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Herausgegeben von Gerald Braunberger, Jürgen Kaube, Carsten Knop, Berthold Kohler

Schüttbrunnen: Glasperlen helfen besser gegen das Verstopfen von Trinkwasserbrunnen als der übliche Kies. Bild: Hersteller

Bohrlöcher für Trinkwasserbrunnen müssen gegen das umgebende Erdreich abgestützt werden. Bisher geschah dies mit einem Ring aus Kies. Aber es gibt besseres.

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Trinkwasser zu bekommen ist nicht schwer. Sie müssen nur den Wasserhahn aufdrehen. Für Versorgungsunternehmen ist es weitaus schwieriger, die Rohre mit sauberem Wasser zu befüllen. Da dies mit Oberflächenwasser in vielen Fällen nicht möglich ist, müssen Brunnen gefunden werden, mit denen die wasserführenden Schichten im Boden erschlossen werden können. Dazu kann es notwendig sein, mehrere hundert Meter tief zu bohren.

Solche Brunnen sind teuer, daher sollten sie mehrere Jahrzehnte lang zuverlässiges Wasser liefern. In das Bohrloch wird ein Förderrohr aus einem langlebigen und hygienisch einwandfreien Material wie Edelstahl oder Kunststoff eingesetzt, das je nach Bodenbeschaffenheit in wasserführenden Tiefen etwa 1,5 bis 2,5 Millimeter breite Schlitze aufweist, durch die das Wasser fließen kann einfließen und abgepumpt werden.

Sand, Erde und kleine Steine ​​hingegen sollen draußen bleiben, aber die Filterschlitze nicht verstopfen. Dazu hat die Bohrung einen erheblich größeren Durchmesser als das Rohr. Die Fuge wird mit einem Material gefüllt, das eine Reihe von Anforderungen erfüllen soll, die in einer Norm (DIN 4924) definiert sind: Vor allem muss es die Bestandteile des Erdreichs vom Rohr fernhalten, stabil sein, darf die Qualität des Trinkwassers und kosten trotzdem nicht zu viel.

Traditionell wird grober Sand oder Kies verwendet, um den Ringraum zu füllen und muss vor dem Einbringen desinfiziert werden. Seine Korngröße ist so gewählt, dass er Sand und Erde zurückhält, ohne die Schlitze zu verstopfen. Hier beginnt die Misere, denn Schotter ist hart, aber uneben. Es wird unter Last geschliffen.

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Die feinen Körner werden vom Wasser zum Filterrohr getragen und verstopfen mit der Zeit die Öffnungen. Die regelmäßig durchgeführte Hochdruckreinigung des Innenrohres zur Entfernung der Ablagerungen von Eisenoxiden beschleunigt diesen Vorgang. Dadurch verringert sich der Wasserdurchfluss und der Brunnen wird durch seine Selbstabdichtung sanierungsbedürftig.

„Eine Komplettsanierung kostet etwa so viel wie der Neubau“, sagt Frank Herrmann. Trotzdem wird es in der Praxis meist einer Neubohrung vorgezogen, da sich die Anschlüsse und Leitungen oben im Bohrloch befinden. Die Nutzungsdauer eines Brunnens wird nicht vom Rohrmaterial, sondern in den meisten Fällen von der Ringraumverkieselung bestimmt. Herrmann ist Geschäftsführer der Ochs Bohrgesellschaft aus Nürnberg und auf der Suche nach einem passenderen Füllmaterial vor einigen Jahren fast zufällig fündig geworden.

Als beim Reinigen eines Brunnens erneut eine Verstopfung durch gebrochenen Quarzkies entdeckt wurde, fragte ein Mitarbeiter des Wasserversorgers, warum man nicht etwas Stabileres, zum Beispiel Glaskugeln, verwenden könne. Dafür bietet das Material eine Reihe von Vorteilen, aber am Anfang war es gar nicht so einfach, einen Hersteller zu finden, der sie in großen Stückzahlen liefern konnte. Nach einigem Suchen wurde er nicht weit entfernt bei der SiLi GmbH gefunden, einem Unternehmen, das unter anderem kleinste Kugeln für die Pharmaindustrie herstellt.

Glaskugeln sind homogen, verschmutzen langsamer, müssen vor dem Einbringen nicht sterilisiert werden und haben, wie verschiedene Tests zeigen, eine bis zu zehnmal höhere Druckfestigkeit als Quarzkies gleicher Körnung . Glaskugeln sind glatt und alle gleich groß; Die bisherigen Erfahrungen zeigen, dass es so gut wie keine Selbstversiegelung gibt, sagt Herrmann. Ochs baute 2007 die ersten Brunnen mit Ringraumfüllung aus Glaskugeln; andere Hersteller zogen nach.

Bis heute wurden mehr als 200 Bohrungen mit dieser Methode durchgeführt, unter anderem in den USA (dort bis zu einer Tiefe von 1500 Metern), Italien und Frankreich. Mehr als 5000 Tonnen Glaskugeln wurden abgefüllt. Die Erfahrungen seines Unternehmens seien durchweg gut, sagt Herrmann, selbst der erste gebaute Glaskugelbrunnen sei nur einmal leicht gereinigt worden.

Als Pionier hat Ochs zudem mindestens zwei Jahre Vorsprung. Denn trotz aller Vorteile ist der Einsatz der Glasperlen nicht ohne Tücken. Kenntnisse erfordern beispielsweise die Wahl der auf die Bodenbeschaffenheit abgestimmten Ballengröße. Meist werden Korngrößen von 1 bis 12 Millimeter verwendet, 0,25 bis 20 Millimeter stehen zur Verfügung. „Eine der Todsünden ist die Entwicklung der Glaskugelexpansion durch Impulse“, erklärt Herrmann.

Die Glaskugeln sind gleich groß und berühren sich nur an einer Stelle. Bekommen die obersten einen Impuls, geben sie die Energie fast ungebremst an die äußersten weiter, wie die bekannten Stahlkugeln, die am Pendel hängen. Der umgebende Boden vermischt sich dann mit dem Glaskugelbett.

Dies kann natürlich vermieden werden, indem bei der Bestattung vorsichtig vorgegangen wird. Auch rechtliche Bedenken bestehen laut Herrmann nicht. Glaskugeln sind in der DIN nicht enthalten. Da ihre Eigenschaften aber Kies in jeder Hinsicht überlegen sind, gibt es keine Schwierigkeiten mit den Zulassungsbehörden.

Einen Nachteil gegenüber Kies haben die Brunnenbauer nicht: Mit rund 1700 Euro pro Kubikmeter sind Glaskugeln laut Ochs GmbH etwa achtmal so teuer wie Quarzkies. Ein 300 Meter tiefer Brunnen beispielsweise würde laut Herrman von 200.000 Euro auf 230.000 Euro steigen.

Der Mehrpreis wird durch die längere Lebensdauer und den geringeren Reinigungsaufwand nach einigen Jahren ausgeglichen. Dieses Argument ist jedoch nicht leicht, die öffentlichen Auftraggeber zu überzeugen. Insofern freut sich Ochs sehr, dass sich die Konkurrenz nun auch den Glaskugeln zuwendet. Bei Ausschreibungen steht das Unternehmen dann nicht mehr alleine da.

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