Der Schwermetallfilter HMS ist per Trennwand in zwei Bereiche aufgeteilt. Grafik: ACO
Regenwasser-Filter für Metalldächer
Wer vom Hausdach abfließendes Regenwasser örtlich versickern lässt, handelt normalerweise ökologisch sinnvoll, da er die Grundwasserbildung fördert und zu einer Entlastung der öffentlichen Abwasserkanäle und Klärwerke beiträgt. Allerdings darf das Wasser natürlich nicht mit Schadstoffen versetzt sein! Kritisch sind in diesem Zusammenhang Metalldächer einzuordnen. Als praktikable Lösung bieten sich dezentrale Schwermetall-Filteranlagen an.
Mithilfe des Instruments der gesplitteten Abwassergebühr belohnen deutsche Kommunen seit einigen Jahren Hausbesitzer, die Regenwasser vom eigenen Gebäudedach oder von versiegelten Grundstücksflächen nicht einfach zusammen mit Schmutzwasser in die öffentliche Kanalisation einleiten. Sie zahlen umso weniger Abwassergebühren, je mehr Regenwasser sie örtlich versickern lassen. Um den Grundwasser- und damit letztlich auch den Trinkwasserschutz zu gewährleisten, sind in manchen Fällen allerdings Maßnahmen zur Regenwasserbehandlung notwendig, bevor man Niederschläge guten Gewissens ins Erdreich einleiten kann.
Gefahr fürs Grundwasser
Vor allem Niederschläge von Metalldächern sind oft belastet. Durch die im Regenwasser enthaltene Kohlensäure sowie durch Schwefel- und Salpetersäuren in der Luft können Metall-Ionen aus der Dachoberfläche herausgelöst werden und so in das Regenwasser gelangen, das über Dachrinnen und Fallrohre auf das Grundstück abfließt. Lässt man dieses Wasser dann im Boden versickern, droht eine Verunreinigung des Grundwassers.
Historische Dächer aus Blei oder Kupfer sind in diesem Zusammenhang besonders kritisch. Bei diesen Metallen gelten schon geringe Konzentrationen als wassergefährdend. Doch auch bei modernen Dächern aus Stahl, Zink oder Aluminium kann es durch Regenfälle langfristig zu schädlichen Metallkonzentrationen im Boden kommen. Vor der Versickerung sollten Niederschläge von Metalldächern daher immer gereinigt werden.
Dezentrale Filteranlage
Wie so etwas funktioniert, wollen wir in diesem Beitrag am Beispiel des Schwermetallfilters HMS von ACO Tiefbau verdeutlichen. Bei dieser dezentralen Behandlungsanlage findet die Niederschlagswasserbehandlung direkt am Ort des Regenwasserabflusses in einem platzsparenden Stahlbeton-Filterschacht statt. An einen dieser Schächte lassen sich Entwässerungsflächen bis zu 10.000 m² Fläche anschließen. Bei größeren Gebäudekomplexen kommen mehrere Schächte zum Einsatz.
Über ein Rohrsystem wird das gereinigte Wasser vom Schacht direkt zum geplanten Versickerungsort geleitet. Auch der Anschluss an einen Regenwasserspeicher ist möglich. Die Variante Versickerung kann im Prinzip über eine einfache Muldenversickerung erfolgen, sofern der Boden vor Ort locker genug ist, um das Wasser durchzulassen. Oft ist der Untergrund allerdings so verdichtet, dass eine Versickerung nur über moderne Rigolen-Systeme möglich ist. Rigolen sind unterirdische Pufferspeicher, in die man Regenwasser über Rohre einleitet. In ihnen versickert das Wasser dann nach und nach in den Untergrund.
Sedimentation und Filtration
Der Filtrationsbereich besteht aus drei Filterlagen. Grafik: ACO
Beim ACO-Schwermetallfilter HMS erfolgt die Regenwasserreinigung in einem mehrstufigen Prozess. Der Schacht ist durch eine Trennwand in zwei Bereiche aufgeteilt, wobei die Wand aber nicht ganz bis zum Schachtboden reicht, sodass das Wasser im unteren Bereich auf die andere Seite fließen kann, wo sich der eigentliche Filteraufbau befindet (siehe Grafik). Auf der anderen Seite, auf der die schwermetallbelasteten Niederschläge in den Schacht hineinfließen, werden zunächst im Wasser mitgeführte Grob- und Feststoffe mittels Sedimentation zurückgehalten. Diese Stoffe setzten sich aufgrund ihrer Schwerkraft am Schachtboden ab.
