Pflanzenkläranlagen
Pflanzenkläranlagen sind naturnahe, kostengünstige und betriebssichere Abwasserreinigungssysteme. Ursprünglich für den ländlichen Raum zum dezentralen Einsatz entwickelt, können solche Systeme auch verstärkt in urbanen oder semi-urbanen Raum eingesetzt werden.
Der große Vorteil dieser wartungsarmen und prozessstabilen Technik liegt im Zusammenspiel zwischen Pflanze, Erde (Substrat) und den Mikroorganismen, die überwiegend für den Abbau der Verunreinigungen verantwortlich sind.
Solche Systeme sind nahezu frei skalierbar und passen sich den vorhandenen Platzbedingungen an. Sie werden entsprechend der Wassermenge bzw. Schmutzfrachten des Abwassers (häusliches, gewerbliches, industrielle Abwasser etc.) individuell angepasst und können bei ausreichendem Gefälle sogar ohne jede Fremdenergie betrieben werden.
- Pflanzenkläranlage in Deutschland. Seit 1993 in Betrieb - Ohne Wartung!
Funktionsweise
Prinzipiell haben sich 2 Arten von Beschickungssysteme (Wie fließt das Abwasser durch den Bodenfilter?) für Pflanzenkläranlagen durchgesetzt.
- Horizontal (filter)
Horizontalfilter sind relativ weit verbreitet. Sie sind technisch nicht sehr aufwendig. Der Filter wird über einen unterirdischen Zufluss vom Abwasser kontinuierlich horizontal durchströmt und ist quasi ständig mit Wasser gefüllt, so dass fast ausschließlich anaerobe Verhältnisse (kein Sauerstoff vorhanden) herrschen. Wegen der sauerstoffarmen Verhältnisse läuft die Nitrifikation (Umwandlung von Ammonium zu Nitrat) nur unzureichend ab. Als Flächenbedarf eines Horizontalfilters haben sich 5 - 10 m2 pro Einwohner bewährt bei einer Tiefe von 60 - 80 cm. Mindestens 10 m2 pro Einwohner können allerdings zur Verbesserung der Reinigungsleistung vorgesehen werden.
- Vertikal (filter)
Vertikalfilter haben einen geringeren Flächenbedarf pro Einwohner (etwa 2 - 5 m2) bei einer Tiefe von 80 - 120 cm. Das Abwasser durchfließt den Filter vertikal, die Beschickung erfolgt mittels Pumpen intermittierend. Da der Filter nicht eingestaut ist, sondern drainiert wird, entstehen vorwiegend aerobe (sauerstoffreiche) Verhältnisse. Aerobe und anaerobe Abbauvorgänge können sich ergänzen.Daher werden in Vertikalfiltern sehr gute Abbauleistungen bezüglich BSB5, CSB und Ammonium erzielt. Um die in diesem Filtertyp unbefriedigend ablaufende Denitrifikation zu verbessern, wurden Verfahren erprobt, in denen der Ablauf aus dem Vertikalfilter in die Vorklärung zurückgeführt wird, wo das entstandene Nitrat denitrifiziert wird. Phosphor lässt sich durch die Zugabe von Eisen im Bodensubstrat binden.
Reinigungsleistung von Pflanzenkläranlagen
Trotz schwankender Schmutzfrachten (rote Linie) sind gut geplante und errichtete Pflanzenkläranlagen in der Lage, die jeweiligen BSB, CSB und NH4-N Grenzwerte (blaue Linie unten) durchgängig einzuhalten.
Beispielhafte dezentrale Abwasserreinigung in China, Shanghai, Stadtteil HuaXin
Die Stadt HuaXin liegt im Großraum Shanghai. Dieses dicht besiedelte Mündungsgebiet des Yangzte-Flusses ist geprägt von zahlreichen Kanälen und Wasserläufen. Ein Konzept für die Abwasserbehandlung außerhalb der Kernstadt ist im Aufbau. Ein Großteil der anfallenden Abwässer wird unbehandelt in die Vorfluter eingeleitet.
Die Regierungen der Volksrepublik China und der einzelnen Provinzen sind sich der Problematik bewusst. Es werden daher von staatlicher Seite umfangreiche finanzielle Mittel zur Verfügung gestellt um die Situation zu verbessern.
Die Vorgabe der Stadtregierung war, die bestehende Kanalinfrastruktur weiter zu nutzen und ein Klärsystem zu planen, das sich durch eine einfache und robuste Betriebsweise auszeichnet. Gemeinsam mit chinesischen Partnern wurde im Zeitraum von Juni bis September 2003 die erste Pflanzenkläranlage in der Region realisiert.
Die Kläranlage wurde im ersten Bauabschnitt für 80 m³ Abwasser pro Tag ausgelegt. Eine Vergrößerung auf 600 m³/d ist vorgesehen
Einzuhaltende Grenzwerte nach der Abwassernorm der Stadt Shanghai (DB31/199-1997):
CSB 100 mg/l, TOC 15 mg/l, BSB5 30 mg/l, NH4-N 15 mg/l,
Ablaufwerte: CSB < 50 mg/l, TOC < 10 mg/l, BSB5 < 10 mg/l, NH4-N < 10 mg/l,
- Dezentrale und nachhaltige Abwasserreinigung: Pflanzenkläranlage in Shanghai mitten im Wohngebiet. Ideale Kombination von deutscher Planung und lokaler Ausführung
Beispiel Chile
Die Tomaten- und Avocadoplantage Quintil gehört zu der Katholischen Universität von Valparaiso. Für die Arbeiter der Plantage wurden neue Sanitäreinrichtungen gebaut. Im Zuge dieses Bauvorhabens ließ die Universität Valparaiso eine Pflanzenkläranlage planen und bauen.
- Phragmites australis - im Wortsinne wahrlich das südliche Schilf - ist im Süden Chiles vereinzelt zu finden.
Literaturhinweis
Wasserreinigung mit Pflanzen, 2., erweiterte Auflage 2002
Autoren: Friedrich Wissing, Karlfriedrich Hoffmann
Verlag: ULMER, www.ulmer.de
ISBN: 3-8001-3211-7
