Das Amt für Gewässer, Abteilung Gewässerschutz, die Firma FLUMROC AG, der Abwasserverband Schwyz, die Gemeinde Schwyz und die Ostschweizer Fachhochschule, planen im Kanton Schwyz den Betrieb einer Versuchsanlage mit dem Einsatz von AGUA Elemente Steinwolle der Firma FLUMROC AG. Im Rahmen des Vorhabens soll die Fähigkeit der Steinwolle hinsichtlich Rückhaltung von Abfluss und Schadstoffen bei gleichzeitiger Förderung von Schwammstadtprinzipien (z.B. Erhöhung der Verdunstungsrate, Förderung der Biodiversität und Pflanzenwachstum) demonstriert werden. Das Projekt wird durch den Einsatz eines modularen Systems in Form einer gläsernen Rigole, bezeichnet als „Cool Green D&D“ (Digitalisierung und Demonstration) durchgeführt.

Hintergrund

Das AGUA Element besteht aus modularer Mineralwolle und wurde spezifisch für die Regenwasser-retention entwickelt. Erste Ergebnisse einer Vorstudie haben bestätigt, dass in der eingesetzten Steinwolle keine signifikante Auslaugung von Schadstoffen oder Toxizität, die zu Umweltbelastungen führen, nachgewiesen werden können. Das Material zeichnet sich durch eine hohe Porösität und Tragfähigkeit aus und lässt sich daher ideal als Retentionskörper in Strassenräumen einbauen. Die Modularität ermöglicht eine kostengünstige Wartung des Systems. Die Steinwolle wird bereits in Schweden und in den Niederlanden zur Regenwasserretention in Strassenräumen eingesetzt. Hier wird die Mineralwolle im Einsatz als Rigolensystem untersucht.

Umsetzung in Kanton Schwyz

April 2024 ist der Einsatz einer Versuchsanlage im Kanton Schwyz unter Realbedingungen vorgesehen. Die Anlage soll auf dem Betriebsgelände der Abwasserreinigungsanlage, ARA Schwyz, in Seewen aufgestellt werden. Das Rigolensystem soll entlang des bestehenden Betriebsgebäudes positioniert werden, so dass dieser das anfallende Dachabwasser des Gebäudes zugeleitet werden kann. Dies ist eine Versuchsanlage in welcher in einer kontrollierten Umgebung die Wirkung, Robustheit und Effizienz der Mineralwolle unter realen Feldbedingungen (Abb. 2) getestet werden kann. Diese Versuchsanlage ist mit ausführlicher Sensorik ausgestattet (Abb. 1), u.a. Zufluss und Abfluss Kippwaagen, eine Messwaage, Feuchtigkeitssonde und Webcam, damit möglichst viele Daten gesammelt werden können. Das gesamte Messsystem ist mit einer Online Cloud verbunden sodass das Monitoring weitgehend ferngesteuert werden kann. Daten können Modelle zur Dimensionierung und Planung von Schwammstadtprojekten verfeinert werden.

Die Aufstellung der Anlage auf dem Betriebsgelände der ARA Schwyz ist ideal. Die Anlage ist für angemeldete Besuchergruppen zugänglich und gleichzeitig vor Beschädigung geschützt. Zugangsreglungen für Mitarbeiter der Fachhochschule OST und dem Amt für Gewässer, zwecks regelmässiger Wartung der Anlage und Kontrolle der Messtechnik, können mit dem ARA Betreiber abgestimmt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit die Versuchsanlage der breiten Öffentlichkeit (Gemeinden/Bezirke, Planer, Fachverbände etc.) bei organisierten Besichtigungen auf der ARA zu präsentieren.

Ziel des Projekts

Im Rahmen des geplanten Vorhabens soll nachgewiesen werden, dass die eingesetzte Steinwolle zukünftig als geeignete und umweltfreundliche Alternative (Spitzendämmung von Starkniederschlag, Entlastung von ARA und Kanalisation) zu Standard-Retentionsanlagen als Mulde oder Rigolensystem z.B. in Strassenräumen eingesetzt werden kann. Darüber hinaus sollen die Untersuchungen das Potential des Materials hinsichtlich Kosten- und Nutzen, potenzieller Systemverbesserungen sowie potenzielle Verbesserung des Stadtklimas hinsichtlich Hitzeminderung, Verdunstungsraten und möglicher zusätzlicher Flächenbegrünungen aufzeigen. Zusätzlich soll das Monitoring der Erstellung von Modellierungsansätzen dienen, sodass das Material in wesentlichen Planungstools (z.B. AWEL Regenwasserrechner) berücksichtigt und die Umsetzung des Materials in zukünftigen Schwammstadtprojekten mit aufgenommen werden kann.

Projektdurchführung und Laufzeit

Die Laufzeit des geplanten Monitoringvorhabens im Kanton Schwyz dauert mindestens ein Jahr, um die kompletten saisonalen Schwankungen des Klimas (insbesondere die Sommerzeit, mit stärkeren und häufigeren Niederschlagsereignissen zu berücksichtigen (siehe Abb. 2).

Für das konkrete Monitoringvorhaben auf der ARA Schwyz ist eine Laufzeit von 12 -18 Monaten vorgesehen. Das Vorhaben wird kofinanziert und unterstützt von dem Amt für Gewässer, Abteilung Gewässerschutz, Kanton Schwyz, der Firma FLUMROC AG und der Gemeinde Schwyz. Die Anlagenkonfiguration, Messtechnik, Betreuung, Ausarbeitung und Auswertung des Monitoringvorhabens erfolgt durch die UMTEC (OST Rapperswil). Im Anschluss an die Felduntersuchungen soll die Steinwolle, zwecks Untersuchung der Haltbarkeit, der Kolmation und dem Rückhalt der möglichen Schadstoffe aus dem Abwasser, rückgebaut werden.

Folgende Messungen sollen im Rahmen des Vorhabens durchgeführt werden:

• Charakterisierung der Schadstoffrückhalt der Mineralwolle gemäss VSA Leistungsprüfung
• Wasserdurchfluss im System und Retentionsfähigkeit (zur Ermittlung der hydraulischen Charakteristiken des gesamten Systems)
• Sickerleistung im Zeitverlauf der Bemessung und als Indikator für eine eventuelle Kolmation
• Bestimmung der Wasserqualität zur Charakterisierung der Schadstoffrückhaltung des gesamten Systems im Feld (z.B. pH-Wert, elektrische Leitfähigkeit, DOC, TOC, Zn, Cu)
• Feuchtigkeit des Materials im System und Verdunstungsleistung (als Indikator für die Hitzeminderung)
• Pflanzenwachstum: Eine Mischung von Staudenarten werden angepflanzt und über das Jahr hinaus beobachtet, Wurzelraum, Biodiversitätpotenzial und Gesundheit der Pflanzen durchgehend beurteilt
• Nach einem Jahr: Rückbauversuch zur Bestimmung der möglichen Kolmation im System, Stabilität Festigkeit und Materialzustand der eingesetzten AGUA Elemente.