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Stand:
08.06.2001 letzte Ergänzung: 08. Mai 2009 |
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Naturnahe
Abwasserbehandlung in Lahstedt
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Gliederung:
Anlagentypen der naturnahen Abwasserbehandlung
Reinigungsleistung und Einsatzmöglichkeiten
Einleitung
Am Freitag, dem 8. Juni 2001 besichtigten die Mitglieder des Arbeitskreises Umwelttechnik des VDI Bezirksvereins Braunschweig die Pflanzenkläranlage in der Gemeinde Lahstedt (vgl. Abb. 1). Herr Blumberg, der die Anlage konzipiert und gebaut hat, erklärte sich freundlicherweise bereit unsere Gruppe über die Anlage zu führen (vgl. Abb. 2). Zuvor hielt uns Herr Blumberg einen sehr interessanten Vortrag über die technischen und sonstigen Aspekte einer naturnahen Abwasserbehandlung. Hierzu trafen wir uns im Rathaus der Gemeinde Lahstedt, wo wir sehr freundlich begrüßt und aufgenommen wurden.
Abb. 1: Blick auf den Absetzteich Abb. 2: Mitglieder des VDI AK Umwelttechnik mit Herrn Blumberg (Rechts im Bild) Anlagentypen der naturnahen Abwasserbehandlung
Bei der naturnahen Abwasserbehandlung sind drei Typen zu unterscheiden:
- Anlagen mit freiem Wasserkörper
z.B. unbelüftete Teichanlagen, Pflanzenbedeckte durchströmte Wasserkörper- Landbehandlungssysteme
z.B. Rieselfelder, Sandfiltergraben, Versickerungsbecken, Overland Flow- Pflanzenkläranlagen
mit Schilf als Filtersystem, wobei die Wurzeln die Belüftung (den Sauerstoffeintrag in den Untergrund) erhalten und die Wasserdurchlässigkeit sicherstellen.
Funktionsweise
Zunächst erläuterte Herr Blumberg die Historie der Abwasserbehandlung in Lahstedt und die Funktionsweise der Kläranlage. Die in der Gemeinde Lahstedt realisierte Abwasserbehandlungsanlage stellt eigentlich bereits die dritte Entwicklungsstufe der naturnahen Abwasserbehandlung dar. Zunächst wurden lediglich Einzelanlagen (Kleinkläranlagen) realisiert, die in einem zweistufigen Verfahren eine Reinigungsleistung von 95 % erzielten. Die nächste Entwicklungsstufe stellten dann die Anlagen für 500 bis 800 Einwohnergleichwerte (EGW) dar (Der sogenannte Einwohnergleichwert ergibt sich aus dem Vergleich von gewerblichem Schmutzwasser mit häuslichem Schmutzwasser und ergibt die tägliche, auf einen Einwohner bezogene Schmutzmenge). Die derzeitige dritte Entwicklungsstufe ist für 1.000 bis 5.000 Einwohnergleichwerte einsetzbar. Die Anlage in Lahstedt liegt dabei mit 3.000 Einwohnergleichwerten im mittleren Bereich.
Die Anlage besteht aus der Klärschlammveredelung in schilfbepflanzten Trockenbeeten, der Schilfkläranlage sowie der Mischwasserbehandlung durch unbelüftete Teiche und schilfbepflanzte Bodenfilter (Absetz- und Speicherteich).
Im ersten Schritt wird das zu reinigende Abwasser zur Klärschlammveredelung geleitet. Hier wird das Abwasser von Feststoffen befreit und vorgereinigt. Abb. 3 zeigt den Zulauf des Klärschlamms in den schilfbepflanzten Trockenbeeten. Pro Jahr werden ungefähr 2 m Klärschlamm aufgebracht, von nach der Schlammentwässerung und -mineralisierung ca. 10 cm übrig bleiben. Der Klärschlamm kann problemlos als organisches Substrat genutzt werden.
