Rohabwasser-behandlung

in Schilfkläranlagen

Video: Zweistufige Pflanzenkläranlage Al Haray, Sharjah, UAE



Zweistufige Pflanzenkläranlage mit Rohabwasserbeschickung in Al Haray, Vereinigte Arabische Emirate (UAE)

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).
 


Al Hamra, Ras Al Khaimah  (UAE)