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Rohabwasserbehandlung
in Schilfkläranlagen
(Integrierte Schlamm- und Abwasserentsorgung
in vertikal durchströmten Schilfbecken)*
*)
synonyme Begriffe sind
Rohabwasserfilter und schilfbepflanzte
Primärschlammvererdungsbecken
Das Konzept geht historisch, wie auch alle anderen Grundkonzept zu
Pflanzenkläranlagen, auf die Pionierin auf diesem Gebiet, die
Botanikerin und Limnologin Dr. Käthe Seidel zurück.
Hierzu ein erläuterndes Zitat von 1976, das sie wie folgt
überschreibt:
"Intensivanlagen
mit vorgeschalteter Schlammmineralisierung
Das
Grundprinzip besteht darin, dass die Vorklärung nicht -wie bei
konventionellen Kläranlagen- in Absetzbecken erfolgt. Vielmehr
werden die Abwässer zunächst auf mit Phragmites
communis (Schilf) bepflanzten Becken geleitet. Diese sollen gegen den
umliegenden Boden abgesichert sein. Die Becken enthalten am Boden
Drainageröhren, die in einer mindestens 20 cm hohen Schicht
von groben Kies liegen. Darüber befindet sich eine weitere
Schicht von feinem Kies, die mit Schilfpflanzen besetzt ist.
Darüber kommen einige Zentimeter Sand, der als Feinfilter
wirken soll. In dem von oben zufließenden, verschmutzten
Wasser kommt es, wie schon beschrieben wurde, zur Ausflockung der
Schwebstoffe. Entscheidend ist, dass die Pflanzen den Untergrund
offenhalten. Deshalb kann das auf diese Weise gefilterte Abwasser rasch
nach unten durch die Drainageschicht abfließen. Durch
wechselseitigen Betrieb mehrerer Schilfbecken wird deren
Funktionsfähigkeit gesichert.
Das
abfließende, noch immer mit Schadstoffen belastete Wasser,
fließt dann durch langgestreckte, nach außen gegen
das Erdreich abgedichtete Becken, die in einer Kiesschüttung
mit Flechtbinsen (Schoenoplectus lacustris) oder anderen geeigneten
Arten bepflanzt sind. Die Wirkung erhöht sich bei
kaskadenförmiger Anordnung der Becken, weil dabei das aus den
einzelnen Becken ausfließende Wasser intensiv mit Luft in
Berührung kommt. Wo das nicht möglich ist sollte eine
künstliche Belüftung vorgesehen sein.
Erfahrungsgemäß treten Geruchsbelästigungen
nicht auf, weil in derartigen Anlagen reduzierte Reaktionen, die zur
Bildung von Schwefelwasserstoff und anderen Schwefelverbindungen,
unterbleiben. Auch der gefürchtete Abwasser-"pilz"
(Sphaerotilus natans) tritt nicht auf."
Quelle:
Beiträge zur Gewässergesundung von Käthe
Seidel, Helga Happel und Georg Graue 1. Auflage 1976, Limnologische
Arbeitsgruppe Dr. Seidel in der Max-Planck-Gesellschaft D 4150
Krefeld-Hülsberg Am Waldwinkel 70
Die Rohabwasserbehandlung in vertikal durchströmten
Bodenfiltern hat in die FLL/IÖV-Richtlinie zu
Pflanzenkläranlagen von 2008 (Co-Autor Michael Blumberg) in
Kapitel 6.2.3.2 als „Rohabwasserfilter“ Eingang
gefunden. Dort wird das Verfahren wie folgt zusammengefasst:
„Der
Rohabwasserfilter wird vertikal durchströmt und ist
mehrschichtig aufgebaut. Er besteht aus einer oberen Filterschicht und
einer kornabgestuften Dränschicht. Der
Gesamt-Filterkörper sollte mindestens 30 cm stark sein. Der
Rohabwasserfilter erfüllt bei entsprechender
Schichtstärke (> 50 cm) auch die Anforderungen an eine
erste biologische Stufe.
