In ländlichen Gegenden stellen Kleinkläranlagen eine kostengünstige Lösung für die Abwasserentsorgung dar. Nach der in Europa gültigen Definition von Kleinkläranlagen handelt es sich hierbei um Anlagen zur Behandlung von häuslichem Abwasser bis zu 50 EW. In Deutschland sind ca. 2,2 Millionen Kleinkläranlagen in Betrieb bzw. werden installiert. In Frankreich werden etwa 10 bis 12 Millionen Einwohner von dezentralen Systemen versorgt mit steigender Tendenz. Die technischen Lösungen solcher Systeme reichen von Pflanzenkläranlagen über Schilfrohrfilter bis zu Belebungsanlagen. Alle auf dem europäischen Markt verfügbaren Systeme müssen der EU-Zertifizierung EN 12566-3 entsprechen, die einen indeststandard bezüglich Betriebssicherheit und Reinigungsleistung setzt. Weiterhin müssen, je nach nationalen oder regionalen Vorgaben, zusätzliche Richtlinien beachtet werden. Es sind nur wenige Informationen verfügbar über Effizienz, Betriebszuverlässigkeit und Wartungsfreundlichkeit im realen Betrieb der unterschiedlichen am Markt verfügbaren Kleinkläranlagentypen, was aber gerade für Kunden, aber auch für Anbieter von Abwasserdienstleistungen von besonderem Interesse ist. Um diese Lücke zu schließen, wurden in vorliegender Studie über eine Dauer von 14 Monaten nebeneinander 12 unterschiedliche Systeme unter realen Betriebsbedingungen verglichen und bewertet. Die Studie liefert damit detaillierte Informationen zu den Leistungsmerkmalen unterschiedlicher Anlagentypen hinsichtlich Reinigungsleistung, Ablaufwerte, Betriebsaufwand, Schlammbehandlung und Energieverbrauch. Die Untersuchungen erfolgten an einer Auswahl von auf dem Testfeld des Bildungs- und Demonstrationszentrum für dezentrale Abwasserbehandlung e.V. (BDZ) in Leipzig zu Demonstrations-und Schulungszwecken vorinstallierten Kleinkläranlagen sowie zwei zusätzlich dort eigens für das Vorhaben eingebauten Systemen.

