal­en und erweit­erten Mon­i­tor­ing (etwa Arzneimit­tel­rück­stände, endokrine Dis­rup­toren) und führt umfassende Bericht­spflicht­en ein. Neu ist auch die Ein­führung der Her­stellerver­ant­wor­tung (Extend­ed Pro­duc­er Respon­si­bil­i­ty) nach dem Verur­sacher­prinzip, wonach Her­steller von Arzneimit­teln und Kos­metikpro­duk­ten an den Kosten der Schad­stof­fe­lim­i­na­tion beteiligt wer­den sollen.

Die Mit­glied­staat­en müssen die Vor­gaben der KARL bis zum 31.7.2027 in nationales Recht umset­zen, für einzelne tech­nis­che Pflicht­en gel­ten gestaffelte Über­gangs­fris­ten bis läng­stens 2045. Entsprechende Anpas­sun­gen sind im Wasser­haushalts­ge­setz, der Abwasserverord­nung und weit­eren Fachge­set­zen zu erwarten, wobei die konkrete Aus­gestal­tung der Pro­duzen­ten­ver­ant­wor­tung noch offen ist.

Chris­t­ian Win­ter, Inhab­er AbwasserSer­vice Winter

Math­ias Grabbe, Pro­duk­t­man­ag­er, Jung Pumpen

Die Sanierung von Klein­pump­w­erken gewin­nt zunehmend an Bedeu­tung. Nach Jahrzehn­ten im Ein­satz sind die Ein­baut­en in Abwasser­schächt­en häu­fig durch Kor­ro­sion beschädigt, was deren Sanierung oder Neuausstat­tung notwendig macht. Die Schächte selb­st kön­nen häu­fig noch ver­wen­det wer­den. Mod­erne Sanierungslö­sun­gen set­zen daher auf den Erhalt des beste­hen­den Schacht­es und den Aus­tausch der kor­rodierten Schachtein­baut­en. Pen­tair Jung Pumpen bietet hier­für nach­haltige und effiziente Lösun­gen sowohl für Kun­st­stoff- als auch Beton­schächte an.

Für die Sanierung von Schachtein­baut­en in Kun­st­stoff­schächt­en (z.B. PKS-Schächte von Jung Pumpen) sind pass­ge­naue „Aus­tauschsets“ erhältlich, die alte Rohrsys­teme und Tra­versen voll­ständig erset­zen. Sie beste­hen aus kor­ro­sions­beständi­gen Mate­ri­alien wie Edel­stahl und glas­faserver­stärk­ten Kun­st­stof­fen und kön­nen 1:1 gegen die beste­hen­den Ein­baut­en aus­ge­tauscht wer­den. Der vorhan­dene Schacht kann im Erdre­ich ver­beiben. Für die Sanierung von Schachtein­baut­en in Beton­schächt­en wur­den spezielle „Ein­bausets“ entwick­elt. Sie erle­ichtern die Arbeit an der Baustelle erhe­blich. Alle Kom­po­nen­ten sind aufeinan­der abges­timmt und sind größ­ten­teils werk­seit­ig vor­mon­tiert oder liegen bei und kön­nen vor Ort ver­bun­den wer­den. Über die Ein­bausets wer­den die Pumpen im Schacht mit der bau­seit­ig vorhan­de­nen Druck­rohrleitung verbunden.

Kevin Emich, Pro­duk­t­man­ag­er, Jung Pumpen

IoT (Inter­net of Things) ist längst Teil unseres All­t­ags – im Smart­phone, Auto oder Smart Home und nun auch in der Abwassertech­nik. Pump­sta­tio­nen, Hebean­la­gen und Druck­en­twässerun­gen lassen sich kon­tinuier­lich überwachen, Betrieb­szustände wer­den trans­par­ent und zen­tral verfügbar.

