Regenüberlaufbecken RB Spreitenbach           Sanierung 2009 - 2011


Allgemeines

Feststellungen:

Das Regenüberlaufbecken Spreitenbach muss saniert werden. Ins besondere die elektrische Steuerung muss erneuert werden. Das Gebäude, Baujahr 1969, ist Aussen wie Innen in einem schlechten Zustand und die Sanierung ist dringend notwendig. Eine ATEX Zonen Einteilung ist nicht vorhanden, ist aber sehr dringend notwendig.

Massnahmen:

Für die ATEX Zonen Einteilung wird eine Fachperson der SUVA beigezogen. Diese Einteilung mit Vorort Begehung findet am Mittwoch, 7. Oktober 2009 statt. Anwesend sind Herr Reto Künzli (Elektroplanung EKAG) Frau Carmen Spycher (SUVA) und Jo Mächler (Betriebsleiter ARA Untermarch)

Untergeschoss:

Das Regenüberlaufbecken, der Beschickungs- Pumpensumpf, der Durchlaufkanal und die zwei seitlichen Überlaufkanäle gemäss (Beispiel 6.4 SUVA Publikation 2153) werden bis zur Decke in die ATEX Zone 2 eingeteilt.

Das Erdgeschoss inklusive Rechenanlage wird gemäss (Beispiel 6.4 SUVA Publikation 2153) in keine ATEX Zone eingeteilt.

Weil das Erdgeschoss zum Untergeschoss im Bereich Rechenanlage, Beschickungs- Pumpensumpf, der Seitenkammer Süd und Seitenkammer Nord nicht dicht abgetrennt ist. Muss das Bauwerk natürlich oder künstlich gemäss (Beispiel 6.4 SUVA Publikation 2153) belüftet werden. Dies geht aus dem von Frau Carmen Spycher verfassten Bericht vom Freitag, 09. Oktober 2009 deutlich hervor.

Die Betriebskommission beschliesst auf Antrag des Betriebsleiters: Das offene, aus einem Raum bestehende Erdgeschoss, in 3 dicht, getrennte, Betriebsräume zu unterteilen.

Der Treppenabgang vom Erdgeschoss ins Untergeschoss wird durch eine selbst schliessende Türe abgetrennt, damit nicht das ganze Erdgeschoss zur ATEX Zone 2 wird. Das Erdgeschoss wird durch Raumtrennungen in 3 Betriebsräume unterteilt. Alle 3 Betriebsräume sind nur von aussen zugänglich.

Betriebsraum Schaltanlage

Dieser Betriebsraum ist der erste Raum im Erdgeschoss und beinhaltet die elektrische Schaltanlage mit der DSL Anbindung zum Prozessleitsystem der ARA Untermarch. Damit dieser Betriebsraum in die ATEX freie Zone eingeteilt werden kann, werden die zwei bestehenden Gitterrost Öffnungen zur Seitenkammer Süd mit einer Metallabdeckung gasdicht verschlossen. Im Betriebsraum Schaltanlagen wird eine Lufttrocknungs- Anlage vorgesehen sowie eine Raumheizung eingebaut. Aus diesen Gründen wird das Gebäude Aussen isoliert. In diesem Zusammenhang werden sowohl die Türen und Fenster neu angeordnet und erneuert. Eine durchgehende Verglasung ist nicht nötig. Die beiden Frequenzumrichter für die zwei Beschickungspumpen, werden im Betriebsraum Schaltanlage an der neuen Wand gegenüber der Schaltanlage aufgebaut. Die Kabel Führung zur Schaltanlage und zu den Beschickungspumpen werden im ATEX Zonen freien Erdgeschoss verlegt. Die Kabel- Führung der Messtechnik im Untergeschoss muss nach den Richtlinien ATEX Zone 2 installiert werden.

