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Wie wird die Spree sauber

Zur Funktionsweise der Filteranlage

Wie genau der Pflanzenfilter das Wasser reinigen und auf Badewasserqualität bringen kann, das beschreibt der Hydrologe Heiko Sieker in seinem Beitrag für das 1. Jahresheft

DIE NOTWENDIGKEIT EINER FILTERANLAGE FÜR DAS FLUSSBAD BERLIN
Die Wasserqualität der Spree ist in den letzten Jahrzehnten deutlich besser geworden. Das zeigt eine Auswertung der regelmäßig stattfindenden Messungen. Stromaufwärts, also vor dem Erreichen der Berliner Innenstadt, liegen sogar zahlreiche Badestellen, die von den BerlinerInnen gerne genutzt werden. So ist z.B. der Große Müggelsee, durch den die Spree fließt, gemäß EU-Richtlinie als Badegewässer mit „ausgezeichneter Qualität“ eingestuft (1).  Im folgenden Stadtgebiet wird dann allerdings Einiges eingeleitet – sowohl aus der Regenwasserkanalisation als auch aus dem Mischsystem. Hinzu kommt die Kläranlage Münchehofe, deren gereinigtes Abwasser über das Neuenhagener Mühlenfließ (Erpe) ebenfalls in die Spree gelangt. Insbesondere von den Mischwasserüberläufen, bei denen nach stärkeren Niederschlägen eine Mischung aus Abwasser und Regenwasser ungereinigt in die Spree fließt, geht eine erhebliche Gewässerbelastung aus. Aber auch Regenabflüsse – besonders von Straßen – tragen mit Hundekot oder Zigarettenkippen zur Gewässerverschmutzung bei. Deshalb ist eine Reinigung des Spreewassers notwendig, bevor es in den zukünftigen Badebereich des Flussbads gelangt. Ein bepflanzter Filter, der in den oberhalb des Badebereichs gelegenen Abschnitt in den Spreekanal eingebaut werden soll, ist daher ein wesentlicher Baustein des Flussbad-Projekts.

ANFORDERUNGEN AN DIE FILTERANLAGE
Der Filter soll das zuströmende
 Wasser so aufbereiten, dass im 
Flussbad dauerhaft eine gute Badegewässerqualität gegeben ist. Dazu müssen insbesondere Keime und Algen reduziert werden. Eine geringe Keimzahl (2) ist nach der EU-Badegewässerrichtlinie wichtig, um gesundheitliche Risiken zu vermeiden. Algen sind zwar nicht an sich gesundheitsschädlich (3), können aber die Sichttiefe und damit die Sicherheit beeinträchtigen. Zudem haben sie Einfluss auf das subjektive Empfinden: Trübes Wasser wird als „schmutzig“ angesehen. Übermäßiges Algenwachstum kann außerdem zu einem „Umkippen“ des Gewässers führen. Zunächst gab es die Überlegung, den Spreekanal für das Flussbad von der Hauptspree abzutrennen und das Wasser über einen Filter zirkulieren statt es weiterhin durch den Kanal strömen zu lassen. So ginge jedoch der Charakter eines Fließgewässers („Flussbad“) verloren. Außerdem würden die Umwälzpumpen sehr viel Energie verbrauchen. Stattdessen haben wir uns für einen bepflanzten, naturnahen Filter entschieden, der den Betriebsaufwand im Vergleich zu einer technischen Filteranlage
gering hält. Es gibt noch eine weitere Anforderung an die Gestaltung der Filteranlage: die Gewährleistung des Hochwasserschutzes. Da aufgrund
 der Lage der Mühlendammschleuse
der Durchfluss durch die Hauptspree begrenzt ist, muss bei Hochwasser
ein Teil des Abflusses (50 Kubikmeter/ Sekunde) über den Spreekanal abgeleitet werden können.

