Kurzbeschreibung Vorhaben: 

Die Stadtwerke Bad Sachsa GmbH sind ein regionales Trinkwasserversorgungsunternehmen und betreiben das Wasserwerk Steina. Hier werden jährlich bis zu 250 Tm³ Talsperrenwasser zu Trinkwasser aufbereitet. Die Gewinnung erfolgt aus Oberflächenwasser aus dem Steinaer Bach und der Talsperre Steina. Das Rohwasser ist charakterisiert über einen niedrigen pH-Wert sowie hohe organische und geogene Belastungen. Das Wassereinzugsgebiet ist geprägt durch forstwirtschaftlich genutzte Waldflächen und Naturräume. Durch Beprobungen und Aufzeichnungen wurde festgestellt, dass sich das Wasserangebot jahreszeitabhängig zunehmend quantitativ und qualitativ negativ ändert und die Versorgung regelmäßig ausgesetzt werden muss. Talsperre und Wasserwerk sind nicht substituierbar und sollen zur nachhaltigen Sicherung mit Stand der Technik auf sich ändernde (Umwelt-) Bedingungen umgebaut und ersetzt werden. Geplant ist der Neubau des Wasserwerks mit Einsatz einer Ozon-Biofiltration als leistungsstarkes Verfahren zur Aufbereitung. Im Zuge eines ganzheitlichen Ansatzes sind in einem weiteren Projekt Änderungen zur Rohwasserentnahme aus der Talsperre geplant. Weiterhin soll der Energiebedarf möglichst über Solaranlagen und Wasserkraft gedeckt werden.

 

Motivation:

Der demografische Wandel geht auch an dem Harz nicht vorbei. Kommunen und Versorgungsbetriebe spüren das deutlich und sind sehr bemüht um die Erhaltung der Infrastruktur.  Dieses Projekt umfasst eine nachhaltige Sicherung zur Versorgung mit Trinkwasser und erhält den Wert der Talsperre aus touristischer Sicht. Für die Menschen in der Region besteht ein hohes Identifikationspotential zu „Ihrer“ Talsperre und der Wasserversorgung aus dem Harz. Dazu wollen die örtlichen Stadtwerke einen wesentlichen Beitrag leisten und planen, die Anlagentechnik aus den 50ziger Jahren zu ersetzen. Dabei sollen auch die ökologischen Bedingungen und technischen Anlagen um die Talsperre herum verbessert und gefördert werden. Die bestehende Rohwassergewinnung kann die sich entwickelnden Einflüsse aus längeren Trockenperioden oder sturzflutartiger Einträge von Stoffen in den Wasserkörper nur unzureichend abpuffern. Die Folge ist, dass die Extreme direkt ins Wasserwerk geleitet und die Wasserversorgung unterbrochen werden musste.

 

Eckdaten des Vorhabens: 

Für die Grundversorgung mit Trinkwasser werden zur Vordimensionierung der Aufbereitungsanlagen folgende Zielmengen vorgesehen:

• ein regelmäßiger Stundendurchsatz bis 40 m³
• die Jahreszielmenge von 250.000 m³

Die Zielmengen orientieren sich dabei an den regelmäßigen Verbrauchswerten der Stadtwerke für die Ortschaft Steina und des Gesamtversorgungsgebietes. Über die Talsperre wurden bis zu 50 % des Gesamtwasserbedarfs der Stadtwerke bezogen.

Als Standort des neuen Wasserwerks wird die Nachbarschaft zum Bestandsgebäude angestrebt. Die Grundstücksverfügbarkeit wurde mit dem Eigentümer (Niedersächsische Landesforsten) im Rahmen der Projektvorbereitung positiv verhandelt. Das Wasserwerkgebäude wird in Holzrahmenbauweise mit Tonziegel, Satteldach und Lärchenholz-Boden-Deckel-Schalung geplant. Im Erdbereich herzustellende Fundamente und Wandbereiche werden aus Beton gefertigt. Die Gebäudegröße ist in Abhängigkeit von der Aufbereitungstechnologie und des vorzusehenden Wasserspeichers mit 11 m x 16 m vorgeplant. 

 

Technische Funktionsweise der Wasseraufbereitung: 

Zur nachhaltigen Sicherung ist geplant, die Wasseraufbereitung als redundantes System aufzubauen. Dazu werden im Wasserwerk zwei Betriebslinien vorgesehen und wie folgt konzipiert:

• Vorfiltration mit Partikelfiltern, Oxidation von Inhaltstoffen über 1. Ozonierung
• Konditionierung von CO2 und Überleitung in einen Aufstromfilter zur Aufhärtung
• Flockungsmittelzugabe über ein Rohrmischsystem,
• 2. Ozonierung und Überleitung in einen Abstrom- Mehrschichtfilter,
• UV- Desinfektion als nachgeschaltete Hygienisierung,
• Zwischenspeicherung in Reinwasserbehälter aus Edelstahl
• Weiterleitung ins Ortsnetz Steina bzw. ins Verbundsystem

Sofern es erforderlich wird, kann bei Berücksichtigung des Minimierungsgebotes vor Netzeinspeisung eine Zugabe von Desinfektionsmitteln erfolgen.

 

Meilensteinplanung

1. Projektvorbereitung: Die Projektvorbereitung mit Projektbeschreibung, Zieldefinition und Finanzierungskonzept wurde bis 11/2021 abgeschlossen. Eingeschlossen hierbei sind die bereits durchgeführte Bestandsaufnahme, Zustandsbewertung

und Definition der Soll-Beschreibung mit Kostenabschätzungen. Eine Projektbeteiligung der zuständigen Aufsichtsbehörden und eines Fachplaners/Ingenieurbüros ist ebenfalls bereits durchgeführt. Für das geplante Projekt sind Förderanträge

zu stellen. Die Stadtwerke stellen die erforderlichen Eigenmittel in den Wirtschaftsplan ein.