Betriebsraum Grobrechen

Ist der zweite Raum im Erdgeschoss. In diesem Raum befinden sich der bestehende Grobrechen sowie der Zugang zu den 2 Beschickungspumpen und zwei Zugangsöffnungen zur Seitenkammer Nord. Der Raum mit der Grobrechen Anlage wird, wegen den Verbindungen zum Untergeschoss, mit einer natürlichen Lüftung versehen. Das ganze Untergeschoss ist in die ATEX-Zone 2 eingeteilt. Dieser Raumteil im Erdgeschoss wird durch diese Lüftungsmassnahme in keine ATEX Zone eingeteilt. Die Wand für die Raumunterteilung wird gasdicht ausgeführt. Diese Raumunterteilung muss Aussparungen aufweisen die für die ATEX Zone 2 Kabel- Durchführungen geeignet sind. Die elektrischen Komponenten des bestehenden Grobrechens werden ATEX Zone 2 konform umgerüstet. Das Hydraulik Aggregat für den Betrieb des Grobrechen wird im Betriebs- Raum Schaltanlage, direkt neben den Frequenzumrichtern und somit im ATEX freien Betriebs Raum Schaltanlage, verlegt.

Betriebsraum Trafostation

Ist der dritte Raum im Erdgeschoss. In diesem Raum befinden sich die Mittelspannungs Trafostation die im Besitze der ARA Untermarch ist. Die Zugangtüre ist von der Nordseite zugänglich.

In den Betriebsjahren 1970-1973 ist dieses Bauwerk als erste Kläranlage der Untermarch in Betrieb. Die ARA Untermarch ist zu dieser Zeit ein grosser Energiebezüger mit diesem Bauwerk. Dies änderte sich nach der Inbetriebsetzung der ARA Untermarch an der Aastrasse 30. Das Bauwerk wird im Betriebsjahr 2009-2011 umgebaut und braucht nur noch während und kurze Zeit nach einem Regenereignis viel Energie.

Abklärungen ergeben, dass die ARA Untermarch als Niederspannungsbezüger gegenüber Mittelspannungsbezüger Kosten einsparen kann. Zudem hat sich heraus gestellt, die EW Lachen AG ist interessiert an diesem Standort die Trafo Station für ihre Zwecke besser zu nutzen.

Durch die gemäss Vorschriften verlangte dichte Abtrennung der Trafo Station vom, in der ATEX Zone 2 eingeteilten Teil des Aussenwerk RB Spreitenbach, wird dieser Betriebsraum zur ATEX freien Zone.

Gebäude, Fenster, Türen und Flachdach:

Das Gebäude insgesamt ist in einem schlechten Zustand

RB Spreitenbach Aussen 2010
RB Spreitenbach Aussen 2010

Aussenansicht Regenüberlaufbecken Spreitenbach
Betriebsgebäude vor der Sanierung

am 29.01.2010

RB Spreitenbach Messtechnik 2011
RB Spreitenbach Messtechnik 2011

Regenüberlaufbecken Spreitenbach
veraltete Mess Technik vor Sanierung

am 02.04.2011


Feststellungen

Der bestehende Abflussregulierschieber von Nill, mit einem Auftriebskörper betriebenen, soll ersetzt werden.

Massnahmen

Der bestehender mechanische Regulierschieber wird ersetzt durch einen elektrisch regelbaren Plattenschieber.

Damit für die Montage des Motorregulierschieber und bei späteren Revisions Arbeiten ohne Abwasserzufluss gearbeitet werden kann, wird im Zulaufkanal ein Handabsperrschieber eingebaut. Vor dem Absperrschieber wird in die Überfallkante, für die Abwasserentlastung zum Regenwasser Überlaufbecken, ein Bypassabflussschieber zum Beschickungs Pumpwerk eingebaut.