AUFBAU DES FILTERS
Das Spreewasser wird in einem mit Schilf bepflanzten Kiesfilter aufbereitet, den es vertikal durchfließt. Um das erforderliche Volumen bei hoher Leistung klein zu halten, kann der Filter zusätzlich mit Druckluft künstlich belüftet werden. Solche Anlagen werden zur Abwasserbehandlung („Pflanzenkläranlage“) oder für Schwimmteiche seit Jahren erfolgreich eingesetzt. Die Abbildung zeigt den Aufbau des Filters. Grundsätzlich wäre es möglich, eine weitere Behandlungsstufe (z.B. eine UV- Desinfektionsanlage) nachzuschalten, auch wenn dies derzeit nicht für notwendig erachtet wird. Die dafür erforderliche Fläche stünde in dem Bereich zwischen dem Filter und 
dem Beginn des Badebereichs zur Verfügung. Zwischen dem Filter- und dem Badebereich (in etwa auf Höhe
 der Schleusenbrücke) wird als Ersatz
 für das vorhandene Wehr ein neues errichtet, das den Wasserstand im Oberwasserbereich der Anlage auf dasselbe Niveau wie im aktuellen Zustand reguliert. Dadurch werden Auswirkungen auf den Grundwasserstand vermieden. Zur Abführung von Hochwasser werden unter dem Filter Rechteckprofile eingebaut. Während des Badebetriebs sind diese Rechteckprofile über das Wehr verschlossen, können aber bei Hochwasser geöffnet werden. Durch hydraulische Berechnung wurde nachgewiesen, dass über diese Rechteckprofile im Falle eines Hochwassers der erforderliche Abfluss von 50 Kubikmeter/Sekunde gewährleistet werden kann.
 Am Ende des Badebereichs vor der Einmündung des Spreekanals in die Spree wird ein neues verstellbares Wehr eingebaut. Dieses verhindert den Rückfluss von Spreewasser in das Flussbad. Zudem reguliert es den Wasserstand im Badebereich auf ein Niveau, das einige wenige Zentimeter über dem Unterwasserstand liegt.
 Bei Hochwasserabfluss oder um das Einfahren von Schiffen in den unteren Kupfergraben zu ermöglichen, kann
 das Wehr abgesenkt werden. Es übernimmt außerdem die Funktion eines „Skimmers“, der wie in Schwimmbädern eine Oberflächenströmung im Badebereich erzeugt und damit Schwimmstoffe abzieht.

NEUBAU EINES PARALLELEN MISCHWASSERKANALS
Ein Problem stellt der Umstand dar,
 dass derzeit an mehreren Stellen Mischwassereinleitungen direkt in das Flussbad münden würden. Die größte Mischwassereinleitung befindet sich direkt an der Schleusenbrücke unterhalb des Wehrs und kann daher nicht über den Filter gereinigt werden. Deshalb wird an der Einleitung ein sogenanntes „Bewirtschaftungsbauwerk“ vorgesehen, mit dem durch die Aktivierung von ca. 4.300 Kubikmeter Speichervolumen die Einleitungsmenge deutlich
reduziert werden kann. Zudem wird geprüft, inwieweit eine dezentrale Bewirtschaftung des Regenwassers
im Einzugsgebiet der Einleitstelle die Überlaufmengen und –häufigkeiten noch stärker reduzieren kann. Nicht nur der Badebereich, sondern die Spree insgesamt würden durch diese Maßnahmen merklich entlastet. Gegebenfalls wäre es auch möglich, eine neue Leitung innerhalb des Badebereichs zu verlegen, die das Mischwasser aufnimmt und erst jenseits des Flussbads in die Spree leitet.

FAZIT
Mit der vorgestellten Filteranlage ist es technisch möglich, im zukünftigen Flussbad Badewasserqualität herzustellen. Eine solche Filterung wäre zudem ein Modellprojekt für eine weitergehende Reinigung
 der Spree, die den europäischen Wasserrahmenrichtlinien gerecht würde.

1 www.berlin.de/badegewaesser/ badegewaesserprofil/strandbad-mueggelsee.html
2  coliforme Bakterien, Escherichia Coli 

3  Die gemeinhin als „Blaualgen“ bezeichneten 
Cyanobakterien sind keine Algen im biologischen Sinne. Auch ihre massenhafte Entwicklung wird durch die Betriebsweise des Flussbads vermieden. 


Die Konzeption der Filteranlage erfolgte 
im Rahmen der Machbarkeitsstudie „Überprüfung, Veränderung und Weiterentwicklung ausgewählter Aspekte des städtebaulichen Konzepts Flussbad Berlin“. Diese Studie wurde gefördert durch Mittel der LOTTO-Stiftung Berlin. 
An der Konzeption haben mitgewirkt: 
Prof. Dr. Heiko Sieker, Mike Post, Nicolas Neidhart. Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbH,  
Kai Schroeder, Katharina Teuber und Klaus- Jochen Sympher. Dr.-Ing. Pecher und Partner Ingenieurgesellschaft mbH,  
Prof. Dr. Jens Nowak, Heribert Rustige 
AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner.

Betriebszustand des Filters im Oberlauf
Betriebszustand des Filters an der Höhenstufe des Kanals
Zustand des Filters bei Hochwasser im Oberlauf
Zustand des Filters bei Hochwasser an der Höhenstufe des Kanals
Winter Einstellung des Filters im Oberlauf
Winter Einstellung des Filters an der Höhenstufe des Kanals