Untersuchungen zum Filtersubstrat Calbonex

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Paul Bauer
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1 Untersuchungen zum Filtersubstrat Calbonex Dipl. Ing. Benedikt Lambert Bioplan-Landeskulturgesellschaft Pfohlhofstraße 20, Sinsheim-Steinsfurt Telefon: 07261/5995 Telefax: 07261/

2 Untersuchungen zum Filtersubstrat Calbonex 2

3 Einsatzbereiche des Filtersubstrates Calbonex Komplettes Filtersubstrat für Standardanforderungen von RBF im Misch-Trennsystem, Straße Bisheriger Einsatzschwerpunkt: * Wassermangelgebiet, Franken * Perlmuschelgebiet Schondra, Rhön * Hessisches Mittelgebirge, Seitengewässer der Fulda Komponente für Standardanforderungen * Hauptkomponente für erosionsstabile Oberflächen von Rinnenfiltern für Verkehrsabflüsse * Carbonatanreicherung von basenarmen RBF-Substraten Zuschlagstoff für Sonderanforderungen * Keime, Einstellung T+U-Gehalt * Phosphor, Neutralisation saurer Eisenhydroxide 3

4 Eigenschaften des Filtersubstrates Calbonex Hydraulische Kenngrößen Lagerungsdichte in kg TM/dm³ Hydraulische Ausgangsleitfähigkeit 1, k f in 10-5 m/s Hydraulische Betriebsleitfähigkeit 1,k f in 10-5 m/s Wassergehalt im Gesamtprofil nach Dränende 1 in Vol-% Stoffliche Kenngrößen Einkomponenten-Substrat Mineralisches Korn, ohne organische Zusätze Frei von Pflanzennährstoffen Keine anorganische und organische Schadstoffgehalte 1, ,0 1 Säulenversuche 2006, Filtersubstrathöhe 75 cm 4

5 Wassergehalte nach Dränende oberhalb der Kapillarzone (0 60 cm Filtertiefe) Retentionbodenfilter Filtersubstrat T+U in Mass-% Wassergehalt in Vol-% Waldangelloch Auenboden 89,8 37,0 Limbach Mainsand 17,1 11,2 Hesselbach Calbonex 4,0 8,3 Langenalb Rheinsand 3,4 5,6 Ensheim Rheinsand 0,8 4,4 5

6 Wassergehalte nach Dränende RBF Korn T+U, FiS in % Ensheim 1 rund 0,8 Hesselbach 2 eckig 4,0 Wassergehalt in Mass-%, bezogen auf Trockenmasse Sediment Filtertiefe, obere 60 cm Kapillarzone, untere 15 cm 1 Probenahme Probenahme ,4 4,4 15,1 108,5 8,3 10,9 6

7 Mineralisierung der organischen Substanz des humosen Filtersandes Düll (3,0 % Humus) im 4-jährigen Filterbetrieb am Beispiel des Phosphors nach Nadler/Meißner (2007), Lambert (2007) Betriebsjahre Zulauf in mgp/l 0,21 0,13 0,12 0,32 Ablauf in mgp/l 1,05 0,30 0,21 0,21 7

8 Stickstoff-Düngefenster beim RBF Halensee im 2.Vegetationsjahr, jpg

9 Bei schwachlastigen, carbonatreichen Filtersubstraten kann es bei noch sedimentfreiem Filter zu vorübergehendem Eisenmangel der Schilfvegetation kommen RBF Monheim, , links Schilfblatt ohne, rechts Schilfblatt mit Eisenmangel 9

10 Vergleich der Wurzelausbildung bei Schilf RBF Bepflanzung Beprobung Alter bei Beprobung in Jahren Gesamtmasse in kg TM/m² Tiefe in cm Sediment Filtersubstrat Dränkies Substratdominiert Sedimentdominiert Adlershof Biesdorf 5/04 8/04 8/08 8/ ,77 1,40 Unterirdische Schilfverteilung in % 6,4 68,8 64,2 15,6 17,4 6,4 5,1 4,6 3,6 1,5 3,3 3,1 10

11 Besonderheiten des Filtersubstrates Calbonex Geringer substratbürtiger Feinpartikelaustrag trotz T+U = 4%, fs/gs = 4 Hohe Frostbeständigkeit Wurzelverträglichkeit Carbonatgehalt, CaCO 3 = 81 % 11

12 Säulenversuche zum Feinpartikelaustrag von Carbonatbrechsanden bei Salzlast 12/09 Filtersubstrat Säulenhöhe in dm Säulenmasse in g T+U in % T+U in g Dränablauf in mg AFS/l Dränaustrag in % Calbonex ,9 41,5 < 5,0 < 0,04 Filtersubstrat M ,7 82, ,1 Korngrößenverteilung T+U fs ms gs fg CaCO 3 in % Calbonex 4,9 5,9 29,9 59,2 0,1 81,0 Filtersubstrat M 9,7 7,3 34,3 41,5 7,2 57,4 Beschickung 1-4: Zulauf-L f = 4717 µs/cm, Dotierung: 886 mg Na/l Beschickung 5-16: Zulauf-L f = 1,7 µs/cm, Dionat 12

13 Zinkrückhalt während/außerhalb Salzsaison an der Versuchsanlage Augsburg für Straßenabflüsse Filtermächtigkeit in cm Zeitraum Lechsand 0/ Calbonex Quartal Zulauf-Na-Gehalte in mg/l , ,0 Ablauf-Zn-Gehalte in µg/l 12,2 6,4 30,0 15,0 13

14 Vergleich der Zinkgehalte von einem carbonatfreien und carbonathaltigen Filtersubstrat aus Sand Säulenbeschickung Zulauf Na in mg/l Zn in µg/l Zn-Ablauf in µg/l Calbonex, 81,0% CaCO 3 Rhiem, 0,0% CaCO 3 Zn-Belastung bei Beschickung 29: 41,9 g Zn/m² Säulenhöhe: 75 cm 1, , ,

15 RBF Hesselbach, zulaufnahes Profil Durchwurzelung von Filteroberfläche (links) und Filterbasis (rechts),

RBF Hesselbach, zulaufnahes Profil, Zinkgehalte nach 2 Betriebsjahren, 09.04.

16 RBF Hesselbach, zulaufnahes Profil, Zinkgehalte nach 2 Betriebsjahren, Tiefe in cm Sediment Filtersubstrat Dränsplitt Zn in mg/kg ,6 14,2 13,2 13,0 14,2 10,3 1 Umgerechnet auf reines Sediment 16

RBF Hesselbach, zulaufnahes Profil Oberflächennahes Zinkdepot nach 2 Betriebsjahren, 09.04.

17 RBF Hesselbach, zulaufnahes Profil Oberflächennahes Zinkdepot nach 2 Betriebsjahren, Tiefe Zn in cm in g/m² in % 0-5 8,50 95, ,27 3, ,15 1, ,00 0,0 Σ ,

18 Freier Dränablauf des Mischwasser RBF Hesselbach, Dränablaufkonzentration: 5 µg Zn/ l 18

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