Der tech­nis­che Auf­bau ist sim­pel: Vor Ort erfassen Sen­soren beste­hende Mess­werte, die sich­er – etwa per Mobil­funk – über­tra­gen und in der Cloud ver­ar­beit­et wer­den. Über eine Plat­tform wer­den die Dat­en visu­al­isiert, auf die der Anwen­der per App zugreifen kann. Die beste­hende Steuerung bleibt unverän­dert und wird durch IoT lediglich ergänzt.

Beson­ders wertvoll ist die Diag­nose­fähigkeit. Schon wenige Mess­größen wie Stro­mauf­nahme, Laufzeit­en, Star­tan­zahl, Pegel, Druck oder Motortem­per­atur ermöglichen klare Rückschlüsse: Erhöhte Stro­mauf­nahme bei län­ger­er Laufzeit sig­nal­isiert Ver­stop­fung, schle­ichend steigende Werte deuten auf Ver­schleiß, sink­ende Stro­mauf­nahme bei niedrigem Pegel auf Trockenlauf.

Im Ver­gle­ich zum klas­sis­chen Betrieb entste­ht ein deut­lich­er Mehrw­ert: Statt einzel­ner lokaler Anzeigen gibt es zen­trale Trans­parenz über alle Anla­gen. Störun­gen wer­den früh erkan­nt, Wartung erfol­gt bedarf­s­gerecht, Kon­troll­fahrten wer­den reduziert und das Gesamt­netz rückt stärk­er in den Fokus. Jung Pumpen wird noch in diesem Jahr ein solch­es Tool auf den Markt bringen.

IoT bildet zudem die Basis für den näch­sten Schritt: kün­stliche Intel­li­genz. KI inter­pretiert die IoT-Dat­en, erken­nt Anom­alien, prog­nos­tiziert Störun­gen und unter­stützt Opti­mierun­gen. IoT schafft Trans­parenz, Ver­gle­ich­barkeit und Diag­nose­fähigkeit, ohne die Betrieb­ssicher­heit anzu­tas­ten. So wird aus vorhan­de­nen Steuerun­gen ein effizient betreib­bares und langfristig opti­mier­bares System.

Thi­js Pas­man, Man­ag­er Sales Com­mer­cial Water, Pen­tair Nijhiu

Mit der XRW‑Serie hat Pen­tair Nijhuis eine Pumpen­gener­a­tion vorgestellt, die mit dem neu entwick­el­ten exzen­trischen Xcentric‑Laufrad einen deut­lichen Tech­nolo­giesprung in der Abwasser­förderung set­zt. Ziel war es, dem zunehmend hohen Anteil an Fas­er- und Fest­stof­fen im Abwass­er effizien­ter zu begeg­nen und Ver­stop­fun­gen nach­haltig zu reduzieren.

Das exzen­trische Xcentric‑Laufrad besitzt eine konis­che, seitlich ver­set­zte Geome­trie. Klas­sis­che Kanal- und Freistrom­räder mit sym­metrischen Schaufeln und fes­ten Förderkanälen neigen zu Ver­zop­fun­gen, weil sich Fest­stoffe an Leitkan­ten ablagern. Das Xcentric‑‑Laufrad erzeugt dage­gen einen asym­metrischen, dynamis­chen Durch­fluss, der Fest­stoffe in Bewe­gung hält und ohne Leitkan­ten auskommt. Dadurch sinkt die Ver­stop­fungs­ge­fahr deut­lich. Zudem reduziert das Laufrad die Vibra­tio­nen der Pumpe wesentlich. Sie läuft ruhiger und energieef­fizien­ter und auch der Ver­schleiß reduziert sich, was die Lebens­dauer der gesamten Anlage ver­längert. Seit dem XRW‑Launch 2024 wurde das Laufrad in mehreren Pilot­pro­jek­ten und Serien­an­wen­dun­gen erfol­gre­ich eingesetzt.

Die XRW‑Serie ist für kom­mu­nale und indus­trielle Abwasser­an­wen­dun­gen aus­gelegt, ins­beson­dere für Pump­sta­tio­nen, die Abwass­er mit hohem Fest­stof­fan­teil fördern. Unter­stützt wer­den übliche Nen­ndurchmess­er von DN150 bis DN400, sodass ein Aus­tausch in beste­hende Instal­la­tio­nen ohne größeren Umbau möglich ist.

