5.2    Zulaufmessungen

Zur Bestimmung des mittleren Trockenwetterzuflusses wurden die Niederschlagsdaten der Meßstation Groß Dölln ausgewertet. Die Entfernung zu Kappe beträgt ca. 6,5 km. Die gemessenen Tagessummen der Niederschläge sind in Abb. 5-2 den zugehörigen Tageszuflüssen gegenübergestellt.

Abb. 5-2: Niederschlag über dem Tageszufluß in den Meßzeiträumen 24.6. - 17.7.98 und 6.10. - 1.11.98

Es ist zu erkennen, daß eine relativ geringe Korrelation zwischen Niederschlag und Zuflußmengen besteht. Die Schwankungsbreite für Qd liegt bei ca. 6 m3/d. Das entspricht ungefähr der Hälfte des Trockenwetterzuflusses. Sie ist in Abb. 5-2 kenntlich gemacht durch zwei parallel gezogene Grenzlinien, die die Niederschlagsdaten zwischen sich einschließen. Auf der Abszisse kennzeichnen sie den Schwankungsbereich des Zuflusses bei Trockenwetter; er liegt zwischen 10 und 16 m3/d. Im folgenden wird der mittlere Wert von 13 m3/d als maßgeblicher Trockenwetterzufluß verwendet.

Darin ist nach AKUT (1997) ein Fremdwasseranteil von 0 - 30 % enthalten. Die tägliche häusliche Abwassermenge beläuft sich somit auf 10 - 13 m3/d. Mit einer Einwohnerzahl von 140 EW ergibt sich daraus ein spezifischer Zufluß von 71 - 93 l/EW,d.

Die Verschmutzung des Abwassers wurde anhand der Parameter CSB, Nges, NH4-N, NO3-N und Pges erfaßt. Die Tagesgänge der Konzentrationen im Zulauf der Vorklärung sind außer für den Nährstoff Nitrat in Abb. 5-3 aufgeführt. Es wird dabei zwischen den beiden Meßzeiträumen mit 12-h- resp. 4-h-Mischproben unterschieden.

Beim Nitrat wurden sehr niedrige Konzentrationen gemessen. Sie lagen bei einem Mittelwert von 0,615 mg/l und einer Standardabweichung von 0,212 mg/l ohne Ausnahme unter 1 mg/l. Eine grafische Darstellung wird damit als entbehrlich angesehen.

Abb. 5-3: Tagesgänge der CSB-, Nges-, NH4-N- und Pges-Konzentration im Kläranlagenzulauf

Es ist erkennbar, daß die Tagesgänge der untersuchten Parameter keinen nennenswerten Schwankungen unterliegen. Ein periodischer Wechsel von Konzentrationsminima und -maxima im Tagesverlauf ist nicht festzustellen. Zwar liegen die Konzentrationen der ersten Meßreihe (24.6.-3.7.98) nachts im Schnitt etwas niedriger als am Tage. Ein Prinzip ist daraus jedoch nicht ableitbar, denn eine Betrachtung der zweiten Meßreihe (6.7.-13.7.98) ergibt ein eher umgekehrtes Bild. Zudem macht ein Blick auf die Einzelmessungen - beispielhaft in Abb. 5-4 dargestellt - deutlich, daß die Konzentrationsverteilung eher zufällig ist, so daß auch in der ersten Meßreihe die Nachtwerte die Tageswerte teilweise übersteigen.

Aus Abb. 5-4 geht ebenfalls hervor, daß die Konzentrationen von Stunde zu Stunde und von Tag zu Tag stark schwanken können. Andererseits können die Durchschnittswerte über Tage hinweg ein bestimmtes Niveau halten, bevor sie erneuten Veränderungen unterworfen werden. So liegen die Konzentrationen der ersten Meßreihe deutlich unter den Meßwerten der zweiten.

Abb. 5-4: CSB-Konzentrationen in der ersten Meßreihe

Auf Veränderungen der Niederschläge ist diese Entwicklung nicht zurückzuführen, da die Niederschlagsmengen sich in beiden Zeiträumen kaum voneinander unterscheiden (Abb. 5-5). Vielmehr zeigt das Beispiel der CSB-Konzentration in Abb. 5-5, daß Niederschläge, wie sie in den beiden Meßzeiträumen auftraten, diese nicht spürbar beeinflussen.

Abb. 5-5: Regenereignisse und CSB-Konzentration im Kläranlagenzulauf

Die Konzentrationsschwankungen im Zulauf der Kläranlage sind für die beiden Meßzeiträume demnach allein auf das Verhalten der Dorfbevölkerung zurückzuführen.

Für den CSB belaufen sich diese bei einer Standardabweichung von 292 mg/l auf 48 % des Mittelwertes von 1227 mg/l. Für die Parameter Gesamtphosphor, Gesamtstickstoff und Ammonium liegt die Schwankungsbreite mit Werten um 30 % deutlich niedriger. Für Nitrat ist die Betrachtung der prozentualen Schwankung wenig sinnvoll. Die Konzentrationen sind über beide Meßzeiträume mit Werten unter 1,0 mg/l erwartungsgemäß gleichbleibend niedrig.

