Starkregen überlastet immer häufiger Kanalisationen und Kläranlagen. Storm Tanks sorgen für den reibungslosen Abfluss.
Plötzlich verdunkelt sich der Himmel. Binnen kürzester Zeit stürzen sintflutartige Regenfälle herab. Starkregen dieser Art wird immer häufiger. Gegenwärtig sind viele Städte und Kommunen jedoch nur unzureichend darauf vorbereitet. Eine Nachlässigkeit, die vor allem in dicht besiedelten Städten mit vielen versiegelten Flächen teuer bezahlt werden muss. Es kommt zu Überschwemmungen, die große Sach- und Personenschäden nach sich ziehen. Die Experten glauben, dass der Klimawandel die Häufigkeit und Intensität starker Regengüsse erhöhen wird. Schon heute verursacht Starkregen in vielen Ländern mehr Schäden als alle anderen Naturereignisse. Hinzu kommt, dass die Kläranlagen durch die plötzlich auftretenden Wassermassen überlastet sind, wodurch temporär die Qualität der Reinigung abnimmt. Das Resultat: Abwasser gelangt nur unzureichend geklärt und mitunter sogar ungereinigt in Gewässer.
Getrennte Abwassersysteme und größere Rohrleitungen oder Kanäle können zwar das Abfließen des Regenwassers beschleunigen, sie sind aber nur ein Baustein für die Lösung des Problems. Die Bereitstellung von Pufferspeichern ist unabdinglich, um das überschüssige Wasser zurückzuhalten und langsamer und gezielter abzuleiten. Mögliche Varianten sind Regenrückhaltebecken oder große Tanks wie die sogenannten „Storm Tanks“. Anders als viele vermuten, ist der Betrieb solcher Regenwasserspeicher anspruchsvoll und erfordert eine robuste Technik. Der Einsatz zuverlässiger Technologien ist dort ein Muss!
Der für Umwelt, Sicherheit und Mobilität verantwortliche Stadtrat von Madrid hat einen Plan zur Verbesserung der Wasserqualität im Fluss Manzanares eingeführt. Der Plan sieht den Bau von 36 Storm Tanks und mehr als 34 Kilometern Regenwasserkanälen vor. Das wichtigste Ziel ist es, die Qualität des Flusswassers zu gewährleisten und auch in Zukunft die entsprechenden Vorschriften einzuhalten.
Nach längeren Perioden mit anhaltenden oder nach besonders starken Regenfällen waren die Kläranlagen nämlich nicht in der Lage, die anfallenden Wassermengen aufzunehmen und ausreichend zu reinigen. Die jetzt gebauten Storm Tanks halten nun das Flutwasser von der Kanalisation fern. Dadurch schützen sie einerseits die Kläranlagen der Stadt, indem sie die anfallenden Wassermassen vorübergehend speichern und in einem auf die Kapazitäten der Kläranlagen abgestimmten Maß wieder abgeben. Gleichzeitig verhindern die Storm Tanks den direkten Abfluss von Oberflächen- und Abwasser in den Fluss.
Einfaches System mit versteckten Herausforderungen
Die Überlaufbecken dienen als Puffer, der ständig Wasser aufnimmt und abgibt. In der Füllphase, etwa nach Starkregen, schießt das stark aufgewühlte Regenwasser mit allerlei Feststoffen und Zivilisationsmüll in die Anlage. Dabei reinigt es die Abwasserkanäle. Insbesondere nach längeren Trockenperioden spült das Regenwasser allerlei organisches Material und Abfälle in die Kanäle. Mit dabei: Sedimente aus dem System bis hin zu kleinen Tierkörpern. Wenn das Wasser den Storm Tank erreicht, ist es mit einer hohen Fracht an organischen Materialien sowie Fasern, wie beispielsweise Haaren, beladen. Im Storm Tank kommt außerdem eine große Menge anorganischer Feststoffe an. Darunter sind viele Hygieneprodukte und anderer unsachgemäß entsorgter Müll wie Plastik, Spielzeug, Schuhe und Textilien. Trotz eingebauter Rechen, Sandfängen und anderer technischer Vorkehrungen gelangt immer noch eine große Menge an Feststoffen in den Regenwasserspeicher. Der Feststoffgehalt des Zuflusses liegt gerade einmal bei 1,5 Prozent. Jedoch bilden die schweren Feststoffe Sinkschichten am Boden, während sich die leichteren in Schwimmschichten ansammeln. Am Ende, nach Abgabe des Wassers, liegt der Trockenstoffgehalt des verbleibenden Schlamms mitunter bei 10 bis 20 Prozent.
Im Storm Tank wird Regenwasser nach Starkregen aufgefangen und danach geregelt für die Reinigung zur Kläranlage geleitet.
Im Prinzip berücksichtigt das Konzept zur Entleerung des Tanks diese besonderen Bedingungen bereits. Denn die Pumptechnik besteht aus zwei getrennten Pumpsystemen. Das Hauptpumpensystem übernimmt im Normalbetrieb die Abgabe des gespeicherten Regenwassers bis zu einem bestimmten Level. Das funktioniert sehr gut, denn die eingesetzten Kreiselpumpen verstopfen nur sehr selten.
