Projekt 26806/01

Untersuchung der Nährstoffeinträge, Hygieneparameter und des Energiekonzeptes für ein Naturbad am Beispiel des Naturbadesees im Feriendorf Eisenberg Günter Richta in Kirchheim

Projektträger

Landeshauptstadt Hannover FB Jugend und Familie
Ihmepassage 7
30449 Hannover

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Projekt umfasste zwei Themenschwerpunkte:
• Ermittlung von Nährstoffeinträgen und Hygieneparametern in einen Naturbadsee und Erstellung
einer Nährstoffbilanz sowie
• Entwicklung, Bau und Erprobung von Komponenten eines Nullenergie Bades.
Bis dato existierten kaum Erkenntnisse über den durchschnittlichen Nährstoff- und Keimeintrag durch Badegäste oder andere Faktoren in Naturbäder. Bei Auslegung und Bemessung der natürlichen Aufbereitungssysteme bestanden daher erhebliche Unsicherheiten. Ziel war es daher, eine solide Datengrundlage zu schaffen, um Reinigungssysteme zukünftig besser planen zu können und insbesondere einen sicheren Langzeitbetrieb zu gewährleisten.
Naturfreibäder und (besser) Kleinbadeteiche stellen in der Öffentlichkeit die umweltbewusste Alternative zum konventionellen Beckenbad dar, wenngleich sich das in den Energiebilanzen nicht immer und ohne Einschränkungen wiederfinden lässt. Das öffentliche „Nullernergie Bad“ sollte aufzeigen, dass hier tragbare Konzepte wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll und machbar waren. Im Projekt sollten daher Solarantriebskomponenten entwickelt, verbaut und über den Projektzeitraum getestet werden.



Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenErmittlung von Nährstoffeinträgen
Im Rahmen eines zweijährigen Forschungsprojektes sollten am im Bau befindlichen Naturbadesee im Feriendorf Eisenberg „Günter Richta“ Untersuchungen zur Stoffbilanz des Systems (N, P, Keime) erfol-gen. Dabei war vorgesehen, die Einträge durch Badegäste, Regenereignisse, über das Füllwasser, Vo-gelkot und sonstige Tiere und deren Elimination im Filter zu ermitteln. Hierzu sollten Zu- und Abflüsse festgehalten werden. Die Einträge durch Badegäste werden zunächst über separate Einzelversuche ermittelt und anschließend über die Besucherzahlen kalkuliert. Fraglich ist, ob hieraus analog zur Abwas-serbehandlung ein Badegastgleichwert ermittelt werden kann.
Nullenergie Bad
Um den Betrieb des Bades möglichst ohne zusätzliche Energiekosten zu ermöglichen, sollte die Pum-pen- und Steuerungstechnik über Solarkomponenten erfolgen. Hierzu waren zunächst gesonderte Propellerpumpen zu entwickeln. Das Energiemanagement und die Anlagensteuerung waren zu planen. Insbesondere ein Akkubetrieb war zu berücksichtigen, um auch bei ungünstigen Wetterbedingungen eine ausreichende Reinigungsleistung der Anlage sicherzustellen. Die entwickelten Komponenten sollten den Betrieb von Naturbädern zukünftig kostengünstiger und insbesondere umweltschonender gestalten.





Ergebnisse und Diskussion

Beide Projektteile konnten wie vorgesehen umgesetzt werden.

Ermittlung von Nährstoffeinträgen
Zur Ermittlung der Nährstoffbilanz wurden von 2011-2013 während der Badesaison wöchentlich Proben gezogen. Untersucht wurden physikalische, chemische und hygienisch-mikrobiologische Parameter. In 2011 fanden zusätzlich Paralleluntersuchungen eines externen Labors statt. Weiterhin wurden erstmals Füll- und Regenwassereinträge erfasst und die entsprechenden Nährstoffeinträge bewertet. Die Einträge durch Badegäste wurden im Rahmen von „Tonnenversuchen“ in 2013 ermittelt. Es hat sich gezeigt, dass pro Badegast mit einer Belastung von durchschnittlich 6,5 mg Phosphor und 1,5x105 KBE E.coli zu rechnen ist. Insbesondere konnte auch die Belastung solcher Systeme durch den Eintrag von Füllwasser, Regen, Luft und Tiere nachgewiesen werden. Hierzu sollten jedoch weitere Untersuchungen folgen.

