Abwasserbehandlung in Pflanzenkläranlagen PDF

Es existiert eine große Vielfalt verschiedener Pflanzenkläranlagen. Das Abwasser durchströmt die Pflanzenkläranlage entweder vertikal von oben nach unten oder horizontal von der Abwasserbehandlung in Pflanzenkläranlagen PDF zur Auslaufkulisse.


Författare: Arne Heinrich.
Studienarbeit aus dem Jahr 2004 im Fachbereich Geowissenschaften / Geographie – Phys. Geogr., Geomorphologie, Umweltforschung, Note: 2,0, Christian-Albrechts-Universität Kiel (Fachabteilung für Hydrologie und Wasserwirtschaft), Veranstaltung: Hauptstudiumsseminar Wasserwirtschaft, 13 Quellen im Literaturverzeichnis, Sprache: Deutsch, Abstract: Unter dem Begriff Pflanzenkläranlage wird eine Form der Abwasserbehandlung zusammengefasst, die auf relativ vielfältige Art geschehen kann. In dieser Abhandlung soll ein Einblick gewährt werden, der sich im Wesentlichen auf die Formen der Pflanzenkläranlagen beziehen wird, die sich im Laufe der Zeit aufgrund ihrer herausragenden Funktionsfähigkeit durchgesetzt haben.
Pflanzenkläranlagen in den heute gängigen Betriebsformen seit ca. 25 Jahren vermehrt betrachtet, so dass Erfahrungen aus der Betriebspraxis auch über diesen Zeitraum relativ ausgeprägt und gut dokumentiert vorliegen. [Geller (1997)]
An erster Stelle muss hier sicher eine Erläuterung des Begriffs Pflanzenkläranlage erfolgen. Irrtümlicher Weise könnte angenommen werden, dass im System der Pflanzenkläranlage die Pflanzen die Hauptleistung der Abwasserreinigung erbringen. Dies ist jedoch nicht der Fall; vielmehr handelt es sich im Wesentlichen um einen bewachsenen Bodenfilter, woraus ersichtlich wird, dass die Hauptreinigungsleistung während der Passage des Bodenkörpers erbracht wird. [Lange/Otterpohl (1997)]
Definitionsgemäß stellt eine Pflanzenkläranlage einen mit Sumpfpflanzen (Helophyten) bewachsenen Bodenkörper dar, welchen das zu reinigende Abwasser vertikal oder horizontal durchströmt. Mischformen und Weiterentwicklungen aus diesen beiden Grundtypen sind existent. [ATV (1989)]
Es ist jedoch anzumerken, dass Vertikalfilter im direkten Vergleich mit Horizontalfiltern vor allem bezüglich des Abbaus organischer Verbindungen deutlich bessere Reinigungsleistungen aufweisen. [Görner/Hübner (1999)]
Auf die Reinigungsleistungen der unterschiedlichen Typen soll an späterer Stelle noch eingegangen werden.

Im Bodenkörper verlegte Drainagerohre fangen das gereinigte Abwasser auf und leiten es in einen Kontrollschacht. Einer mechanischen Trennung der festen Bestandteile. Zudem schwimmen auf der Oberfläche jene Abwasserinhaltsstoffe auf, die leichter als Wasser sind. Die Entsorgung ist je nach Größe und Belastung der Absetzanlage sowie der Abwassereigenschaften etwa einmal jährlich erforderlich. In einem Trockenfilterbecken mit zwei Kammern.

Auf dem Filter setzen sich die Feststoffe ab und bleiben ständig an der Luft. Dadurch entstehen keine Fäulnis und Geruchsemissionen. Ist die erste Kammer voll, wird die zweite benutzt. Variante: Die Pflanzenkläranlage wird mit einer Komposttoilette kombiniert. So kommt es von vornherein nicht zur Vermengung der festen und flüssigen Bestandteile.