Sinkt der Pegel im Tank dann aber unter ein gewisses Niveau, ab dem ein wesentlich höherer Anteil an Feststoffen zu erwarten ist, werden die Restentleerungspumpen gestartet. Aber beim Betrieb dieser speziell ausgewählten Pumpen traten immer wieder Störungen auf. Die Pumpen waren nicht in der Lage, den Schlamm abzutransportieren. Riesige Mengen von Feststoffen, Verzopfungen und Fasern verstopften immer wieder die installierten Kreiselpumpen. IMESAPI, der zuständige Betreiber der Storm Tanks, sah sich gezwungen, außerplanmäßige Reinigungs- und Entleerungsmaßnahmen durchzuführen, um die Funktion der Storm Tanks aufrechtzuerhalten.
Nachdem IMESAPI die Betriebsdaten der größten Storm Tanks von Madrid (Butarque, Abroñigal, La China und Arroyofresno) analysiert hatte, wurde die Menge des zu entsorgenden Schlamms auf mehrere Tausend Kubikmeter geschätzt. Diese enorme Menge musste bei jeder Reinigung der Storm Tanks abgesaugt und entsorgt werden. Aufgrund des komplexen Aufbaus sowie des schwierigen Zugangs ist die Reinigung jedes Mal mit einem großen technischen und personellen Aufwand verbunden. Die daraus resultierenden Kosten und Ausfallzeiten waren für den Betreiber auf Dauer nicht tragbar.
Suche nach Alternativen
Auf der Suche nach einer Alternativlösung wurde im Storm Tank Abroñigal ein Pilotversuch mit einem Vogelsang-Pumpsystem durchgeführt. Die IMESAPI- Gruppe war mit dem Ergebnis mehr als zufrieden. Daher entschieden sich die Verantwortlichen, das getestete Vogelsang-Equipment im Storm Tank Butarque zu installieren, der sich im Süden von Madrid befindet. Der Regenwasserspeicher wurde 2006–2010 gebaut, um das Regenwasser vom rechten Flussufer des Manzanares aufzufangen. Mit einer Speicherkapazität von 400.000 m3 ist er der viertgrößte Storm Tank der Welt.
Prinzip des Storm Tanks Butarque: Bei Starkregen wird das Niederschlagswasser
vom Verteilerbauwerk in den Storm Tank geleitet, der es später geregelt wieder an die Kläranlage zur Reinigung abgibt. Das Vogelsang-Pumpsystem für die Restentleerung ist zusammen mit der restlichen Fördertechnik in der Pumpenkammer installiert.
Das von Vogelsang gelieferte Pumpsystem für die Restentleerung des Storm Tanks Butarque besteht aus einer VX186-260Q-Drehkolbenpumpe und einem RotaCut RCX-58G-Zerkleinerer. Die beiden Geräte sind auf einer gemeinsamen Konsole montiert und miteinander verbunden worden. Die Drehkolbenpumpe ist in der Lage, den erforderlichen Unterdruck aufzubauen, um den Schlamm anzusaugen. Daher konnte das System trocken in der Pumpenkammer installiert werden. Auch die Förderung der zähflüssigen Massen, nämlich Schlamm mit hohem Faser- und Feststoffanteil, ist kein Problem für die Drehkolbenpumpe. Sie erreicht eine Förderleistung von 55–220 m3/h, bei einem Druck von bis zu 3 bar.
Starkes Team für anspruchsvolle Aufgaben: Pumpsystem, bestehend aus Vogelsang-Drehkolbenpumpe und RotaCut-Zerkleinerer
Das Pumpsystem arbeitet wie folgt: Bevor der Schlamm in die Pumpe gelangt, passiert er den Rota- Cut-Zerkleinerer. Dort werden Steine und Metallteile durch die Schwerkraft abgeschieden. Gleichzeitigwerden Fasern, Stofffetzen und anderer Unrat effizient zerkleinert. Das schützt die Pumpe und auch die übrige Anlage vor Fremdkörperschäden und Verstopfungen. Die zum Pumpsystem gehörige Steuereinheit ist im Hauptkontrollraum des Storm Tanks installiert. Sie überwacht und analysiert die Prozessvariablen in Echtzeit und passt die Betriebsparameter sofort an den eweiligen Zustand an. Dank des Vogelsang-Equipments treten jetzt auch während der Restentleerungsphase keine Probleme mehr auf.
Auf diese Weise spart das Vogelsang-Pumpsystem der IMESAPI-Gruppe viel Zeit und Geld. Nach eigenen Schätzungen hätte der Storm Tank Butarque zweimal im Jahr gereinigt, dabei jeweils etwa 2.200 m³ Schlamm abtransportiert und entsorgt werden müssen. Es wären Kosten in Höhe von mindestens 200.000 Euro pro Jahr angefallen, nur für die Beseitigung des Schlamms aus dem Tank. Ein weiterer Bonus: Die Betriebs- und Wartungskosten der Pumpsysteme sinken durch das neue Equipment um etwa 50.000 Euro jährlich. Insgesamt hat sich die Investition bereits nach der ersten Tankreinigung gelohnt. Den Betreiber haben die Ergebnisse absolut überzeugt. Da überrascht es nicht, dass die Gruppe zusammen mit Vogelsang weitere Maßnahmen plant: Im Verwaltungsgebiet von Madrid sollen weitere Storm Tanks aufgerüstet werden.