Bei der Planung von Strategien für ein „Integriertes Wasser-Ressourcen-Management in urbanen Räumen" kommt der Berücksichtigung von niederschlagsbedingten Einflüssen auf die Qualität der als Ressource verfügbaren Gewässer eine zunehmende Bedeutung zu. Unter den Gewässereinleitungen aus urbanen Gebieten stellen Mischwasserüberläufe (engl. combined sewer overflows, CSO) aufgrund ihres dynamischen Charakters eine besondere Belastung für die Gewässer dar. Für eine integrierte Modellierung von Kanalnetz und Gewässer werden Mengen- und Qualitätsdaten von der Schnittstelle Mischwasserüberlauf benötigt. Ein Monitoring-Konzept für Mischwasserüberläufe in Berlin wurde im Rahmen des Projektes Monitor-1 vom KompetenzZentrum Wasser Berlin erstellt. Dieses dient der Vorbereitung einer Messphase im Folgeprojekt Monitor-2. Ein wichtiger Aspekt bei der Planung und Vorbereitung eines Monitorings ist neben der Bewertung möglicher Standorte die Auswahl geeigneter Messtechnik. Hierzu wurden umfangreiche Tests verschiedener Produkte aus dem Bereich Online-Messtechnik namhafter Hersteller an der TU Berlin an einem Versuchsstand analog zur DIN EN ISO 15839 durchgeführt. Mit den Tests sollten Fragestellungen zur Vorbereitung des Mischwassermonitorings geklärt werden. Daher wurde das Hauptaugenmerk nicht auf eine Standardisierung der Tests gerichtet, sondern versucht, die Mischwasseranforderungen nachzubilden. Getestet wurden Sensoren, die auf photometrischer Basis das UV- bzw. UV/VISSpektrum analysieren, sowie ionensensitive Sensoren. Ein Hauptaugenmerk lag dabei auf in situ einsetzbaren Sensoren. Im Wesentlichen wurden die Parameter Ammonium, Nitrat und CSB betrachtet. Für die Messung von Orthophosphat stehen am Markt derzeit keine kompakten Geräte zur Verfügung, daher wurden hier klassische Analysatoren (mit z. T. sehr kompakter Bauform) verglichen. Der Versuchsstand wurde mit Rohabwasser, Flusswasser und daraus hergestellten Mischungen beschickt. Alle Sensoren wurden parallel getestet, so dass eine gute Vergleichbarkeit der erzielten Ergebnisse gegeben ist. Neben Fragestellungen wie Genauigkeit, Ansprechverhalten bei plötzlich auftretenden Belastungspeaks bzw. Verdünnungen und verfügbaren Messintervallen wurden insbesondere die Aspekte Kalibrierung, Reinigung und Handhabbarkeit der Sonden bewertet. Der Einfluss der Kalibrierung wurde insbesondere bei den ionenselektiv arbeitenden Sonden untersucht. Dabei wurde der Fragestellung nachgegangen, wie die Sonden kalibriert werden müssen, um sowohl bei den zu erwartenden sehr niedrigen Konzentrationen im Gewässer als auch bei plötzlichem sprunghaftem Anstieg der Konzentration im Fall des Anspringens des Mischwasserüberlaufes die größtmögliche Genauigkeit zu bieten. Neben der Aufstockung mit Abwasser wurden Ammonium und Nitrat auch mit Chemikalien aufgestockt. Die Fragestellung der Datenerfassung und Weiterverarbeitung wurde mit untersucht. Zur Bewertung der Sonden wurden die Anforderungen in die Gruppen quantitative (=direkte aus den Versuchen bewertbar), qualitative (=Literatur- und Herstellerangaben sowie eigene Erfahrungen) und zusätzliche Kriterien(=Herstellerangaben zu Messeigenschaften) unterteilt. Die Ergebnisse aller Sonden lagen dicht beieinander. Eine wichtige Erkenntnis der Untersuchungen ist, dass die getestete Onlinemesstechnik grundsätzlich für den Einsatzzweck in Frage kommt. Zu beachten sind allerdings die jeweiligen Anforderungen und Hinweise der Hersteller zur geeigneten Platzierung der Geräte. Eine große Bedeutung zur Erzielung der gewünschten Genauigkeit kommt der Auswahl und richtigen Durchführung der geeigneten Kalibriermethode zu.

Combined sewer overflows (CSO) can have a strong impact on the quality of surface waters. A common measure to reduce CSO is the construction of storage tanks. The objective of this study was to determine the required volume of a storage tank by means of a numerical long-term simulation and to assess uncertain input data. Particularly, the influence of the considered rain series’ length on the calculated storage volume was investigated. Engineering standards usually recommend the use of at least 10 to 15 years of rain series. Here, the hydraulic behaviour of the studied sewer system was simulated in a 30 year hydrodynamic simulation. Special effort was made to calibrate an available model by use of currently measured data. The quality of calibration was evaluated by means of the Nash-Sutcliffe model efficiency coefficient. The analysis of input data uncertainty revealed that applying a 10 year series results in tank volumes that differ between -12 % and +19 %, respectively from the dimensioning result achieved by applying the 30 year rain series.

In rural areas, small wastewater treatment plants (SWWTP) are a cost-efficient solution to sewage disposal issues. In Europe, small WWTPs are defined as plants for treating domes- tic wastewater up 50 PE. In Germany, about 2.2 million SWWTPs are in operation or are being installed. In France about 10 to 12 million people are served by decentralised sys- tems. There are many different technical solutions on the market, ranging from artificial wetlands, reed bed filters to activated sludge systems. All systems available on the European market have to meet the EU-Certification EN 12566-3, which regulates a minimum standard of op- eration reliability and purification limits. Furthermore, additional guidelines have to be con- sidered, depending on national and regional specifications. There is still a lack of information about performance, operation reliability and maintainability of the different types of SWWTP under real operating conditions. These parameters are however, of particular importance to both customers and service providers. To fill this gap, during a duration time of 14 month in this study 12 different treatment systems were simultaneously compared and evaluated un- der real operating conditions. The study delivers now detailed information about the perfor- mances of different plant models with regard to purification capacity, effluent values, operat- ing expenditures, sludge treatment etc. The results will be published in a user guide. The study was performed at the Training and Demonstration Centre for Decentralised Sew- age Treatment (BDZ) in Leipzig with a special range of small wastewater treatment plant, already installed at BDZ for training purposes as well as two additional plants, which has been installed there especially for the compass study.