Dipl.-Ing. Bernd Huse­mann, Geschäfts­führer Air­valve­Flow Control

Luftein­schlüsse entste­hen primär beim Befüllen neuer Leitun­gen, durch Aus­ga­sung, sowie durch Ein­saugen über Be- und Entlüf­tungsven­tile bei Unter­druck. Luft sam­melt sich an Hoch­punk­ten und ver­ringert den Strö­mungs­quer­schnitt, was Durch­fluss und Wirkungs­grad reduziert. Die Fol­gen sind län­gere Förder­in­ter­valle, höher­er Energie­ver­brauch und steigende Betriebskosten.

Unter­druck entste­ht vor allem durch Pumpen­ab­schal­tung. Auch schnelle Fül­lvorgänge oder das Schließen von Arma­turen führen zu dynamis­chen Druck­än­derun­gen, die sich mit Schallgeschwindigkeit (ca. 1.000 m/s bei met­allis­chen Leitun­gen und ca. 333 m/s bei PEHD-Leitun­gen) als schwin­gende Druck­welle aus­bre­it­en. Dies führt mitunter zu mas­siv­en Schä­den an Mate­r­i­al und Sys­temkom­po­nen­ten. Unter­druck kann zu Schä­den an Dich­tun­gen und Inlin­ern, sowie zur Implo­sion von Leitungsab­schnit­ten führen.

Effek­tiv­er Schutz begin­nt mit ein­er sorgfälti­gen Pla­nung und der geziel­ten Auswahl von Pro­duk­ten. Mod­erne Be- und Entlüf­tungsven­tile arbeit­en selb­st­tätig und ent­fer­nen große Luft­men­gen beim Anfahren sowie kleine Men­gen während des Betriebs. San­ft schließende Ven­tile agieren als aktive Dämpfer bei dynamis­chen Druck­än­derun­gen und ver­hin­dern Schä­den durch Druck­stoß und Unter­druck. Regelmäßige Wartung und Risiko­analy­sen helfen, Schwach­stellen frühzeit­ig zu erken­nen und zu beheben.

Dipl.-Ing. Volk­er Wöhrmann, Tech­nis­che Beratung, Hammann

Das Com­prex-Ver­fahren ist ein seit Jahren etabliertes und stetig weit­er entwick­eltes Ver­fahren zur effek­tiv­en Reini­gung von Abwasser­druck­leitun­gen im laufend­en Betrieb. Bei diesem Ver­fahren dient vor dem Pump­w­erk anges­tautes Abwass­er gemein­sam mit Druck­luft als Reini­gungsmedi­um. Das Abwass­er strömt gedrosselt über einen Schieber langsam in den zu reini­gen­den Rohrleitungsab­schnitt. Die Druck­luft kommt aus ein­er Com­prex-Ein­heit, in der sich auch eine Soft­ware zur Steuerung der Druck­luft­dosierung befind­et. Adapter kop­peln die Druckluft­leitungen an den Abwasser­druck­leitungsab­schnitt. Während der Reini­gung bilden sich im Reini­gungsab­schnitt der Rohrleitung Wass­er- und Luft­blöcke. Sie bewe­gen sich mit Geschwindig­keiten von mehr als 15 m/s durch die Rohrleitung. Die inno­v­a­tive Steuerung mod­uliert die Wass­er- und Luft­blöcke in der Weise, dass ein­er­seits hohe Schleppspan­nun­gen zum Mobil­isieren der Ablagerun­gen erre­icht und ander­er­seits die mobil­isierten Par­tikel voll­ständig und zuver­läs­sig aus­ge­tra­gen werden.

