Trockenwetterabfluss

Die Beförderung des Trockenwetterabflusses innerhalb des Kanalnetzes beruht grundlegend auf dem Prinzip des freien Gefälles. Die Schwerkraft erledigt die Arbeit. Rohre werden mit einem spezifisch berechneten Gefälle verlegt, um einen konstanten Fluss in Richtung der tiefer gelegenen Sammelpunkte zu gewährleisten. Eine minimale Fließgeschwindigkeit ist hierbei entscheidend; die Flüssigkeit muss sich schnell genug bewegen, um zu verhindern, dass sich Feststoffe absetzen und die Leitung verstopfen. Sedimentation führt zu Verstopfungen. In der Praxis fließt der Strom von den kleinsten Hausanschlüssen zu immer größeren Hauptkanälen.

Wenn die Tiefe der Leitungen durch das kumulative Gefälle zu groß wird, übernehmen Kanalpumpwerke die Regie. Dies sind die Knotenpunkte im Netzwerk. Im Empfangsbecken eines Pumpwerks wird der Flüssigkeitsstand kontinuierlich durch Sensoren oder Schwimmer überwacht. Erreicht das Wasser einen voreingestellten Einschaltpegel, treten die Pumpen in Betrieb. Das Wasser wird anschließend unter Druck durch eine Druckleitung zu einem höher gelegenen Punkt oder direkt zur Kläranlage transportiert. In einem Trennsystem bleibt dieser Strom konzentriert. Es findet keine Verdünnung durch Regenwasser statt, wodurch die hydraulische Belastung der Pumpen und der Kläranlage vorhersehbar innerhalb der Rahmenbedingungen der täglichen Verbrauchszyklen bleibt. Der Strom hört nie auf. Selbst in der tiefsten Nacht besteht ein minimaler Fluss, gespeist durch industrielle Prozesse oder Leckwasser, bis die Morgenspitze das System wieder mit voller Kraft aktiviert.

Erscheinungsformen des Abwasserstroms

Nicht jeder Liter Trockenwetterabfluss ist identisch. Die Zusammensetzung variiert stark je nach Quelle. Häusliches Abwasser bildet die am besten vorhersehbare Komponente. Es besteht aus einer Mischung von Grauwasser aus Waschmaschinen und Duschen, ergänzt durch Schwarzwasser aus den Toiletten. Aber die Stadt produziert mehr. Gewerbliches Abwasser mischt sich in den Strom. Manchmal handelt es sich um relativ unschädliches Kühlwasser eines Rechenzentrums, während die Schwerindustrie Prozesswasser einleitet, das chemisch eine völlig andere Signatur hat. Die Technik setzt hier Grenzen. Betriebe müssen häufig eine Vorbehandlung anwenden, bevor ihr spezifischer TWA-Strom in den öffentlichen Kanal gelangen darf.

Manchmal ist der Abfluss nicht das, was er zu sein scheint. Wir sprechen dann von Fremdwasser. Dies ist eine unerwünschte Variante des Trockenwetterabflusses. Es handelt sich um Grundwasser, das durch undichte Fugen oder Risse in die Kanalisation eindringt. Also Leckwasser. Es belastet die Pumpen. Es verdünnt den Abwasserstrom unnötig, wodurch die Kläranlage weniger effizient arbeitet. Ein Kanal, der eigentlich nur für TWA bestimmt ist, transportiert dann plötzlich enorme Mengen unverschmutzten Grundwassers.

Die Art und Weise, wie wir Trockenwetterabfluss vom Rest trennen, bestimmt die Bezeichnung des Kanalnetzes. Im klassischen Wohnungsbau dominiert oft noch das Mischsystem. Hier teilen sich TWA und Regenwasser dasselbe Rohr. Während Trockenperioden sieht man dann nur einen dünnen Strom auf dem Boden eines oft viel zu großen Rohres; die sogenannte Trockenwetterrinne sorgt hierbei dafür, dass die Fließgeschwindigkeit dennoch hoch genug bleibt, um Sedimentation zu verhindern.

Im Außenbereich sieht man oft eine spezifische Variante: die Druckentwässerung. Hier gibt es keine riesigen Kanalrohre, durch die man laufen kann. Stattdessen wird der TWA von ein paar Häusern in einem kleinen Schacht gesammelt und durch dünne Kunststoffleitungen gepresst. Leistungsstarke Pumpen übernehmen die Rolle der Schwerkraft. Dieses System ist ausschließlich für Trockenwetterabfluss ausgelegt; ein starker Regenschauer, der an dieses System angeschlossen würde, würde sofort zu einer hydraulischen Blockade führen.

Sieben Uhr morgens in einem durchschnittlichen Wohngebiet. Die Stadt kommt in Gang. In den Sammelkanälen unter der Straße steigt der Wasserspiegel in kurzer Zeit um Dezimeter. Toiletten, Duschen und Kaffeemaschinen laufen auf Hochtouren. Keine Regenwolke am Himmel, rein häusliches Abwasser. Dies ist die klassische Morgenspitze, auf die Kanalpumpwerke ausgelegt sind; eine vorhersehbare Welle, die sich täglich wiederholt.

Eine Wäscherei in einem Gewerbegebiet leitet den ganzen Tag über konstant warmes, seifiges Wasser ein. In einem Trennsystem erhält dieses Prozesswasser eine eigene Leitung. Keine Verdünnung durch Regenwasser von den umliegenden Parkplätzen. Der Abfluss ist hierdurch konzentriert und warm, was direkten Einfluss auf die biologischen Prozesse hat, sobald er die Kläranlage erreicht. Reiner TWA-Transport in optima forma.

