Bank filtration schemes for the production of drinking water are increasingly affected by constituents such as sulphate and organic micropollutants (OMP) in the source water. Within the European project AquaNES, the combination of bank filtration followed by capillary nanofiltration (NF) is being demonstrated as a potential solution for these challenges at pilot scale. As the bank filtration process reliably reduces total and dissolved organic carbon (TOC/DOC), biopolymers, algae and particles, membrane fouling is reduced resulting in a long term stability of operation of the NF. With the new developed membrane module for capillary NF a reduction of sulphate, selected micropollutants (depending on size & charge) and hardness can be achieved together with further removal of DOC. Dissolved iron and manganese concentrations in bank filtrate were not a problem for the capillary NF under anoxic conditions with a good cleaning concept including backwash with anoxic permeate, forward flush and chemical cleaning.

Bank filtration schemes for the production of drinking water are increasingly affected by constituents such as sulphate and organic micropollutants (OMP) in the source water. Within the European project AquaNES, the combination of bank filtration followed by capillary nanofiltration (capNF) is being demonstrated as a potential solution for these challenges at pilot scale. As the bank filtration process reliably reduces total organic carbon and dissolved organic carbon (DOC), biopolymers, algae and particles, membrane fouling is reduced resulting in long term operational stability of capNF systems. Iron and manganese fouling could be reduced with the possibility of anoxic operation of capNF. With the newly developed membrane module HF-TNF a good retention of sulphate (67–71%), selected micropollutants (e.g., EDTA: 84–92%) and hardness (41–55%) was achieved together with further removal of DOC (82–87%). Fouling and scaling could be handled with a good cleaning concept with acid and caustic. With the combination of bank filtration and capNF a possibility for treatment of anoxic well water without further pre-treatment was demonstrated and retention of selected current water pollutants was shown.

Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden über 90 volumenproportionale Mischproben auf etwa 100 Spurenstoffe analysiert (z.B. Phthalate, Pestizide/Biozide, Flammschutzmittel, PAK, Schwer-metalle), von denen ein Großteil (>70) detektiert wurde. Die höchsten Konzen-trationen an organischen Spurenstoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP+DINP: Ø 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (Ø 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. In einem Fließgewässer genommene Proben zeigen, dass für einige Substanzen (z.B. DEHP, Carbendazim, einige PAK) Umweltqualitätsnormen im Gewässer bei Regen überschritten werden können. Eine Hochrechnung der über das Regenwasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größenordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.

