NATURNAHE ABWASSERBEHANDLUNG

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1 NATURNAHE ABWASSERBEHANDLUNG

2 Abwasserreinigung Kläranlagen in Südtirol : Anschlussgrad in Südtirol = 95,9% Gesamtkapazität ca. 1,7 Mio. EW davon Kleinkläranlagen < 2000 EW für insgesamt ca EW

3 Abwasserbehandlung für kleinere Siedlungseinheiten Anschluss an zentrale Kläranlage nur Vorklärung naturnahes, kostengünstiges und reinigungseffizientes Verfahren

4 Pflanzenkläranlagen Weiterentwicklung der Abwasserlandbehandlung (Verregnungs- und Verrieselungsverfahren) Abwasser wird beim Durchströmen eines bewachsenen Bodenfilters von Mikroorganismen gereinigt seit 40 Jahren zur Reinigung häuslicher/kommunaler Abwässer eingesetzt gehören heute zu den allgemein anerkannten Regeln der Technik

5 Anlagenelemente Vorfeld der Kläranlage Vorklärung Zulaufschacht und Beschickungssystem Filterbeete Abdichtung, Filteraufbau, -tiefe, -material Bepflanzung Kontrollschacht und Ablauf Schlammbehandlung

6 Vorklärung - Rückhalt von Fest- und Schwimmstoffen als Voraussetzung für langfristige Funktionsfähigkeit des Bodenfilters - Reduktion der Abwasserbelastung - beginnende Schlammbehandlung - Kammervolumen lt. Norm mind. 300 l/ew, bei Mehrkammerausfaulgrube 3-5 mal so groß - Vorklärung mittels Rottebehältern bis ca. 32 EW, Volumen ca. 0,25 m 3 / EW

7 Mehrkammerausfaulgruben

8 Rottebehälter

9 Anlagenaufbau Horizontalfilter

10 Horizontalfilter Vorteile: oft im freien Gefälle beschickbar etwas einfachere Bauweise gute Denitrifikation Nachteile: doppelter Flächenbedarf (nur halb durchströmt) dadurch höhere Baukosten anfällig für Kolmation

11 Anlagenaufbau Vertikalfilter

12 Vertikalfilter Vorteile: gleichmäßige Abwasserverteilung über die gesamte Beetfläche geringerer Flächenbedarf optimale Sauerstoffversorgung durch Intervallbeschickung Nachteile: aufwändigeres Beschickungs- und Drainagesystem ev. kurzzeitige Geruchsprobleme bei Beschickung

13 Reinigungsleistung von bewachsenen Bodenfiltern Zusammenwirken biologischer, physikalischer und chemischer Vorgänge Gelöste und schwebende Inhaltsstoffe werden durch Filtration, Adsorption und Ionenaustausch im Filter zurückgehalten und durch die Stoffwechseltätigkeit der unzähligen Mikroorganismen vorwiegend aerob abgebaut etwa Milliarden Bakterien / Gramm Filtersubstrat mittlerer CSB-Abbau ca. 90%! Nitrifikation > 90%, gesamte N-Elimination max. 65% Phosphatretention 60 70% Hygienisierung: sehr gut bei ausreichender Aufenthaltszeit

14 Abdichtung der Filterbeete ) PE-Folie: wurzelfest, UV-beständig, relativ umweltfreundlich, bei tieferen Temperaturen schwer zu verlegen, nicht klebbar ) PVC-Folie: wurzelfest, klebbar, weicher, nicht so UV-beständig, umweltbelastend ) EPDM-Kautschuk-Folie: wurzelfest, UV-beständig, leicht zu verarbeiten,umweltfreundlich, teurer mineralische Abdichtungen: Ton oder Lehm, natürlich oder künstlich Betonabdichtung: selten verwendet, teuer

15 Filtermaterial Anforderungen: gleichmäßige Durchströmung genügend hydraulische Durchlässigkeit genügend Aufenthaltszeit für Reinigungsprozesse große Oberfläche der Bodenpartikel Sande mit Durchlässigkeitswerten von k f = 10 3 bis 10-4 m/s

16 Bepflanzung wichtigste Aufgabe: Aufrechterhaltung der Durchlässigkeit des Bodenkörpers durch intensive Durchwurzelung weitere positive Effekte: Sauerstoffabgabe im Wurzelbereich Verhinderung von Unkrautbewuchs wärmedämmende Schicht im Winter direkter Beitrag zur Reinigungsleistung ist unwesentlich!

