Bodenfilter im Einzugsgebiet stehender Oberflächengewässer
Planted Soil Filter Beds for Wastewater Treatment
AKUT Umweltschutz Ingenieurgesellschaft mbH, Sydower Feld 4, 16359 Biesenthal
Kläranlage Wiedersberg -
Innovative Abwasserreinigung durch Einsatz von P-Filter und vorgeschalteter Denitrifikation bei Bewachsenen Bodenfiltern
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Kläranlage Wiedersberg Die Gemeinde Wiedersberg befindet sich ca. 17 km südlich von Plauen, Vogtlandkreis in Sachsen. Die Kläranlage mit einer Ausbaugröße von 145 EW leitet in den Feilebach ein, der bereits nach kurzer Fließstrecke in das Talsperrensystem der Dröda einmündet. Im Umkreis von 50 km gilt hier die Trinkwasserschutzzone III. Für die Einleitung in die Vorflut werden deshalb erhöhte Anforderungen an die Nährstoffelimination und die hygienische Reinigungsleistung gestellt.
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An dieser Kläranlage wird ein umfangreiches Untersuchungsprogramm durchgeführt, an dem auch die Verbundpartner IfB-Hamburg, TU-Berlin und UBA beteiligt sind.
Die Kläranlage besteht aus einer unterirdischen Zweikammer-Grube mit integriertem Vorlagebehälter, einem vertikal durchströmten Bewachsenen Bodenfilter (VB), einem nachgeschalteten horizontal durchströmtem Bewachsenen Bodenfilter (HB), einer nachgeschalteten UV-Entkeimungsanlage und schließlich einem nachgeschalteten Filter zur Phosphorelimination (P-Filter). Die Einleitung in die Vorflut erfolgt über einen vorgeschalteten Teich, in den auch die Regenwasserkanalisation der Ortschaft mündet.
Der vertikal durchströmte Bodenfilter ist in vier Flächen unterteilt, die mit unterschiedlichen Medien befüllt sind. Dies sind Sande/ Kiese unterschiedlicher Körnung und unterschiedlicher Herkunft bzw. Zusammensetzung (Eisen/ Aluminium-Gehalte). Das Horizontalbeet ist ebenfalls in zwei Flächen mit unterschiedlichen Medien aufgeteilt. Der P-Filter besteht aus zwei Becken, die mit eisenhaltigem Kies aus einem stillgelegten Wasserwerk befüllt sind und alternierend bis zur maximalen Beladung mit Phosphor betrieben werden.
Die UV-Entkeimung dient lediglich als Sicherheitsstufe zur Gewährleistung von Badegewässerqualität nach EG-Richtlinie. Die Vorklärung dient der Abscheidung absetzbarer Stoffe sowie der Denitrifikation durch Rückführung von Wasser aus dem ersten Bodenfilter.
Im ersten vertikalen Bodenfilter erfolgt bereits ein weitgehender Abbau organischer Inhaltsstoffe und eine weitgehende Nitrifikation. Je nach Einstellung des gewünschten Rücklaufverhältnisses wird das Abwasser mehrfach durch den Bodenfilter geführt.
Das nachgeschaltete Horizontalbeet soll der Verbesserung der hygienischen Reinigungsleistung, der Phosphorrückhaltung und der Restdenitrifikation dienen. Über einen Bypass zum Vertikalbeet besteht die Möglichkeit, kohlenstoffhaltiges Rohwasser in den Zulauf zum nachgeschalteten Horizontalbeet zu mischen, um hier die Denitrifikation zu verbessern.
Die Steuerung der Kläranlage erfolgt im Rahmen des Forschungsvorhabens über einen Datenlogger mit integrierter Fernwirktechnik. Dadurch besteht die Möglichkeit, einzelne Teilbeete gezielt z.B. anhand der Parameter Wasserspannung im Boden (FDR-Sonden) oder Sauerstoffgehalt im Ablauf des Bodenfilters anzusteuern.
Messtechnisch werden folgende Parameter auf der Kläranlage erfasst: Energieverbrauch, Betriebsstunden, Beschickungsmengen, Zulaufmenge Horizontalfilter, Rücklaufmenge in Vorklärung, Ablaufmenge Horizontalfilter, Zu- und Ablauftemperaturen, Wasserspannung in Vertikalbeeten, Redoxpotential in 3 verschiedenen Tiefen des VB, Sauerstoffgehalt im Ablauf des Vertikalfilters, Lufttemperatur und -feuchte, Windgeschwindigkeit und Niederschlag.
Weitergehende Reinigungsanforderungen: Nitrifikation/Denitrifikation/P-Elimination/Entkeimung
Fließschema:
Ergebnisse:
Je nach Rücklaufverhältnis wird der Stickstoff nach Nitrifikation im Vertikalfilter in der Vorklärung und simultan im Vertikalfilter eliminiert.Bei einem Rücklaufverhältnis von 1 wird 42% der Stickstofffracht in der Vorklärung und 14% im Vertikalbeet eliminiert. Durch Steigerung des Rücklaufs auf den Faktor 2 erhöht sich die Gesamteliminationsrate der ersten beiden Stufen im Mittel auf rund 70%.
| CSB | BSB5 | NH4-N | Nanorg | Pges | ||||||
| 6/99 - 6/01 | Mittel- wert |
95%- Wert |
Mittel- wert |
95%- Wert |
Mittel- wert |
95%- Wert |
Mittel- wert |
95%- Wert |
Mittel- wert |
95%- Wert |
| mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | mg/l | |
| Anzahl |
161/153/135 |
37/17/25 |
153/136/130 |
144/139/56 |
166/177166 |
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1. VB |
26,4 | 51,0 | 15 | 38 | 4,0 | 12,7 | 23,9 | 33,7 | 2,1 | 3,9 |
| 2. HB | 19,1 | 30,0 | 6 | 9 | 2,4 | 12,0 | 19,8 | 28,9 | 1,2 | 2,7 |
| 3. P-Filter | 17,9 | 25,8 | 4 | 10 | 1,6 | 6,7 | 17,2 | 26,0 | 0,4 | 1,2 |
| Anforderung | 90 | 20 | 10 | <12°C | 18 | 2 | ||||
Durch den nachgeschalteten Sorptionsfilter wird Phosphat wirksam zurückgehalten. Als Filtermedium kommen vor allem eisenhaltige Stoffe, hier gebrauchter Kies aus der Trinkwasseraufbereitung, zum Einsatz.
Das nachgeschaltete Horizontalbeet dient vor allem der Hygienisierung. Im Ablauf dieser Reinigungsstufe können bereits die Anforderungen der EU Badegewässerrichtlinie eingehalten werden.
| 6/99 - 2/01 | Coliforme | E.Coli | ||
| Median | 95% - Wert | Median | 95% - Wert | |
| MPN/100ml | MPN/100ml | MPN/100ml | MPN/100ml | |
| Anzahl | 19/31 | 28/34 | ||
| 1. VB | 16.000 | 270.000 | 3.250 | 208.500 |
| 2. HB | 54 | 460 | 22 | 179 |
| 3. P-Filter | - | - | - | - |
| Anforderung | 10.000 | 2.000 | ||