Nullenergie Bad
Das Ziel einer Energiebedarfsreduzierung wurde im Bad durch verschiedene Maßnahmen erreicht. Bereits bei der Planung wurden die Bauteile so angelegt, dass z.B. Druckverluste in den Leitungen oder bei der Eindüsung vermieden wurden. Weiterhin wurden gesonderte Propellerpumpen entwickelt und eingesetzt, die einen ausreichenden Volumenstrom gewährleisten und gleichzeitig sehr energieeffizient sind. Sie können allerdings nur geringe Förderhöhen überwinden, was bei der Planung der Anlage zu berücksichti-gen war. Die eingebaute Photovoltaikanlage wird über eine SPS bedarfsgerecht gesteuert. Sofern kein Strom benötigt wird, werden 6 Batterien geladen. Die Anlagenleistung wurde weiterhin an die Auslastung der Anlage gekoppelt, d. h. in Phasen außerhalb der Badezeit (Schlechtwetter, nachts, keine Saison) wird die Leistung reduziert.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die MFPA Weimar/Herr Dr. Kulle trug zu dem Projekt auf folgenden Veranstaltungen vor und stellte es
im Rahmen der Kongresse zur Diskussion:
"Untersuchungen am Badesee Feriendorf Eisenberg", ABS (Arbeitskreis für Badeseen und Schwimm-teiche) Frühjahrstagung, München, 31.05.2012
„Untersuchungen zur Nährstoffbelastung und Hygiene am Naturbadesee Kirchheim“, 7.Internationaler Schwimmteichkongress, Bregenz, 23.-25.10.2013



Fazit


Ermittlung von Nährstoffeinträgen
Die Untersuchung belegt, dass die Anlage bezüglich der nährstofflichen und hygienischen Belastung eine hohe Betriebsstabilität und Sicherheit aufweist. Im Jahr der Betriebsaufnahme war eine gewisse Einfahrphase nachzuweisen. Die Probenahme außerhalb der Saison zeigte, dass auch dann ein Nährstoffeintrag durch Regen und Luft stattfindet. Da die geforderten Höchstwerte der Nährstoffe Phosphor, Nitrat-N und Ammonium-N sowie der Indikatorbakterien E.coli und Enterokokken während der Projektlaufzeit nahezu ausnahmslos eingehalten wurden, ist festzustellen, dass naturnahe Schwimm- und Badeteiche mit biologischer Wasseraufbereitung eine Alternative zu herkömmlichen Chlorbädern darstellen.

Nullenergie Bad
Die Untersuchung hat ergeben, dass der Gesamtstrombedarf der Anlage mit 2.550 kWh in zwei Jahren sehr gering war. Vergleichbare Naturbäder haben einen Jahresverbrauch von etwa 30.000 kWh im Jahr. Die Photovoltaikanlage konnte 92 % und damit den Großteil des Strombedarfes decken. Damit musste trotzdem noch Strom aus dem Netz zugeführt werden, ein „Null Energiebad“ ist nicht entstanden. In Zusammenhang mit Projektteil 1 erscheint es wichtig, festzustellen, dass die Anlage trotz der konstruktiven und energetischen Maßnahmen die hygienischen und physikalisch-chemischen Grenzwerte fast ausnahmslos erfüllt hat und eine sehr gute Wasserqualität aufwies.

Übersicht

Fördersumme

97.347,00 €

Förderzeitraum

17.08.2009 - 30.06.2013

Bundesland

Niedersachsen

Schlagwörter

Ressourcenschonung
Umwelttechnik