In combined sewer systems domestic, trade and industrial waste water and in case of rainfall events significant volumes of storm water are collected and transported to wastewater treatment plants (wwtp). In the frame of this study a literature review on the impact of combined water inflow on wastewater treatment and the identification of critical system processes and parameters has been carried out. The objective of this work was to study the possibilities of an optimal charging of wwtps during rain and to analyse in how far those concepts could be transferred to Berlin plants. When the inflow of combined sewage to the wwtp increases, screening waste increases, too. However, this is no problem if the screening capacity is sufficient. In the primary settler the formation of primary sludge increases due to the higher inflow load. Concerning dissolved substances there can be an adverse effect when the highly concentrated content of the primary settler is pushed into the biological tanks. To ensure a reliable separation of the primary sludge a hydraulic residence time of 30 minutes is recommended. In literature, the processes of nitrification, biological P removal and the separation of the activated sludge in the final clarifier have been identified as being most critical during combined water inflow. Usually, effluent concentrations of the critical parameters increase only at the beginning of a rain event. Due to the dilution effect that typically can be observed after a maximum duration of 2 hours the concentrations then keep constant again. The process of biological P elimination can be supplemented by chemical P precipitation to avoid critical effluent concentrations during combined water inflow. In the aerated zone the oxygen content can be regulated to improve P incorporation. In the past, in Germany combined water inflow to the wwtp was limited to 2*Qwastewater+Qinfiltration (according to the standard ATV-A 131, 1991). However, the treatment capacity of wwtps that have been designed according to ATV-A 131 (1991) may exceed this value. According to the standard ATV-DVWK-A 198 an inflow of 3-6 times the average dry weather flow may be possible. In literature it can be found that factors of 3 to max. 4 have been realized successfully. Hence, in praxis the peak factor for combined water inflow is rather in the lower range given in ATV-DVWK-A 198. In Berlin the approach given in ATV-DVWK-A 198 will not be applicable. Since wastewater transport is realised via long pressure mains the dilution by stormwater reaches the wwtps only after 5-10 hours. In contrary to wwtps that are directly connected to a gravity sewer system, this Berlin situation leads to long-lasting disturbances of the processes in the activated sludge tanks and in the final clarifiers. However, it must be mentioned that only few information was available on the behavior of the Berlin wwtps during combined water inflow (mainly inflow data). At some wwtps (Stahnsdorf and Ruhleben) an adapted sporadic increase of the inflow rates during rain may be possible. The “bypass process” and an adapted oxygen regulation may be further interesting options for the management of combined water at the wwtp. However, the “bypassprocess” has not yet been tested in situations with long-lasting (5-10 hours) high load situations. The most important options for the reduction of combined water overflows in Berlin will still be the unsealing of currently impervious surfaces, the reconfiguration of the combined sewer system into a modified system (preventing stormwater to enter the combined sewer), the prevention of stormwater inflow into the sanitary sewers of the separate system and the construction and (real-time) control of storage capacities within the combined sewer system. In the future it would be desirable to charge the Berlin wwtps in accordance to their actual capacities based on measurement information. Thus, an optimisation between combined water treatment (reduction of combined water overflows) and the capacity and resilience of the plant could be realised. Therefore, a system for the assessment of the actual capacity of a wwtp (nitrification, final clarification) would be needed.

Odours emerging from sewage networks are unpleasant, can cause health impacts on sewer workers and impair public perception of the operator companies. Corrosion is one of the causes for the cost of repairs for damages to wastewater systems in the public sewage network, which are rising extremely [DWA, 2004]. Both phenomena can have their origin in biogenic acid corrosion that is illustrated in this report. The Kompetenzzentrum Wasser Berlin (KWB) commissioned the Technical University Berlin and the Material Testing Institute of Berlin-Brandenburg to give a report on: • State of the art on control systems for odours and corrosion problems in sewer networks, (i) State of the art on sensor technologies for water, gas and corrosion parameters to follow corrosion and H2S production, (ii) Investigation on the feasibility to develop a three-phase model to predict the mass transfer of H2S from water to the gas phase and to the wall of the pipe through the biofilm and (iii) Elaboration of a draft of the functional and technical specifications for a sewer network pilot plant.