Zulauf und Ablauf vor der Sanierung
RB Spreitenbach Zulaufseite 2005
RB Spreitenbach Zulaufseite 2005

Zulaufkanal im Regenwasser
Klärbecken vor der Sanierung

am 19.08.2005

RB Spreitenbach Ablaufseite 2005
RB Spreitenbach Ablaufseite 2005

Ablauf Schieber zur ARA und Hochwasser
Entlastungs Kante vor der Sanierung

am 19.08.2005

Abflussschieber Innenansicht vor der Sanierung
RB Spreitenbach Einstauschieber 2010
RB Spreitenbach Einstauschieber 2010

Einstau Schieber vor der Sanierung

am 07.04.2010

RB Spreitenbach Ablaufkanal Richtung ARA 2010
RB Spreitenbach Ablaufkanal Richtung ARA 2010

Ablaufkanal Richtung ARA
vor der Sanierung

am 01.07.2010


Erstellung eines Vorschachtes auf der Nordseite ausserhalb des Betriebsgebäude. In diesem Vorschacht wird ein elektrisch betriebener, explosions geschützter Abfluss Regulier Schieber eingebaut.

Der von Hagenbucher AG angebotene Auma Norm Plattenschieber wird an der neu erstellten Durchführung aus Beton anbaut. Die Montage Platte des bestehenden mechanischen Schieber wird nach der Montage des neuen Plattenschiebers demontiert. Der Elektro Antriebs Motor im Vorschacht wird überflutung Sicher eingebaut.

Abwasser Einstau Niveau Max.: 407.70 m ü. Meer

Vorschacht Decke Unter Kante: 409.70 m ü. Meer

Im Vorschacht wird für die Hand Bedienung des Auma Norm Regulier Schieber ein Podest eingebaut auf der Kote von 407.70 m ü. Meer. Auf der Kanal Fernseh Aufnahme: Siehe im Bild unten rechts erkennt man die Öffnung des bestehenden Abfluss Regulier Schieber. An dieser Stelle wird mit einer Beton Schalung eine Durchführung von 60 x 60cm erstellt. Damit wird eine Befestigungs Möglichkeit für den von Hagenbucher AG angebotene Plattenschieber erreicht.


Grobrechen vor der Sanierung
RB Spreitenbach Grobrechen 2005
RB Spreitenbach Grobrechen 2005

Grobrechen vor der Sanierung
am 19.08.2005

RB Spreitenbach Hydraulikaggregat 2010
RB Spreitenbach Hydraulikaggregat 2010

Hydraulik Aggregat vor der Sanierung
am 07.04.2010


Motor Regulier Schieber ATEX 2 Auma Norm

Motor Schieber mit elektrischer Regulier Funktionen, Sollwert Ansteuerung, Istwert- und Endlagen- Rückmeldungen. Der Sollwert wird anhand dem Linearisierten Sollwert Verhältnis, gleitender Sollwert Zulauf, zur Schieber Öffnung oder dem Sollwert Zulauf Lachen vom Prozessleitsystem der ARA Untermarch geregelt. Damit Ablagerungen im Zulaufkanal verhindert werden können, soll der Ablauf Schieber ein Trainings Programm erhalten. Dieses Schieber Training darf nur, 1 mal pro Tag oder Woche, bei bestimmten Bedingungen erfolgen.

1. Bedingung: Niveau im Zulaufkanal. (Beispiel: Zulaufkanal Niveau ⇒⇒ kleiner 50cm)

2. Bedingung: Wochentag und die Tageszeit. (Beispiel: Werktags 07:15Uhr bis 15:00Uhr)

Das bedeutet der Ablauf Drosselschieber wird, wenn die zwei Bedingungen erfüllt sind, für eine definierte Einstauhöhe (Beispiel: 90cm) ganz geschlossen und danach in die definierte Trocken Wetter Stellung gefahren. Die Minimal- sowie die Maximal- Öffnung ist von 0% bis 100% einstellbar.

Rechenanlage

Feststellungen

Die bestehende Grobrechen Anlage führt vom Untergeschoss zum Erdgeschoss. Das ist nicht ATEX-Zone 2 konform. Die Rückführung des anfallenden Rechen Gutes zurück in den Ablaufkanal ist schlecht gelöst. Gemäss den Betriebsdaten Aufzeichnung war das RB Spreitenbach im Jahr 2009: 85 mal befüllt. Nach jedem Regenereignis muss das angefallene Rechengut in Handarbeit um zirka 5 m zum Ablauf Rohr geschoben und mit Zugabe von Wasser ins Ablauf Rohr zurück zum Zulaufkanal befördert werden.

