Dänischer Abwasserbetrieb kartiert stadtweite H₂S-Problematik mit H₂S-Sensoren

Hintergrund
Schwefelwasserstoff ist ein unsichtbarer Gegner in Kanalnetzen, der den vorzeitigen Verfall teurer Anlagen und die Freisetzung von übelriechenden Gerüchen verursacht, die die Lebensqualität der Anwohner beeinträchtigen. Mit der fortschreitenden Zentralisierung der Abwasserbehandlung und der Abtrennung des Regenwassers wird sich das Problem voraussichtlich nur noch verschärfen.

Es gibt eine Vielzahl von Maßnahmen zur H₂S-Minderung, doch ohne einen klaren Überblick über die Entwicklung, das Ausmaß oder die Ursache von Schwefelwasserstoff in stadtweiten Abwassersystemen sind Abwasserbetriebe oft gezwungen, wichtige Asset-Management-Entscheidungen zu treffen, die auf wenig bis gar keinen Daten beruhen.

Herausforderung
Der dänische Abwasserbetrieb Aarhus Vand vermutet, dass die hohen Schwefelwasserstoffwerte das Kanalnetz in der Ortschaft Solbjerg schneller als erwartet verfallen lassen. Nach einem kürzlichen Schlauchlining an einer stark betroffenen Betonleitung am Ortsrand hat Aarhus Vand beschlossen, dass es an der Zeit ist, das Problem genauer zu untersuchen.

Solbjerg liegt am Rande der Kommune Aarhus und wird über zwei verzweigte Druckleitungen mit Abwasser aus den umliegenden ländlichen Gebieten südlich des Ortes versorgt. Das Gravitationsnetz innerhalb des Dorfes selbst transportiert die Abwässer der 3.500 Einwohner des Dorfes, und die kombinierten Abwässer landen in der Hauptpumpstation des Dorfes. Von diesem Punkt aus wird das Abwasser in das 6 km entfernte Dorf Tranbjerg gepumpt, bevor es zur Kläranlage in Viby, Aarhus, gelangt.

Einrichtung
In Zusammenarbeit mit Aarhus Vand installierte SulfiLogger 15 Flüssigphasen-SulfiLogger^TM H₂S-Sensoren an strategischen Standorten im Dorf. 11 dieser Sensoren wurden in den Freispiegelleitungen innerhalb des Ortes selbst und in den Entlastungsbrunnen, die von den beiden in den Ort führenden, verzweigten Druckleitungen zusammenlaufen, installiert. Die letzten 4 Sensoren wurden im Schacht der zentralen Pumpstation in Solbjerg und im anschließenden Ende der Druckleitung in Tranbjerg angebracht. Alle 15 Sensoren sind mit einer Cloud-Lösung verbunden und, liefern online H₂S-Daten in Echtzeit.

Ergebnisse
Mit Hilfe der Online-Sensordaten der 15 Sensoren erhielt Aarhus Vand einen dynamischen Überblick über die Entwicklung von H₂S im Abwassersystem.

Die ersten 7 Sensoren fungierten als Torwächter, die die Wirkung der verzweigten Druckleitungen erfassten, die von Südwesten (Sensoren 1 bis 4) und Südosten (Sensoren 5 bis 7) in den Ort führten. Die Daten vom südwestlichen Eintrittspunkt deuten auf hohe und ziemlich vorhersehbare H₂S-Konzentrationen unmittelbar nach der Einleitung der Druckleitung hin, gefolgt von einer schnellen Entgasung, da an den Messorten hinter der Einleitungsstelle viel geringere Mengen beobachtet wurden.

Bei Messungen in den Gravitationslinien im nördlichen und zentralen Teil des Dorfes wurden mit den Sensoren 8 bis 11 keine signifikanten H₂S-Konzentrationen und damit keine potenziellen Probleme in diesem Teil des Systems festgestellt.

Die Sensoren 12 bis 15 schließlich untersuchte die Auswirkung der 6 km langen Druckleitung von Solbjerg nach Tranbjerg, die auf halber Strecke eine gegabelte Verbindung von Hauspumpstationen aufweist. Obwohl die täglichen Schwankungen des H₂S während der gesamten Kampagne ähnlich blieben, variierte die Größe der täglichen H₂S-Spitzen in der Druckleitung signifikant zwischen 2 und 4 mg/L. Gestützt auf solide Daten, die den Verdacht von Aarhus Vand bestätigten, dass hohe H₂S-Werte nach Tranbjerg transportiert wurden, entschied sich das Versorgungsunternehmen für den Bau eines Stripturms mit einem Filtersystem am Ende der Druckleitung, um das Problem zu beseitigen.

Perspektiven
Die Kampagne in Solbjerg unterstreicht die Bedeutung von Echtzeit-Sensordaten für das Verständnis von Ursache, Ausmaß und Entwicklung von H₂S in Abwassernetzen.

In dieser Hinsicht bietet die direkte Überwachung der Flüssigphase deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen Gasphasen-Messansätzen, da die direkten Messungen unbeeinflusst von Belüftung, Strömungsbedingungen und anderen Faktoren sind.

Weitere Daten von Solbjerg könnten die Auswirkung des Schlauchlinings in der Nähe der Sensoren 5 bis 7 untersuchen, um festzustellen, ob solche Maßnahmen das Problem lösen oder den Schwefelwasserstoff im Abwassersystem weiter stromabwärts transportieren.