Bank filtration and artificial groundwaterecharge are important, effective and cheap techniques for surface water treatment and removal of microbes, inorganic and some organic contaminants. Nevertheless, mechanisms of the removal of impurities and of the chemical reactions of the water components have not been understood sufficiently and are therefore subject of this research project. The interdisciplinary project of the Berlin Centre of Competence for Water (KWB gGmbH) entitled NASRI (Natural and Artificial Systems for Recharge and Infiltration) concentrates among other topics also on nicroorganisms and trace organic substances frequently detected in surface waters.

Die vollständige Nutzung aller Kapazitäten eines komplexen Abwassersystems, bestehend aus Kanalnetzen, Speicher- und Kontrolleinrichtungen, Drucknetzen und Kläranlagen, speziell im Regenwetterfall ist eine zentrale Aufgabe zur Minimierung von Schmutzfrachtentlastungen in die Vorfluter. Mit dem Ziel der Reduzierung der Gewässerbelastung in Berlin wurde 2000 das Projekt „Integrated Sewage Management (Integriertes Abwasser Management)“ gestarted. Die zentrale Idee des Projektes ist der Einsatz integrierter Simulationssoftware zur Untersuchung verschiedenster Management-Szenarien und hierauf die Definition und Anwendung eines integrierten Steuerungskonzeptes für den Betrieb des Abwassersystems. Besondere Aufmerksamkeit ist auf die Mischkanalisation gerichtet, die auf Grund von Entlastungen über Regenüberläufe ein potentielles Risiko der Gewässerbelastung in sich birgt. Zugleich bietet hier der Einsatz von Steuerungseinrichtungen zur Aktivierung von zusätzlichem Kanalstauraum ein beträchtliches Optimierungspotenzial für das System. Der Artikel gibt einen Überblick über das laufende Projekt. Die Voruntersuchung zur Steuerungswürdigkeit des Systems, der Modellaufbau und die Kalibrierung, sowie die Ziele des Projektes werden dargelegt.

After extending the sewage networks in the 1990s, the focus is now on reducing the overflows from combined sewers in storm weather, which create serious problems (fish death, beach closure, etc.). To protect the particularly sensitive surface waters of Berlin, on whose quality the drinking water supply inderectly depends, KompetenzZentrum Wasser Berlin, on behalf of Berliner Wasserbetriebe and Veolia Water, realises the project Integrated Sewage Management. In-pipe storage of combined waters during storm weather is tested on the basis of a model of the whole sewage system. But slowing the flow causes the suspended load to sediment, thus its transport in the network has to be simulated. This report presents a short review of sediment transport in fluvial hydraulics and in urban drainage, as well as an application on a small storm water network with software InfoWorks CS 4.5.

Since the adoption of the European Water Framework Directive in 1991, the discharges of foul water into the rivers during storms have to be limited as much as possible. This issue is particularly tricky in Berlin where the drinking water resources are very sensible to pollution due to the shortness of the water cycle. The Integrated Sewage Management Project aims at improving the management of the sewage network, in order to cut costs and to reduce discharges into the environment. The project relies on the modeling of the different parts of the sewage system (sewers, pumping stations, pressure pipes and wastewater treatment plants). This should enable us to have a global view of the system and to draft various regulation scenarios according to weather conditions. In the end, we should come up with a “policy” that could easily be implemented by operators of the Berliner Wasser Betriebe. This report summarize the main steps of the work that have been conducted on the subcatchment Berlin VIII, namely the building of the network in Infoworks, the calibration of the model during dry and rain weather.

Zur Ermittlung der zu testenden neuen, nachhaltigen Sanitärkonzepte wurde eine Vorstudie durchgeführt. Diese Studie beinhaltet einen Kostenvergleich zwischen zwei neuen Sanitärkonzepten mit Schwerkraft- und Vakuumseparationstoiletten und dem konventionellen System. Es konnte gezeigt werden, dass die neuen Sanitärsysteme, abhängig von den Rahmenbedingungen, Kostenvorteile haben. Aus diesem Grund wurde das Pilotprojekt zum Test der oben genannten neuen Sanitärkonzepte unter realistischen Bedingungen in Berlin/Brandenburg gestartet. Das Sanitärkonzept mit Schwerkrafttrenntoiletten wird voraussichtlich im Sommer 2003 in Betrieb gehen.