Der
Rohabwasserfilter wird mit Rohabwasser beschickt. Für einen
ordnungsgemäßen Betrieb ist entweder eine
Zerkleinerungspumpe oder ein Feinrechen erforderlich. Die Feststoffe
werden an der Filteroberfläche abgefiltert. Durch die
alternierende Betriebsweise mehrerer Filterflächen kann der
Schlamm an der Filteroberfläche entwässern und
vererden. Dabei erfolgt eine Keimreduktion. Auf der Oberfläche
entsteht so über mehrere Jahre eine Schicht mit vererdetem
Schlamm, die jährlich 1 – 2 cm anwächst.
Diese nährstoffreiche Schicht wird in mehrjährigem
Abstand entnommen und einer ordnungsgemäßen
Verwertung zugeführt.
Es
wird eine Filterfläche von mindestens 2 m²/EW
empfohlen: bei definierter Hydraulik (kein Fremdwasser) und einem
angepassten gröberen Filtermaterial ist nach positiven
Erfahrungen aus Frankreich auch eine Bemessung mit mindestens 1,2
m²/EW möglich. Die Filterfläche muss in
mehrere Teilflächen aufgeteilt werden, da für einen
einwandfreien Betrieb eine alternierende Beschickung mit Ruhephasen
für die Teilflächen von mindestens 3 – 7
Tagen erforderlich ist. Über die Filteroberfläche ist
ein Freibord von mindestens 50 cm (bei Kleinkläranlagen 30 cm)
vorzusehen. Der Rohabwasserfilter eignet sich auch für
größere und schwankende Abwassermengen, so dass
dieses Verfahren für Saisonbetriebe und Mischwasserbehandlung
einsetzbar ist.
Der
Rohabwasserfilter ist grundsätzlich
einzuzäunen.“
Quelle:
Forschungsgesellschaft Landschaftsentwicklung Landschaftsbau e. V.
(FLL) und Ingenieurökologische Vereinigung e. V.
(IÖV) (Hrsg.), Empfehlungen für Planung, Bau, Pflege
und Betrieb von Pflanzenkläranlagen (naturnahe
Klärverfahren mit Pflanzenbewuchs), Bonn 2008
Technisch hat sich dieser Verfahrensansatz in den letzten Jahren
vielfältig weiterentwickelt; vor allem in Frankreich werden
von
unserem Kollegen und Freund, Dirk Esser (www.sint.fr),
Pflanzenkläranlagen ausschließlich und sehr
erfolgreich mit
diesen vorgeschalteten Primärschlammbecken geplant und gebaut
(mehrere hundert kommunale Anlagen bisher). An der grundlegenden
Betriebsweise des Seidel-Konzepts hat sich indes nichts
geändert:
Es müssen mehrere Becken im Intervallbetrieb, z.B.
wöchentlichem Wechsel, beschickt werden, damit in den
Ruhephasen
der abgelagerte Primärschlamm auf und in der Streuschicht
ausgetrocknet und mineralisiert werden kann. Die Beschickung erfolgt
nach Passage von Rechen und Sandfang über Pumpen oder
neuentwickelte Heber in aufgeständerte Verteilungsleitungen
(siehe
nachfolgende Aufnahmen). Diese sind nur anfänglich sichtbar,
später durch den Schilfbewuchs verdeckt. Bei der
ältesten
Anlage dieses Typs in Montromand (Frankreich) ist auch nach
über
zehnjährigem Betrieb das Freibord noch nicht
erschöpft, da
lediglich 27 cm Schlamm bisher aufgelandet sind. Das Verfahren
minimiert also den Primärschlammanfall
größtmöglich und erlaubt
Räumungsintervalle
deutlich größer als 10 Jahre, mit erheblichen
Einsparungen
für die Klärschlammbehandlung.
Sekundärschlamm
fällt in dieser integrierten Schlamm- und Abwasserentsorgung
in
vertikal durchströmten Schilfbecken gar nicht an, da in dieser
Vorstufe bereits bis zu 70 % der CSB-Fracht abgebaut wird und die
Nachreinigungsstufe nur noch eine Restreinigungsfunktion hat.
Vorstehende Fotografien stammen von in Frankreich realisierten
Projekten des Ingenieurbüros SINT, La Chapelle du Mont du
Chat,
Frankreich (www.sint.fr).
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