Abb. 3: KlärschlammzulaufBei der Klärschlammveredelung werden u.a. auch unterschiedliche Schilfarten auf ihre Eignung für den Einsatz in der Anlage getestet. Die unterschiedliche Eignung ist an den Wuchshöhen der Pflanzen deutlich zu erkennen (vgl. Abb. 4). Im nächsten Schritt wird das Abwasser dann in die Schilfkläranlage geleitet (vgl. Abb. 5). Den Abschluss bildet das Absetzbecken. Der sich anschließende Speicherteich ist ein zusätzliches Biotopgewässer für den Überlauf bei starken Regenfällen und schützt das angrenzende Fließgewässer (Fuhse) vor Spitzenabflüssen. Normalerweise würde das Wasser bei starken Regenfällen direkt in den Vorfluter geleitet werden. Durch die hohe Reinigungsleistung der Kläranlage ist das in den Vorfluter eingeleitete Wasser mittlerweile sauberer als das Wasser der Fuhse. Durch die Pflanzenkläranlage wird also eine Verdünnung des (dreckigen) Flusswassers erreicht.
Abb. 4: Eignungstest unterschiedlicher Schilfarten Abb. 5: Wasserzulauf der Schilfkläranlage Im Absetz- und Speicherteich sind Schwimminseln angeordnet. Hier lassen sich zusätzliche Wasserpflanzen ansiedeln, so dass die nutzbare Oberfläche zur Ansiedlung von Bakterien an der Wurzeln erhöht wird.
Der Betrieb der Pflanzenkläranlage ist auch im Winter gesichert. Dies begründet sich insbesondere aus drei Aspekten:
- Die im Rahmen der mikrobiologischen Umsetzung erzeugte Energie sorgt in der Anlage für höhere Temperaturen, als in der Umgebung.
- Aufgrund der Inhaltsstoffe des Abwassers liegt der Gefrierpunkt höher, als bei normalem/sauberem Wasser.
- Die Laubschicht der abgeworfenen Blätter des Schilfs sorgen für eine Wärmeisolierung.
Reinigungsleistung und Einsatzmöglichkeiten
Grundsätzlich können Pflanzenkläranlagen auch für industrielle Abwässer eingesetzt werden. So existieren in England beispielsweise Anlagen in der Stahlindustrie, die Wasser mit einer Ammoniumbelastung reinigen. Laborversuche haben Reinigungsleistungen von Wasser mit einem CSB von 40.000 ergeben (Der CSB ist ein Maß für die Summe aller organischen Stoffe im Wasser, einschließlich der schwer abbaubaren). Selbst bei extremer Belastung (z.B. konzentrierte Jauche) sterben zwar die Schilfpflanzen oberirdisch ab, treiben aber nach zwei bis drei Wochen wieder aus.
Der Durchsatz der Anlage liegt in Lahstedt bei 400 Liter pro qm und Tag. Die Aufenthaltsdauer des Wassers in der Anlage liegt ungefähr im Bereich von einigen Wochen. In einer "normalen Kläranlage" liegt die Aufenthaltsdauer dagegen nur bei ca. 3 Stunden. Die Höhe des Durchsatzes ist eine entscheidende Größe für den benötigten Flächenbedarf. Generell wird daher eine hohe Schmutzkonzentration (mit einem geringen Durchsatz) einer geringen Schmutzkonzentration (mit hohem Durchsatz) vorgezogen.
Das Abwasser kommt mit einem CSB-Wert von 50 in die Anlage und verlässt sie mit einem CSB-Wert von 20. Bei der Reinigungsleistung hält die naturnahe Abwasserbehandlung sogar die strengeren Grenzwerte für Großkläranlagen ein. Lediglich bei Phosphor liegt der Wert 1 mg über dem zulässigen Wert.
Die Kapazitätsgrenzen der naturnahen Abwasserbehandlung resultieren, nach Aussage von Herrn Blumberg, weniger aus technischen Probleme, sondern sind eher durch den Flächenbedarf und den hieraus resultierenden Bodenpreisen bedingt. Ein Richtwert für den Flächenbedarf einer Schilfkläranlage liegt bei zwei bis fünf Quadratmetern je Einwohnergleichwert. Die Anlage in der Gemeinde Lahstedt ist mit einer Gesamtfläche von 3 ha, wovon ca. 7.300 qm auf die Schilfkläranlage entfallen, relativ klein. In anderen Ländern, beispielsweise USA und Australien, werden Pflanzenkläranlagen auf einer Fläche von 200 ha betrieben.