Für die anstehenden bzw. bereits durchgeführten Sanierungen der kurz- und mittelfristig zu behebenden Schäden von Abwasserkanälen gilt das Schlauchlinerverfahren als das am häufigsten angewandte Renovierungsverfahren [1]. Dabei wird ein flexibler Schlauch aus Trägermaterial mit einem Reaktionsharz getränkt und in der Regel über einen Schacht in die zu renovierende Abwasserhaltung eingebracht. Dort wird der Schlauchliner mit Wasser- oder Luftdruck formschlüssig an die Rohrwandung des Altrohres gepresst. Durch das anschließende Aushärten des Reaktionsharzes entsteht ein neues muffenloses und gewebeverstärktes Kunststoffrohr in der bestehenden Rohrleitung [2]. Der erste Schlauchliner wurde 1971 von der Thames Water Authority in London für die Sanierung eines gemauerten Mischkanals mit dem Insituform®-Verfahren installiert, so dass frühe Schlauchliner in wenigen Jahren ihre prognostizierte Lebenserwartung erreicht haben werden [3]. Die prognostizierte Lebensdauer ist zwar nicht festgelegt, wird aber in der internationalen Literatur oft mit 50 Jahren angegeben (z.B. [4, 5]). Auch die Standard-Spezifikationen für Installation von Linern des australischen Wasserversorgers Sydney Water fordert eine Lebenserwartung von 50 Jahren [6]. Eine Umfrage von Technologieprovidern durch das Florida Department of Transportation (FDOT) ergab, dass Schlauchliner (CIPP) eine Verlängerung der Lebensdauer von schadhaften Kanälen von 45 Jahren bewirken [7]. In einem Bericht des Midwest Regional University Transportation Center (USA) wurde die Lebenserwartung (design life) von Schlauchlinern sogar mit 50-100 Jahren angegeben [8]. In Deutschland wurde vor etwa 10 Jahren von der DWA bzw. LAWA noch eine Abschreibungszeit für Renovierungsmaßnahmen wie das Schlauchlinerverfahren von lediglich 25-40 Jahren angenommen (Erneuerungsmaßnahmen: 80 Jahre) [9]. Im DWA-Arbeitsblatt DWA-A 143-3 von 2012 sind mittlerweile Minimalanforderungen an das Material und daraus abgeleitete Materialkennwerte vor dem Hintergrund einer zu erreichenden Lebensdauer des Produkts von mindestens 50 Jahren definiert [10]. Auch von Hoppe (2008) wird in einem Artikel zur Lebenserwartung von Schlauchlinern das Fazit gezogen, dass eine Lebenserwartung von 50 Jahren wahrscheinlich ist und sogar die Nutzungsdauern von Neubaumaßnahmen erreicht werden können [9]. Ob die angenommene Lebenserwartung nun tatsächlich erreicht wird ist Gegenstand zahlreicher Diskussionen, insbesondere da es noch keine 50 Jahre alten Liner gibt. Untersuchungen an gealterten Linern nach mehrjährigem Betrieb lassen jedoch auch schon vor Erreichen der prognostizierten Lebensdauer Aussagen über die Lebenserwartung von Schlauchlinern zu, die in diesem Bericht zusammengefasst werden. Dies trifft insbesondere auf Untersuchungen zu, in denen Materialproben entnommen und auf Materialkennwerte untersucht wurden, die eine Aussage hinsichtlich der Standsicherheit und Langlebigkeit zulassen. Aber auch aus Kamera-Inspektion gealterter Liner können Erkenntnisse zur Lebensdauer von Linern gewonnen werden. In diesem Bericht werden die Ergebnisse einer Literaturrecherche zusammengefasst, die sich auf Aspekte der Lebenserwartung von Schlauchlinern sowie Probenahme- und Untersuchungsmethoden konzentriert. Der Fokus lag dabei auf deutschen sowie internationalen Studien, in denen Laboranalysen von Linerproben nach mehrjährigem Betrieb durchgeführt und ausgewertet wurden. Damit soll diese Studie einen Beitrag zur Beantwortung der Frage leisten, ob die Annahme einer Lebenserwartung von Schlauchlinern von 50 Jahren oder mehr realistisch ist.

Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden etwa 90 volumenproportionale Mischproben auf über 100 Spurenstoffe analysiert (zum Beispiel Phthalate, Pestizide/ Biozide, Flammschutzmittel, polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe, Schwermetalle), von denen ein Großteil (über 70) detektiert wurde. Die höchsten Konzentrationen an organischen Spurenstoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP - DINP: durchschnittlich über 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (durchschnittlich 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. Für einige Substanzen (zum Beispiel DEHP, Carbendazim, einige polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe) wurden im Regenwasserabfluss Umweltqualitätsnormen (UQN) für Gewässer überschritten. Zusätzlich bei Regenwetter in einem Fließgewässer genommene Proben zeigen, dass es auch im Gewässer zur Überschreitung von zulässigen Höchstkonzentrationen (ZHK-UQN) bei Regen kommen kann. Eine Hochrechnung der über das Regenwasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass etwa 1,5 Tonnen an organischen Spurenstoffen über Regenabfluss jährlich in die Berliner Gewässer gelangen. Ein Vergleich mit modellierten Frachten abwasserbürtiger Spurenstoffe, die über Kläranlagenablauf in die Berliner Gewässer gelangen, zeigt, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größenordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.

Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen unter- sucht. Das Programm umfasste mehr als 100 Spurenstoffe einschließlich 20 Biozide bzw. Pestizide. Die höchsten Konzen- trationen dieser Stoffgruppe wurden für Mecoprop (max: 6,9 µg/L) und Glyphosat (max: 4,6 µg/L) gefunden. Für die Mehr- zahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. Für einige Substanzen (z.B. Carbendazim, Terbutryn) und Einzugsgebiete wurden im Regenwasserabfluss Umweltqualitätsnormen (UQN) für Ge- wässer überschritten. Proben, die zusätzlich bei Regenwetter in einem Fließgewässer genommen wurden, zeigen, dass es auch im Gewässer zur Überschreitung von zulässigen Höchst- konzentrationen (ZHK-UQN) bei Regen kommen kann.