Inspektion eines Mischkanals während einer Hitzewelle. Das Betonrohr ist riesig, anderthalb Meter hoch, aber auf dem Boden fließt nur eine kleine Wasserschicht von zehn Zentimetern. Es plätschert durch die Trockenwetterrinne. Diese speziell geformte Rinne im unteren Teil des großen Rohres sorgt dafür, dass die Fließgeschwindigkeit des TWA hoch genug bleibt. Ohne diese Rinne würde der Schmutz direkt absinken und in der brennenden Sonne verrotten.

Ein einzelnes Wohnhaus an einer abgelegenen Deichstraße im Polder. Kein schweres Betonkanalrohr im Boden. Das gesamte Abwasser sammelt sich in einem kleinen Kunststoff-Pumpschacht auf dem Grundstück. Sobald der Schwimmer steigt, presst eine leistungsstarke Pumpe den TWA durch einen schmalen Schlauch von nur 50 Millimetern zum weiter entfernten Dorf. Entscheidend hier: Der Bewohner darf auf keinen Fall ein Regenfallrohr an dieses System anschließen. Ein starker Platzregen und die kleine Druckleitung ist sofort an ihrer maximalen hydraulischen Kapazität, mit einem überfluteten Schacht als Folge.

Der Umgang mit Trockenwetterabfluss ist in Deutschland streng in der Gesetzgebung festgelegt. Keine freiwillige Angelegenheit. Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) bildet das übergreifende Fundament, wobei die Gemeinden eine gesetzliche Pflicht zur Sammlung und zum Transport von städtischem Abwasser haben. Dies bedeutet, dass die öffentliche Hand die Infrastruktur bereitstellen muss, um TWA sicher und hygienisch zu einer Kläranlage abzuführen. Für den Bürger und den Bauherrn gelten die Regeln der Landesbauordnungen (LBO) und der DIN 1986-100. Ein entscheidender Aspekt hierbei ist die verpflichtende Trennung der Wasserströme. Bei Neubauten oder umfassenden Renovierungen fordert die DIN 1986-100, dass TWA und Regenwasser getrennt an der Grundstücksgrenze angeboten werden. Eine Vermischung ist auf dem eigenen Grundstück oft nicht mehr zulässig.

Dimensionierung nach Norm

Die technische Planung erfordert Präzision. DIN EN 12056-2 ist die maßgebliche Norm für die Dimensionierung der Abflusskapazität innerhalb von Gebäuden. Hierin wird mit dem Volumenstrom gerechnet, ausgedrückt in Litern pro Sekunde. Man betrachtet die Gleichzeitigkeit. Wie viele Toiletten spülen im exakt gleichen Moment? Die Norm verhindert, dass Leitungen zu klein sind, was Überschwemmungen verursacht, aber wacht auch vor Überdimensionierung. DIN EN 752 übernimmt die Aufgabe außerhalb der Gebäudehülle. Diese europäische Norm stellt Anforderungen an die Kanalnetze außerhalb von Gebäuden, mit besonderem Augenmerk auf die selbstreinigenden Eigenschaften des Rohres während Trockenperioden.

• Pflicht: Kommunale Aufgabe zur Sammlung von TWA auf Basis des WHG.
• Anschlusspflicht: In kommunalen Entwässerungssatzungen festgelegt; die Einleitung in die öffentliche Kanalisation ist oft verpflichtend, wo diese verfügbar ist.
• DIN 1986-100: Die praktische Richtlinie, die die theoretische DIN EN 12056-2 in konkrete Installationsvorschriften für den Fachmann übersetzt.

Gewerbebetriebe fallen zudem unter die Abwasserverordnung (AbwV). Hierin stehen die Einleitungsanforderungen. TWA mit chemischer Verunreinigung oder extremen Fettgehalten darf nicht ohne Vorbehandlung in den öffentlichen TWA-Kanal gelangen. Fettabscheider oder Ölabscheider sind hierbei standardmäßig vorgeschrieben. Die Kontrolle dieser Einleitungsgenehmigungen ist streng. Umweltschäden am Kanalnetz müssen um jeden Preis vermieden werden.

Einst war Abfluss reines Einleiten. Gräben dienten als offene Kanäle. Die Cholera-Epidemien des 19. Jahrhunderts erzwangen unterirdische Lösungen, wobei man anfänglich keinen technischen Unterschied zwischen Regen- und Abwasser machte. Alles floss zusammen. Im Jahr 1870 experimentierte Amsterdam jedoch mit dem Liernur-System; einem pneumatischen Rohrsystem für ausschließlich 'Schwarzwasser'. Obwohl dieses System technisch anspruchsvoll und letztlich zu teuer war, markierte es den ersten ernsthaften Versuch eines getrennten Trockenwetterabflusses innerhalb der städtischen Umgebung.

Die eigentliche Evolution begann nach 1970. Der massenhafte Bau von Kläranlagen legte ein fundamentales Problem offen. Regenwasser störte die biologischen Klärprozesse durch extreme Verdünnung und wechselnde Zufuhr. Die hydraulischen Schocks waren nicht zu beherrschen. Ingenieure suchten nach Stabilität. Das Trennsystem wurde zum Standard. TWA erhielt sein eigenes, engeres Rohrprofil, um die Fließgeschwindigkeit während Trockenperioden zu gewährleisten. Dieser Übergang von 'Einleiten' zu 'gezieltem Transport' definiert den aktuellen technischen Stand des Trockenwetterabflusses. Heutzutage ist er nicht länger ein Nebenprodukt, sondern eine sorgfältig verwaltete Grundlast.