In Tabelle 5-1 sind einige Konzentrationsverhältnisse dargestellt. Es ist festzustellen, daß - wie bei häuslichem Abwasser üblich - der in die Anlage eingetragene Stickstoff mit 82 % hauptsächlich aus Ammonium besteht. Zusammen mit den niedrigen Nitratgehalten ist daraus zu ersehen, daß der organische Stickstoffanteil am Gesamtstickstoff gut 17 % beträgt.

Tabelle 5-1: Konzentrationsverhältnisse im Zulauf

Aus den Quotienten CSB/Nges und CSB/Pges ist das C:N:P-Verhältnis abzuleiten. Es liegt mit 100:9:1,3 im üblichen Rahmen. Das nach den Richtwerten des A 131 gebildete C:N:P-Verhältnis beträgt 100:9:2.

Für die aus den Konzentrationen errechneten Frachten können keine Tagesganglinien angegeben werden, da für den Zufluß die entsprechenden Mengendaten nicht vorliegen.

Aus Abb. 5-6 sind die aus den CSB-Konzentrationen und den zugehörigen Tageszuflüssen errechneten Frachten zu ersehen. Sie sind - ebenso wie die Konzentrationen und Zuflüsse - relativ breit gestreut. Die Streuung erstreckt sich im wesentlichen auf einen Bereich von 12 - 20 kg/d. Nur an einem Tag wird ein Spitzenwert von über 27 kg/d erreicht. Von diesem Wert abgesehen ist eine Korrelation zwischen Fracht und Konzentration nicht erkennbar. Bis zu einem CSB von 1500 mg/l schwanken die Frachten von Konzentrationen unabhängig um einen Mittelwert von 16,4 kg/d. Daraus läßt sich andererseits - wenn auch nur bedingt - ein Zusammenhang zwischen der Konzentration und der täglichen Zuflußmenge ableiten. Bleibt die Fracht bei steigender Konzentration im wesentlichen gleich, geht damit gleichzeitig eine Verringerung des Zuflusses einher. Dieser Trend ist wegen der großen Schwankungsbreite der beteiligten Parameter allerdings nur andeutungsweise erkennbar.

Abb. 5-6: CSB-Frachten im Meßzeitraum 24.6. - 17.7.98

Tabelle 5-2 gibt die einwohnerspezifischen Daten wieder. Es werden die Mittelwerte der täglichen Frachten aufgelistet und den Vorgaben nach A 131 gegenübergestellt. Ein Vergleich der spezifischen Frachten zwischen Kappe und A 131 zeigt für die Abwasserinhaltsstoffe CSB und Nges gute Übereinstimmungen. Die bei der Phosphorfracht zu beobachtende Abweichung vom Standardwert ist durch den mittlerweile erfolgten weitgehenden Ersatz von Phosphaten in Waschmitteln durch Austauschstoffe erklärbar und somit nicht unüblich (LÜTZNER et al. 1998).

Damit wird auch die in Abschnitt 5.1 mit 140 EW ermittelte Einwohnerzahl bestätigt. Die nach ATV (1997) durchgeführte Berechnung der Einwohnergleichwerte führt fast zu dem gleichen Ergebnis:

Tabelle 5-2: Zuflußdaten und mittlere Frachten

Der Wirkungsgrad der Vorklärung ergibt sich aus Messungen des CSB-Gehaltes im Zulauf des SBR-Beckens, deren Ergebnisse in Abb. 5-7 einzusehen sind. Die Meßwerte stammen von Einzelproben, die jeweils zwischen 12 und 14 Uhr gezogen wurden. Es ist zu erkennen, daß die relativ hohe Geschwindigkeit, mit der das aus der Pumpstation des Ortes zugeführte Abwasser die Vorklärung erreicht, zu Kurzschlußströmungen führt, die in der Regel die Konzentration im Ablauf der Vorklärung kurzzeitig erhöhen. Lediglich am 30.11. war das zufließende Abwasser stärker verdünnt als das bereits vorgeklärte, so daß sich die Konzentration im Zulauf des Aufstaubeckens leicht verringerte.

Abb. 5-7: CSB-Konzentration im Zulauf des Aufstaubeckens

Durch Mittelwertbildung errechnet sich für CSB0 ein durchschnittlicher Wert von 880 mg/l. Am Ende der Vorklärung sind also noch etwa 3/4 der organischen Schmutzfracht im Abwasser vorhanden. Der Wirkungsgrad der Vorklärung liegt damit bei ca. 25 %.

Hinsichtlich des Gehaltes an Stickstoff und Phosphor wird in Übereinstimmung mit A 131 angenommen, daß hier durch die Vorklärung keine Konzentrationsänderungen eintreten.



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