17 Bepflanzung sollte im ersten Frühjahr nach baulicher Fertigstellung erfolgen, in Form von Ballen, Rhizomen und Setzlingen, in die Sandschicht! Pflanzdichte: 4-8 Pflanzen /m 2 mit Abstand idealste Pflanze: Schilf (Phragmites australis) sonstige geeignete Pflanzen: Rohrkolben, Schwertlilien, Binsen Pflege: wenig - Unkrautentfernung, ev. Überstauen - Schnitt mit Handsense im Frühjahr, mind. 1x in 5 Jahren

18 Klärschlammvererdung Herstellung eines abgeschlossenen Systems Unabhängigkeit von externen Dienstleistern! - ebenfalls abgedichtete und schilfbepflanzte Becken mit Sand- und Kiesfiltern sowie Drainage am Boden - flüssiger Schlamm aus Vorklärung wird ca. 2x pro Jahr aufgebracht Entwässerung und aerober Abbau - nach 7-10 Jahren Räumung, Nachkompostierung, Verwendung als Dünger - Platzbedarf ca. 0,25 0,5 m 2 pro EW

19 Bemessung Horizontalfilter Hydraulische Bemessung Max. Zulaufmenge muss vom Filterkörper aufgenommen werden können, sonst oberflächlicher Abfluss Berechnungsverfahren nach Darcy

20 Bemessung Horizontalfilter Abbaukinetische Bemessung über sogenannte Abbaukonstanten, die für die Stoffwechselaktivität von Mikroorganismen ermittelt wurden, die BSB5- Ausgangskonzentration und die zu erreichende Ablaufkonzentration Beide Nachweise sind zu führen! Ergebnisse liegen im Mittel bei 5 m 2 Filterfläche pro EW.

21 Bemessung Vertikalfilter Frachtbezogene Bemessung: aus Forschungsergebnissen wurden verschiedene Maximalwerte für die CSB-Flächenbelastung, die Konzentration an absetzbaren Feststoffen, bzw. die hydraulische Belastung ermittelt

22 Bemessung Vertikalfilter Bemessungspauschalen: Filterfläche mind. 2,5 m 2 pro EW Filtertiefe >= 80 cm Hydraulische Belastung <= 60 l/ (m 2. d) möglichst alternierende Betriebsweise

23 Winterbetrieb Wie in allen biologischen Kläranlagen laufen die Abbauprozesse etwas langsamer ab. Reinigungsleistung bzgl. organischer Inhaltstoffe geht leicht zurück, Nitrifikation nimmt stärker ab (wird bei gesetzlichen Anforderungen berücksichtigt) WICHTIG: - Anlagenbetrieb darf nicht durch Einfrieren von technischen Komponenten (Leitungen, Pumpen) gestört oder unterbrochen werden! - Pflanzenbestand sorgt für O 2 -Zufuhr bei Schnee - geschützte Lage wählen!

24 Komposttoiletten Einsparung von Wasser und Reduktion von Klärschlamm schon bei der Entstehung! moderne Ausführungen entsprechen allen hygienischen Anforderungen... wesentlich kleinere Kläranlagendimension ausreichend, sehr gute Ablaufwerte Mehraufwand: Gelegentliche Entleerung des Abfallbehälters Nachkompostierung Nach 1-3 Jahren als Gartenkompost verwendbar

25 Grauwasserreinigung Grauwasser = häusliches Abwasser ohne Toilettenabwasser Verzicht auf Vorklärung möglich: - ersten Bereich des Pflanzenbeets als vertikalen Grobstofffilter ausführen - nur alle 3-5 Jahre 5 cm-schicht entfernen und kompostieren - anschließend Horizontalfilter - Ablaufwerte liegen bei 50% der Grenzwerte - gesamte Beetoberfläche nur 2 m 2 / EW

26 Grauwasserreinigung

27 Literatur Geller, Gunther und Höner, Gunhild: Anwenderhandbuch Pflanzenkläranlagen Springer-Verlag, 2003 Lack, Walter; Sol(id)arbauernhof Ulenkrug: Abwasserreinigung mit Pflanzen Verlag Ökobuch, 2006