Massnahmen

Für den gefahrlosen Betrieb der bestehenden Grobrechen Anlage wird der bestehende Betriebs Raum in 3 Betriebsräume unterteilt. Der Betriebsraum Grobrechen wird mit einer ATEX-Zone 2 konformen natürlichen Lüftung versehen. Die elektrischen Komponenten, 2 Endschalter und die Hand Bedienstelle mit NOT-AUS Pilztaste des bestehenden Grobrechens, werden gemäss ATEX Zone 2 ausgeführt. Das Hydraulik Aggregat wird in den ATEX freien Betriebsraum Schaltanlagen verschoben. Die Entsorgung des anfallenden Rechengutes wird besser gelöst durch den Einbau einer rostfreien Rutsche zurück zum Sammel Kanal. Installation einer automatisierten Wasser Spülung für den Transport des Rechengutes zurück zum Sammel Kanal in Richtung ARA.


Beschickungspumpen vor der Sanierung
RB Spreitenbach Beschickungspumpen 2010
RB Spreitenbach Beschickungspumpen 2010

Betrieb Beschickung Pumpen
vor der Sanierung

am 19.08.2005

RB Spreitenbach Beschickungspumpe Süd 2010
RB Spreitenbach Beschickungspumpe Süd 2010

Beschickung Pumpe Süd
vor der Sanierung

am 07.04.2010


Beschickungs Pumpen

Feststellungen

Die bestehenden Beschickungspumpen sind nicht ATEX-Zone 2 konform. Die zwei bestehenden Beschickungs Pumpen sind nicht regelbar. Für den regelbaren Betrieb sind Frequenzumrichter nötig. Der Pumpen Sumpf ist gegenüber dem Betriebs Raum im Erdgeschoss nicht getrennt.

Massnahmen

Für die Beschickung des Regenüberlaufbecken werden zwei neue (ATEX-Zone 2 konforme) regelbare Tauchmotor Propellerpumpen installiert. Die Gitter Roste über der Seitenkammer Nord werden durch Blech Abdeckungen ersetzt abgedichtet und dadurch von der ATEX Zone 2 im Untergeschoss abgetrennt.

Die Pumpen Drehzahl wird so ausgelegt, dass die hydraulische Leistung 400 - 540 l/s erreicht werden kann. Für den Betrieb mit Frequenzumrichter sind abgeschirmte Pumpen Kabel nötig. Die Kabel Längen der Pumpen werden so gewählt, dass die Kabel direkt zu den Vorort installierten Frequenzumrichtern in der ATEX-freien Zone geführt werden können.

Die Vorort Sicherheits Schalter und Steuerschalter werden direkt in der sehr nahen Schaltanlage eingebaut. Die Vorort Schnitt Stelle wird direkt unterhalb der 2 Frequenzumrichter als Klemmen Leiste aufgebaut. Diese Vorort Komponenten werden mit einem Kabel Kanal erschlossen. Für die Montage dieser Gehäuse wird die Raum Trennung wand benutzt.


Entleerungspumpen Seitenkammer 1 + 2 vor der Sanierung
RB Spreitenbach Entleerungspumpen 2010
RB Spreitenbach Entleerungspumpen 2010

Entleerungspumpen Standort
vor der Sanierung

am 21.01.2010

RB Spreitenbach Entleerungspumpen neuer Standort
RB Spreitenbach Entleerungspumpen neuer Standort

Entleerungspumpen Standort
nach der Sanierung

am 07.04.2010


Entleerungspumpen

Feststellungen

Die 4 Entleerungspumpen sind nicht ATEX-Zone 2 konform. Die Entleerungspumpe der Seitenkammer Süd ist im Bereich des neuen Standortes der neuen Schaltanlage. Dieser Pumpen Standort muss geändert werden. Es sind keine erforderlichen Sicherheits Schalter Vorort vorhanden. Ein sicheres hochheben der Pumpen aus dem Pumpensumpf ist nicht gewährleistet.