Berliner Wasserbetriebe has started a pilot project about new sanitation concepts in conjunction with Vivendi Water in the framework of the Kompetenzzentrum Wasser Berlin. In order to define the experiments for testing new, sustainable sanitation con-cepts a pre-study has been done. This study includes a cost comparison between two new sanitation concepts with gravity and vacuum separation toilets and the conven-tional system. It could be demonstrated that the new sanitation concepts may have cost advantages depending on the situation. This was a further motivation starting a pilot project in Berlin/Brandenburg testing the above mentioned toilet systems under realistic conditions. The operation of the gravity separation toilets concept will start in the summer 2003.

Eine MBR-Laboranlage (210L) wurde mit zwei verschiedenen Reaktor-konfigurationen zur vermehrten biologischen PElimination (Bio-P) mit kommunalem Abwasser betrieben. Die beiden Reaktorkonfigurationen zeichneten sich neben einer vorgeschalteten anaeroben Zone für den Bio-P Prozess durch eine vorgeschaltete Denitrifikation bzw. eine nachgeschaltete Denitrifikation aus. Beide Reaktor-konfigurationen wurden bei einem Schlammalter von 15 Tagen mit vorgesiebtem (1mm) Rohwasser parallel zu einer konventionellen Kläranlage betrieben. Für Phosphor wurden sehr niedrige und stabile Ablaufkonzentrationen von 0,05-0,15 mgP/L mit beiden Konfigurationen erreicht. Die Phosphorgehalte der Schlämme lagen bei 2,4-3% P/TS. Während mit der vorgeschalteten Denitrifikation erwartete Ergebnisse von 86-90% Stickstoffentfernung erzielt wurden, erreichte die nachgeschaltete Denitrifikation eine unerwartet hohe N-Elimination von bis zu 96% (ohne zusätzliche C-Quelle). Eine Betriebsphase mit Phosphoraufstockung des Zulaufes (~40 mgP/L) führte bei einer Elimination von 20-25 mgP/L zu P-Gehalten im Schlamm von 67%P/TS. Neben dem Bio-P-Mechanismus waren hier jedoch auch Fällungs- und Adsorptionsmechanismen für die P-Aufnahme relevant.

Im Berliner Stadtgebiet gibt es Siedlungsgebiete, die bisher nicht an ein Klärwerkangeschlossen sind, da eine zentrale Erschließung nicht wirtschaftlich ist. Für dieseGebiete könnte eine dezentrale Lösung mit dem Membranbelebungsverfahreneingesetzt werden. Dann würden die gleichen Überwachungsanforderungen wie inder Abwasserreinigung in Berlin bereits gültig, sicher erfüllt bzw. überschritten. FürPhosphor könnten sogar zukünftig zu erwartende strengere Überwachungswertebereits erreicht werden (50 µg/L). Das Membranbelebungsverfahren wird bereitsseit den 90er Jahren eingesetzt und hat den Stand der Technik erreicht. Für diePhosphorelimination wird in Membranbelebungen eine Simultanfällung durchgeführt,wodurch zuverlässig Ablaufwerte <1mg/L erreicht werden können. Die Fällung führtjedoch zu einer um ca. 25% erhöhten Schlammproduktion (für ß~1,5), einem hohenChemikalienbedarf und einer Aufsalzung des Vorfluters. Das Ziel des Forschungsprojektes ist es die vermehrte biologischePhosphorentfernung (Bio-P) im Membranbelebungsverfahren bei einemSchlammalter von 8 bis 26 Tagen zu untersuchen. Die Zielkonzentration fürGesamtphosphor wurde mit 50µgP/L festgelegt. Auch der Prozess der Stickstoffentfernung sollte optimiert werden. Dabei wird die vorgeschalteteDenitrifikation mit der nachgeschalteten Denitrifikation ohne Kohlenstoffdosierung Post-Denitrifikation) verglichen.