Dadurch entfallen die Anschaffungs- und Wartungskosten für die Vorklärung und der Flächenbedarf für die Pflanzenkläranlage ist um die Hälfte geringer. Bevor das gereinigte Wasser die Pflanzenkläranlage verlässt, passiert es eine Kontrollstelle. Der Kontrollschacht ist die letzte Station, bevor das Wasser die Pflanzenkläranlage gereinigt verlässt. Hier muss die Wasserqualität anhand von Abwasserparametern analysiert werden. Den Untersuchungsumfang schreibt zumeist bei der Bewilligung der Anlage die Behörde vor. Er kann aus der vom Betreiber selbst durchzuführenden Eigenüberwachung und der von einer unabhängigen Untersuchungsanstalt vorzunehmenden Fremdüberwachung bestehen.

Der Kontrollschacht hat außer der direkten Kontrolle der Wasserqualität auch die Funktion, den internen Wasserspiegel zu regulieren. In manchen Fällen wird von hier aus eine Abwasserrückführung realisiert. Die besseren Ablaufwerte bringt der nicht eingestaute Betrieb, da er sauerstoffreicher ist. Die Reinigungsleistung einer Pflanzenkläranlage erfolgt durch das Zusammenwirken verschiedener Prozesse. Dabei handelt es sich um ein äußerst komplexes und naturnahes Reinigungsverfahren. Die Wasserinhaltsstoffe werden zum einen von den Pflanzen aufgenommen, um den Nährstoffbedarf der Pflanzen im Wachstum zu decken. Betreten oder durch Ablagerungen im Betrieb vermindert wird.

Zum anderen erfolgt der größte Teil der Reinigung durch Mikroorganismen bzw. Viele Sumpf- und Wasserpflanzen haben sich im Laufe der Evolution an eine besonders sauerstoffarme Umwelt angepasst und aerenchymatisches Gewebe ausgebildet. Der Sauerstoff liegt nur chemisch gebunden vor, zum Beispiel als das Nitrifikationsprodukt Nitrat. Dieses Nitrat überführen Mikroorganismen, die ein sauerstoffarmes Klima bevorzugen, im Rahmen ihres Stoffwechsels in elementaren gasförmigen Stickstoff, der entweicht. Unter Sauerstoffabschluss ist ein zumeist aus Gründen der Geruchsbelästigung unerwünschter Prozess, der aber in Sonderfällen in der anaeroben Abwasserreinigung eingesetzt wird. Neben weiteren Stoffkreisläufen, wie dem Phosphorkreislauf oder dem Schwefelkreislauf, nimmt der Stickstoffkreislauf eine herausragende Bedeutung ein, da das meiste von Pflanzenkläranlagen gereinigte Wasser durch Stickstoffverbindungen verunreinigt ist.

Die wichtigsten Eintragsarten neben Abwasser sind partikulärer Eintrag, Ammonifikation und Fixierung von atmosphärischem Stickstoff. Die Wasserqualität kann anhand sogenannter Summenparameter oder Einzelparameter wie Stickstoff- und Phosphorgehalt bestimmt werden. Biologischer Sauerstoffbedarf: innerhalb von fünf Tagen durch Mikroorganismen verbrauchter Sauerstoff. Auswertung nicht möglich wäre, weil noch zusätzlich eine mehr oder weniger vollständige Stickstoffoxidation mit gemessen würde. Viele Klärwerke verwenden gegebenenfalls Eisenchlorid, Eisensulfat oder Aluminiumchlorid, um bei einem Überangebot von Phosphat dieses aus dem Wasser zu entfernen. Insgesamt kann das gereinigte Wasser aus dem End- und Kontrollschacht wieder zu höherwertigen Nutzungen unter Beachtung der hygienischen und technischen Vorschriften verwendet werden. Dies bedeutet eine Kreislaufschließung und Wiedernutzung und ist ganz besonders für die Wasserwirtschaft in Ländern, in denen Wassermangel herrscht, nützlich.