In der Bundesrepublik führen Hemmnisse bei der Genehmigung der Anlagen zu weiteren Kapazitätseinschränkungen. Im Regelfall werden derzeit nur Anlagen bis zu einer Kapazität von 1.000 Einwohnergleichwerten genehmigt. Diese Regelung führte beispielsweise dazu, dass sich das Genehmigungsverfahren für die Anlage in der Gemeinde Lahstedt über 8 Jahre hinzog.
Kosten
Die Gesamtkosten der Anlage beliefen sich auf ca. 4 Mio. DM, wobei allerdings die laufenden Kosten sehr gering sind. Während die Technik bzw. der Beton einer "normalen" Kläranlage nach 12,5 bzw. 25 Jahren abgeschrieben ist, also mit Ersatzinvestitionen gerechnet werden muss, kann bei einer Pflanzenkläranlage von einer Nutzungsdauer von 50 Jahren ausgegangen werden.
Ökologische Aspekte
Als Sekundärbiotop (Schilfröhricht) erfüllt die Anlage auch Naturschutzanliegen und ist Brut- und Lebensraum für eine Fülle von Insekten und Vögeln. Die ökologische Qualität der Kläranlage wird deutlich, wenn man die Anzahl der seltenen Tier- und Pflanzenarten betrachtet, die sich hier angesiedelt haben (vgl. Tab. 1).
Tab. 1: Flora und Fauna der Pflanzenkläranlage in der Gemeinde Lahstedt (Stand: 1998)
Arten
Arten der roten Liste der BRD
Vegetation
152
6
15
Vögel
47
10
15
Tagfalter
12
-
-
Nachtfalter
57
2
8
Ausblick
Nach Aussage von Herrn Blumberg könnten Pflanzenkläranlagen auch flächensparend auf Dachflächen eingesetzt werden. Bei solchen Lösungen müsste das Abwasser bzw. das Regenwasser hochgepumpt werden. Für die Realisierung dieser Idee würden insbesondere folgende Argumente sprechen:
- zusätzliche Wärmedämmung
- Filterwirkung des Schilfes für Luftschadstoffe
- Verbesserung des Kleinklimas
Eine ähnliche Anlage, die allerdings nur zur Kühlung der Hallen eingesetzt wird, existiert bereits bei einer Apfelmosterei im Raum Frankfurt.
Nachtrag:
Ein Beispiel für die Abwasserbehandlung auf dem Dach findet sich bei den John-Deere-Traktorenwerken in Mannheim (vgl. dazu Umweltnachrichten der IHK Pfalz, Oktober 2001, S. 18 [PDF-Datei, 137 KB])
Schlussbemerkung
Insgesamt kann festgehalten werden, dass der Besuch der Pflanzenkläranlage in der Gemeinde Lahstedt eine sehr interessante Exkursion war, wozu sicher auch die freundliche Aufnahme in der Gemeinde Lahstedt und die fachkundige Führung durch Herrn Blumberg beigetragen haben.
Der Besuch der Pflanzenkläranlage und ihr für eine Kläranlage untypisches Erscheinungsbild machen die Vorteile einer naturnahen Abwasserbehandlung eindrucksvoll deutlich. So konnten bereits einige interessierte Vertreter anderer Gemeinden von den Vorteilen einer solchen Anlage überzeugt werden.
Anmerkung:
Aufgrund zahlreicher Anfragen möchte ich darauf hinweisen, dass dies nur ein Exkursionsbericht ist. Weder der VDI AK-Umwelttechnik noch ich selbst können Hilfestellungen beim Bau einer Pflanzenkläranlage geben! Bitte wenden Sie sich ggf. an das ausführende Ingenieurbüro: http://www.blumberg-engineers.de/
Nützliche Links zum Thema:
Arbeitskreis Umwelttechnik Arbeitskreisleiter: Dr.-Ing. Frank Schröter Kontaktadresse: St.-Wendel-Str. 4
38116 BraunschweigTelefon:
Email:0531 / 391 - 7929
f.schroeter@tu-bs.de