Das derart vorgereinigte Wasser gelangt irgendwann auf die andere Seite des Schachts und durchströmt dort von unten die zwischen zwei Gitterroste gestapelten Filterpäckchen in Aufwärtsrichtung. Die beiden unteren Filterlagen haben die Aufgabe, Feststoffe zurückzuhalten, die noch nicht in der mechanischen Vorbehandlung sedimentiert sind. Dabei kann es sich um metallische Feinstpartikel handeln, aber auch um andere Stoffe, die im Regenwasser mitgeführt werden, in diesem aber nicht stofflich gelöst sind.
Die textilen Filterpäckchen der beiden unteren Lagen enthalten hochporöse mineralische Kunstgesteine. Da diese Materialien kalkhaltig sind, wird durch sie der pH-Wert des durchströmenden Wassers angehoben, indem es zur Freisetzung von negativ geladenen Hydroxid-Ionen kommt (OH−).
Reinigung durch Ionenaustausch
Die Schwermetalle im Regenwasser von Metalldächern liegen überwiegend in ungelöster Form vor. In der Regel sind sie an andere Partikel gebunden. Trotzdem wird ein gewisser Teil der Schwermetalle auch stets im Wasser gelöst. Und dieser Teil lässt sich mit normalen Filterpäckchen eben nicht wieder entfernen. Aus diesem Grund hat ACO seinen Schwermetallfilter noch mit einer weiteren Filterschicht ausgestattet.
Diese oberste Lage besteht aus einem mineralischen Filtermaterial, das von einem Geotextil umhüllt wird. Dieses Filtermaterial ist in der Lage, positiv geladene Schwermetall-Kationen durch so genanntem Ionenaustausch zu binden. Auf diese Weise entstehen Metall-Carbonat-Komplexe, die nicht mehr im Niederschlagswasser gelöst sind, sondern im Filter zurückbleiben. Zugleich reagieren die Schwermetall-Kationen auch mit den oben erwähnten negativ geladenen Hydroxid-Ionen zu Metall-Hydroxiden. Auch diese werden im Filtermaterial gebunden.
Referenz Humboldt-Forum
Für die Kupferdächer des neuen Humboldt-Forums kamen insgesamt 24 ACO-Schwermetallfilter zum Einsatz. Foto: Pixabay
Der ACO-Schwermetallfilter spielt übrigens auch eine Rolle beim Neubau des Berliner Humboldt-Forum, das im September 2020 eröffnet werden soll. Da es sich um den Wiederaufbau des historischen Stadtschlosses auf der Spreeinsel in Berlin-Mitte handelt, sind auch Kupferdächer geplant.
Man kann natürlich darüber streiten, ob es tatsächlich notwendig ist, bei einem Rekonstruktions-Neubau aus Gründen der historischen Authentizität auf umweltbelastende Materialien zu setzen. Doch die Entscheidung ist gefallen und damit ist klar: Das Regenwasser von den Kupferdächern muss mithilfe von Schwermetallfiltern gereinigt werden. Für das künftige Humboldt-Forum kamen insgesamt 24 Schwermetallfilter HMS zum Einsatz, die zwischen November 2018 und Juni 2019 sukzessive angeliefert und eingebaut wurden.
Über den Autor
Roland Grimm ist seit Februar 2013 freier Journalist mit Sitz in Essen und schreibt regelmäßig Fachwissen-Artikel für
BaustoffWissen. Zuvor war er rund sechs Jahre Fachredakteur beim Branchenmagazin
BaustoffMarkt und außerdem verantwortlicher Redakteur sowie ab 2010 Chefredakteur der Fachzeitschrift
baustoffpraxis.
Kontakt:
freierjournalist@rolandgrimm.com
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