2. Projektplanungsphase: In der Projektplanungsphase (01/2022 bis 06/2022) erfolgte eine detaillierte Soll-Beschreibung mit Entwurfs-, Genehmigungs- und Ausführungsplanung (HOAI_LPH 3-5). Neben der Ausarbeitung von Variantenprüfungen soll über den Betrieb einer Pilotanlage das geplante Aufbereitungsverfahren im Betrieb getestet werden. Hierbei erfolgt ebenfalls eine Detailabstimmung der Aufbereitungsschritte des Rohwassers zu dem geplanten Dauerbetrieb. Die erforderlichen Genehmigungsverfahren sind einzuleiten und durchzuführen.

3. Projektumsetzung: Mit Eingang der Genehmigungen zur Umsetzung und Bewilligung der beantragten Fördermittel werden VOB Ausschreibungen zur Durchführung der Bauleistungen durchgeführt. Die Bauumsetzung ist geplant im Zeitraum 04/2023 bis 09/2024.

4. Projektdokumentation: Die Projektdokumentation einschließlich Evaluation, Nachbesserung und Dokumentation ist bis 12/2024 durchzuführen und abzuschließen.

 

Umweltentlastungen

Rohwasseraufbereitung: Aufbereitung der huminstoffhaltigen Wässer mit Ozonbiofiltration. Weitestgehender Verzicht auf Chemikalien bei Konditionierung und Aufbereitung des Rohwassers. Ozonerzeugung vor Ort über aufbereitete Umgebungsluft.

Rohwassergewinnung: Neukonzeption der Rohwasserentnahme in der Talsperre über einen steuerbaren Entnahmehorizont. Verhinderung von Schmutzeintrag und Betriebsausfallzeiten im Wasserwerk. Alle Ausfallszenarien müssten bei Betriebsausfall

über Lieferung aus anderen Versorgungsbereichen mit hohem Energieaufwand (Pumpenleistung) betrieben werden.

 

Bauweise der Gebäude: Einhausung des Wasserwerks über NawaRo als Rahmenholzkonstruktion mit Lärchen-Boden-Deckelschalung. Verzicht auf Beton im luftberührten Bereich. Die Wand- und Dachdämmung über Holzfaserprodukte sowie eine

Dacheindeckung über regional produzierte Tondachziegeln runden das umweltgerechte Bild der technischen Wasserwerkanlage  ab. Das Gebäude soll so positioniert werden, dass der gegebene Vordruck aus der Talsperre energiesparend in das Aufbereitungssystem integriert wird.

 

Wasserspeicherung: Aufstellung der Reinwassertanks im Wasserwerk als 2 St. Edelstahlbehälter mit V 75 m³. Durch die gute Wärmeleitfähigkeit der Metalloberfläche entspricht die Raumtemperatur im Wasserwerksgebäude der Temperatur des Rohwassers.

Zusatzheizungen sind nicht erforderlich.

 

Bauweise und Nachhaltigkeit: Gebäude und Speicheranlagen (Filter und Tank aus Edelstahl) sind konzipiert für einen Einsatz von mehr als 70 Jahren. Über den hohen Automatisierungsgrad wird der Personalaufwand von derzeit täglichen Kontrollen auf wöchentliche Kontrollen reduziert. Unterhaltungsaufwand und –kosten reduzieren sich deutlich.

 

Erzeugung regenerative Energien: Das Gebäude soll bevorzugt ausgerichtet und mit PV-Anlagen zur Stromerzeugung belegt werden. Der Strom ist für den Eigenbedarf und die Einspeisung vorgesehen. Die Prüfung der Einrichtung von Anlagen zur Nutzbarkeit der Wasserkraft, wird ebenfalls in die Planungen der Grundsanierung der Talsperre einbezogen.

 

Innovation

Rohwassergewinnungen aus Teichanlagen unterliegen dem Gebot der regelmäßigen Veränderung. Temperaturen, Inhaltsstoffe und Konzentrationen wechseln wie Jahreszeiten. Als zentrale Wasserversorgungsspeicher wie z.B. Teichanlagen, kann insbesondere in Gebirgsregionen ohne direkten Zugang zu nutzbarem Grundwasser nicht verzichtet werden. Farbeintrübungen, niedrige pH-Werte und hohe DOC/TOC Belastungen kennzeichnen viele Rohwässer im Harz. Folglich müssen die Aufbereitungssysteme hier den

Gegebenheiten angepasst werden und eine den Anforderungen entsprechende Leistungsbandbreite aufweisen. Im Harz wird ein Großteil des Trinkwassers aus Oberflächenwasser, Quell- oder Stollenwässern gewonnen. Inhaltsstoffe sind häufig ähnlich, mit der Folge, dass bei den Versorgern die gleichen Probleme auftreten. Eine Übertragbarkeit ist regelmäßig gegeben. Als leistungsstarkes Verfahren mit einer großen und variablen Bandbreite zur Aufbereitung von Rohwässern aus Teichanlagen hat sich das Verfahren der Ozon-Biofiltration hervorgetan. Mehrjähriger erfolgreicher Betrieb von Ozon-Biofiltrationsanlagen mit abgestimmter Prozesstechnik macht das Verfahren zu einem leistungsstarken Verfahren in der Aufbereitung.