Massnahmen

Die zwei Entleerungspumpen der zwei Seitenkammern Nord + Süd werden in den Aussenbereich unter die bestehende Kran Schiene verschoben. Dadurch ist der Raum Abtrennung Betriebs Raum Schaltanlage und Betriebs Raum Grob Rechenraum nichts mehr im Wege. Zudem sind alle Entleerungspumpen Regenklär Becken Nord + Süd und Seitenkammern Nord + Süd direkt unter der Kran Schiene im Aussenbereich angeordnet. Diese Kran Schiene und der Standort der Entleerungspumpen werden mit einem Vordach bei der Aussen Sanierung ergänzt. Damit die vier Entleerungspumpen sowie die Becken Pumpe Beckenreinigung sicher aus den Pumpen Trichter hochgehoben werden können, wird ein Bedien Steg über das Regenüberlaufbecken gebaut.

Die Niveaumessungen für die Beckenentleerung werden ebenfalls im Aussenbereich installiert und in der Ausführung als Drucksonden in einem Führungsrohr erstellt. Im Innen Bereich werden die Gitterroste über den Seitenkammern Nord + Süd durch Stahl Platten dicht verschlossen. Da eine zusätzliche Service Türe zur Schaltanlage erstellt wird dürfen die Sicherheits Schalter direkt im nahen Schaltschrank platziert werden. Für die 4 Pumpenkabel Schnittstellen und 2 Niveau Messungs Schnittstellen wird 1 Zentraler Vorort Klemmen Kasten vorgesehen.


Auslaufbereich und Regenüberlaufbecken Aussenbereich
RB Spreitenbach Entlastungskanal 2010
RB Spreitenbach Entlastungskanal 2010

Entlastungskanal vor der Sanierung

am 07.04.2010

Lärmschutzdeckel der Auslaufrinnen 2010
Lärmschutzdeckel der Auslaufrinnen 2010

Lärm Schutzdeckel analog
Rinnen ARA Untermarch

am 06.04.2010


Auslauf Bereich und Regenüberlaufbecken Aussenbereich

Feststellungen

Die Umzäunung ist mangelhaft. Die Zugänglichkeit auf der Südseite ist nicht möglich. Die Abdeckungs Bleche des Regenüberlaufbecken sind eher ein Provisorium und nicht gut zugänglich und dadurch schlecht bedienbar.

Massnahmen

Die Umzäunung wird durch eine den Vorschriften entsprechende Umzäunung ersetzt. Die Südliche Seite zwischen Seitenkammer und der Umzäunung wird wie die Nordseite befahrbar gemacht das heisst aufgeschüttet auf das Niveau Beton Decke Seitenkammer. Zur Aastrasse hin ermöglicht ein neues Gitter Tor den Zugang.

Die östliche Becken Seite wird ebenso wie die südliche aufgeschüttet und somit gut begehbar gemacht. Um unnötige Geländer zu vermeiden (SUVA) und um die Lärm- und Gestanks- Emissionen zu verringern werden die Auslauf Rinne am östlichen Ende des Regenüberlaufbecken mit Lärm Schutzdeckeln dicht verschlossen. Im linken Bild die heutige Situation. Im rechten Bild Lärmschutz Deckel analog der Auslauf Rinnen ARA Untermarch.


Hochwasser Sicherheit und GEP-Teil Projekt

Feststellungen

Im Auftrag der Gemeinde Lachen nimmt Hr. Hansjörg Lutz betreffend Förder Kapazität der Becken, Beschickungs Pumpen und zu Sanierungs Massnahmen beim Regenbecken Spreitenbach in übereinstimmung mit dem GEP Lachen wie folgt Stellung:

Aus dem GEP-Teilprojekt Hydraulische Berechnungen vom 1. Februar 2005 folgende Zahlenwerte