Markus Purschke, Leit­er pam­cad­e­my, Pam Build­ing Deutschland

Mar­co Koch, Leit­er Verkaufs­förderung und Sem­i­nar­we­sen, Jung Pumpen

Mit der Über­ar­beitung der DIN 1986‑100 reagiert die Entwässerungsnorm unmit­tel­bar auf die aktu­al­isierten Starkre­gen­sta­tis­tiken des Deutschen Wet­ter­di­en­stes. Der neue Daten­satz KOSTRA DWD 2020, gültig seit dem 1. Jan­u­ar 2023, erset­zt die bish­eri­gen Bemes­sungswerte und bildet die Grund­lage für alle hydraulis­chen Nach­weise. Die Zahl der Raster­felder wurde deut­lich erhöht, die räum­liche Auflö­sung ver­fein­ert und die Dauer­stufen auf bis zu 7 Tage erweit­ert. Dadurch ergeben sich für viele Regio­nen spür­bare Änderun­gen der Regen­spenden: Beson­ders kurze Dauer­stufen wie das 5‑Minuten‑Regenereignis verze­ich­nen region­al Anhebun­gen zwis­chen 18 und 30 Prozent. Genau diese Spitzen­in­ten­sitäten sind für Dach‑ und Grund­stück­sen­twässerung maßge­blich – und gewin­nen angesichts häu­figer Extremwet­ter weit­er an Bedeu­tung. Die neue Norm fordert deshalb eine klare Dif­feren­zierung der Bemes­sungsre­gen­spende. Die Anpas­sun­gen der Bemes­sungsre­gen­spenden sind auch bei der Sanierung von Dachflächen zu berücksichtigen.

Für Dachflächen gilt min­destens eine Jährlichkeit von T = 5, für Grund­stücks­flächen T = 2, während die Noten­twässerung auf das Jahrhun­dertre­genereig­nis r(5,100) auszule­gen ist. Die bish­erige Tabelle A.1 ent­fällt voll­ständig. Stattdessen müssen die exak­ten Werte ortss­charf über das Cli­mate Data Cen­ter des DWD oder Plat­tfor­men wie openko.de abgerufen werden.

Auch beim Rück­stauschutz set­zt die Norm neue Maßstäbe: Die Rück­stauebene wird nun ein­deutig über den wirk­samen Entspan­nungspunkt des öffentlichen Net­zes plus Über­stauhöhe definiert. Rück­stauschleifen sind mit der Sohle min­destens 0,1 m über dieser Ebene zu führen. Für gefährdete Bere­iche wie Tief­gara­gen oder Kellere­ingänge sind Abwasser­he­bean­la­gen wie gehabt nach dem 100‑jährlichen Regen auszule­gen und grund­sät­zlich als Dop­pelan­la­gen vorzusehen.

In Koop­er­a­tion mit Fränkische Rohrw­erke, Pam Build­ing und Jung Pumpen find­en auch in diesem Jahr Sem­i­nare unter dem Titel „Work­shop Regen­wasser­vor­sorge“ statt. Im Fokus ste­hen die aktuellen Nor­män­derun­gen sowie die fachgerechte Pla­nung der Grund­stück­sen­twässerung im Hin­blick auf einen wirk­samen Über­flu­tungss­chutz. Die Ter­mine sind unter www.jung-pumpen-forum.de abrufbar.

Der 15. OWL‑Abwassertag hat deut­lich gemacht, wie umfassend sich die Anforderun­gen an Abwasser­sys­teme verän­dern – und wie vielfältig die Lösun­gen dafür sein kön­nen. Ob neue EU‑Richtlinien, mod­erne Sanierungskonzepte, dig­i­tale Überwachungssys­teme, inno­v­a­tive Pumpen­tech­nolo­gien, aktu­al­isierte Nor­men, opti­mierte Be- und Entlüf­tungslö­sun­gen für Rohrleitungssys­teme oder effiziente Reini­gungsver­fahren für Druck­leitun­gen – alle Beiträge zeigen, dass die Zukun­ft der Abwasser­in­fra­struk­tur in der Kom­bi­na­tion aus tech­nis­ch­er Inno­va­tion, effizien­tem Anla­gen­be­trieb und vorauss­chauen­der Pla­nung liegt.