Beside inputs from wastewater treatment plants, untreated stormwater runoff can also be an important source of pollutants affecting urban surface waters. To evaluate the relevance of micropollutants in urban stormwater runoff for the city of Berlin, an event-based, one-year monitoring program was conducted in five homogeneous catchments of different urban structure types. Volume proportional samples were analysed for a comprehensive set of ~100 micropollutants (e.g. biocides/pesticides, plasticisers, flame retardants, PAH, heavy metals) as well as standard parameters (TSS, total P, phosphate, ammonium, COD, BOD). Micropollutant concentrations found in stormwater runoff were extrapolated to annual loads for the city of Berlin (impervious connected area of ~170 km2) based on the concentration patterns found in each of the five specific city structure types. Results show that micropollutants of several substance types can enter Berlin surface waters at loads in the order of 10-700 kg/yr via stormwater runoff. These loads are in a similar order of magnitude as micropollutants that enter Berlin surface waters via (treated) sewage, such as pharmaceutical residues carbamazepine or ibuprofen.

Swimming in urban surface waters is still an exception in European cities. At the same time there are numerous initiatives trying to achieve a quality of urban surface waters that allows recreational activities including swimming. In order to manage bathing waters properly the EU Bathing Water Directive (2006/7/EC) demands the elaboration of bathing water profiles in which sources of pollution have to be assessed. In order to investigate the relevance of stormwater as a source of microbial contamination as well as the influence of catchment characteristics on the faecal loading, E.Coli, intestinal Enterococci and colony counts have been measured in event related stormwater samples of three different catchment areas in Berlin. The catchment areas were chosen to be as homogeneous as possible representing catchments of old housing buildings (OLD), new housing buildings (NEW), and commercial areas (COM). N-Formylaminoantipyrine (FAA) was measured as a tracer for raw wastewater. Results showed elevated concentrations (1-2 log units) of faecal indicator organisms (FIO) in catchment OLD (104-105 in comparison to 103 cfu/100mL) suggesting illicit connections of wastewater discharges to rainwater drains, which is supported by elevated concentrations of FAA in the same catchment type. This underlines the relevance of these illicit connections as a source of hygienic contamination, which has to be considered when planning urban bathing water activities.

Untreated stormwater runoff can be an important source of pollutants affecting urban surface waters. To investigate the relevance of micropollutants in urban stormwater runoff for the city of Berlin, an event-based, one-year monitoring program for sampling of separate storm sewers was conducted. Monitoring points were selected in five homogeneous catchments of different urban structure types to consider catchment-specific differences. Volume proportional samples (one composite sample per event) were analysed for a comprehensive set of ~100 micropollutants determined from literature review (e.g. plasticisers [phthalates], biocides/pesticides, flame retardants [organophosphates, polybrominated diphenylethers], PAH, heavy metals) as well as standard parameters (TSS, total P, phosphate, ammonium, COD, BOD). For selected storm events, time resolved samples were analysed to investigate the concentration dynamics and evaluate first flush characteristics. Results of event mean concentrations show catchment-specific differences for the majority of detected micropollutants. Furthermore, results of time-resolved samples indicate that most parameters do not show clear first flush effects with concentrations of several micropollutants even remaining constant during the course of the storm event (e.g. mecoprop, carbendazim, TBEP).

Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden über 90 volumenproportionale Mischproben auf etwa 100 Spurenstoffe analysiert (z.B. Phthalate, Pestizide/Biozide, Flammschutzmittel, PAK, Schwermetalle), von denen ein Großteil (>70) detektiert wurde. Die höchsten Konzentrationen an organischen Spuren- stoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP+DINP: Ø 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (Ø 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. In einem Fließgewässer genommene Proben zeigen, dass für einige Substanzen (z.B. DEHP, Carbendazim, einige PAK) Umweltqualitätsnormen im Gewässer bei Regen überschritten werden können. Eine Hochrechnung der über das Regenwasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größenordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.