Bezeichnung / Parameter:
Zulauf Regenüberlaufbecken ⇒ Qtotal

Bedingung / Ereignis:
bei einem 5-jährlichen Regenereignis

Zulauf / Menge:
3'478 l/s

Bezeichnung / Parameter:
Weiterleitung zur ARA ⇒ effektive Reinigung

Bedingung / Ereignis:
gem. Regenentlastungskonzept 10.5.2004

Zulauf / Menge:
140 - 170 l/s

Bezeichnung / Parameter:
Entlastung via Regenüberlaufbecken

Bedingung / Ereignis:
mechanisch gereinigt

Zulauf / Menge:
1'000 - 1'080 l/s

Bezeichnung / Parameter:
Direkte Regenwasser Entlastung

Bedingung / Ereignis:
Entlastung ohne Reinigung

Zulauf / Menge:
2'338 - 2'228 l/s


Zusammenfassung der Feststellungen

Die Zahlen Werte in obiger Tabelle zeigen deutlich auf, dass bei hohem Abflussspiegel im Spreitenbach ein Rückfluss vom Vorfluter via Hochwasserentlastung in die Orts Kanalisation stattfinden kann und die Orts Kanalisation im Einzugsgebiet Aastrasse demnach stark Rückstau gefährdet ist. Auch die aktuellen hydrologischen Berechnungen zur Gefahrenkarte ergeben gemäss zuständigem Mitarbeiter beim Bezirk March für die Hochwasserabflüsse im Spreitenbach etwa das gleich grosse Gefährdungs Potenzial. Eine Lösung zur Verbesserung der Hochwassersicherheit in der Orts Kanalisation im Bereich der Aastrasse ist deshalb dringend bei der Regenentlastung Spreitenbach zu suchen! Die Überläufe vom Regen Becken (bis 1'000 l/s, Überfall Höhe 408.70 m über Meer) und von der Hochwasserentlastung (bis 2'250 l/s für das 5 - jährliche Regenereignis, 407.46 m über Meer) werden vereint und in einem geschlossenen Entlastungskanal (b/h = 1.5/1.2 m) unterhalb der Schwelle in den Spreitenbach geleitet. Die Abfluss Kapazität im Entlastungskanal von den Regen Entlastungen zum Spreitenbach dürfte bei Normal Abfluss ausreichend sein. Bei eingestautem Entlastungskanal tritt aber bereits beim 5 - jährlichen Regenereignis ein relativ grosser Druck Verlust auf. Wenn also gleichzeitig der Abfluss Spiegel im Spreitenbach hoch liegt und der Regen Abfluss in der Orts Kanalisation gross ist, staut sich der Abfluss noch zusätzlich zu den hohen Abfluss Spiegeln im Spreitenbach in die Orts Kanalisation zurück und erhöht die Druck Linie im Entlastungsbauwerk und in der Zulauf Kanalisation in der Aastrasse sowie deren Zuflüssen!


Massnahmen mit einem Kosten intensiven Regenwasser Pumpwerk:

Als Lösung drängt sich eine Entlastung mit Regenwasser Pumpen auf, da Massnahmen am Vorfluter Spreitenbach und am Entlastungskanal nicht die notwendige Sicherheit ergeben können. Dabei müsste der überlauf von der Kanalisation in den Entlastungskanal zum Spreitenbach Regenwasser Entlastung verschlossen werden können und die Pumpen Entlastung aus der Regen Entlastung direkt in den Spreitenbach erfolgen. Allerdings wird diese Entlastung nur in äusserst seltenen Hochwasser Situationen und nur während relativ kurzer Zeit in Betrieb stehen müssen und zudem muss der Betrieb dieser Entlastung durch Notstrom Aggregate gesichert werden können. Die Rückstau Problematik wird sich zukünftig noch mehr akzentuieren, weil die Verdichtung im Siedlungs Gebiet von Lachen weiter fortschreiten wird und die Versickerungs- und Retentions Massnahmen kaum mit der zunehmenden Versiegelung werden Schritt halten können.

Verbesserungs Massnahmen zur Regenwasser Sicherheit bei der Regen Entlastung Spreitenbach müssen im Detail studiert und mit dem GEP Lachen abgestimmt werden. Es erscheint uns notwendig, dass zusammen mit dem Ersatz der Becken Beschickungs Pumpen auch die Regenwasser Schutz Massnahmen in das Sanierungs Projekt mit einbezogen werden.

Massnahmen bei der Sanierung 2011: