Projekt 04858/01

Klärschlammvererdung im Schilfbeet

Projektdurchführung

Gemeinde SpiegelbergBürgermeisteramt
Sulzbacher Str. 7
71579 Spiegelberg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In der Vererdung des Klärschlamms in Schilfbeeten sieht die Gemeinde Spiegelberg ein ökologisch und ökonomisch interessantes Verfahren, das auch langfristig Entsorgungssicherheit bietet. Dieses Verfahren ist derzeit nicht genügend bekannt. Die Ursachen des Funktionierens oder Versagens der Schlammvererdung im Schilfbeet sind bisher nicht ausreichend erforscht und wissenschaftlich belegt. Um die nötigen Erkenntnisse für den Bau und Betrieb einer solchen Anlage zu gewinnen, werden Versuchsfelder mit unterschiedlichem Aufbau und verschiedenen Pflanzen angelegt. Der Versuch wird durch die Hochschule für Technik FH Stuttgart wissenschaftlich betreut.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEin mit Schilfpflanzen bewachsener Sand/Kies/Boden-Filter dient als Ansiedlungsraum für abwasserreinigende Bakterien. Dabei übernimmt die Schilfpflanze die Aufgaben der Sauerstoffversorgung und der Offenhaltung des Filters. Die Pflanzen durchwurzeln dabei den gesamten Filterraum und bilden entlang anwachsenden Schlammschicht neue Wurzeln aus. Die maximale Beschickungshöhe beträgt ca. 1 m. Dies entspricht einer Beschickungsdauer von 8 - 10 Jahren.
Während des Versuchs sollen insbesondere das Wachstumsverhalten, die Belastungsgrenzen und die Anwuchssicherheit der Schilfpflanzen erkundet, die Auswirkungen von Wetter und Klimadaten festgestellt, sowie die Messwerte für Sickerwasser und die Schlammschicht im Becken ermittelt werden.
Des weiteren soll die Versuchsanlage dahingehend optimiert werden, dass das entstehende Sickerwasser die Direkteinleitergrenzwerte für CSB und BSB erreicht. Darüber hinaus sollen verschiedene Schichtaufbauten Aufschlüsse über Reinigungsleistung, Wuchsverhalten und Standfestigkeit erbringen. Untersucht wird auch die Eignung verschiedener Schilfpflanzen im Vergleich zueinander.


Ergebnisse und Diskussion

Das Ziel, entstehendes Sickerwasser so zu reinigen, dass eine Direkteinleitung in den Vorfluter möglich ist, wurde nicht erreicht. Zwar lag der CSB-Gehalt mit Ausnahme der Sommermonate unter den für die Direkteinleitung genehmigten 100mg/l, aber insbesondere bezüglich des Ammoniumgehaltes zeigte das Sickerwasser eine permanente und großteils sehr deutliche Überschreitung der erlaubten Direkteinleiterwerte.
Als Anhaltspunkt für eine bezüglich der Ausbringungsmenge und der Beschickungsintervalle optimierten Beschickungsfolge sollten maximal 15 Beschickungen während der Vegetationsperiode von Ende März/Anfang April bis Ende Oktober/Anfang November in mindestens zweiwöchigem Abstand vorgenommen werden, wobei im aufzubringenden Schlamm mit einem durchschnittlichen Trockengewichtsanteil von ca. 4 Gewichts-% (bezogen auf die Trockensubstanz) und einer Auftragshöhe von ca. 5 cm pro Versuchsparzelle kalkuliert wurde.
In den Sommermonaten wirkt sich eine dünne Schlammkonsistenz aufgrund des hohen Wasserbedarfs der Schilfpflanzen und der Verdunstungsrate günstiger aus, wobei in den anderen Monaten Dickschlamm durch die weiter auseinanderliegenden Beschickungsintervalle zur Vereinfachung des Arbeitsablaufes vorzuziehen ist.
Zwischen der Bestockungsdichte, der Durchwurzelung und der Schlammhöhe besteht ein eindeutiger Zusammenhang. Die nicht oder nur unzureichend bestockten Versuchsparzellen am Rand sowie an den Trennwänden waren praktisch überhaupt nicht oder nur unzureichend durchwurzelt. Entsprechend war hier auch keinerlei Vererdungstätigkeit vorhanden, sondern der Schlamm weitgehend nur mechanisch entwässert und in seiner ursprünglichen Struktur erhalten. In Teilflächen fand aufgrund einer Überlastung kein Schilfwachstum mehr statt (unzureichende Entwässerung aufgrund zu hoher Schlammschichten).
Bei den Schilfpflanzen ist die heimische Schilfpflanze aus der Umgebung gegenüber dem Zuchtschilf zu bevorzugen. Neben dem Kostenfaktor für die Zuchtpflanzen von ca. 3,-- DM/Pflanze und einer gepflanzten Stückzahl von 6-7/m² erwiesen sich die kostenneutralen Standortpflanzen als wesentlich standfester und wuchsstärker.
Die Ballenpflanzung ergibt sofort eine hohe Standfestigkeit und eine größere Halmzahl pro m² , ist jedoch mit einem viel größeren Zeitaufwand zu verpflanzen und vergrast durch die in den Ballen mit eingebrachten Wurzeln erheblich stärker und schneller. Ebenso gewährleistet sie gerade bei dünnen Substratschichten die abschließend geforderte Ebenheit nicht immer. Die Rhizomansaat hingegen kann sehr schnell und ohne Anwuchsrisiko bei geeigneter Saatzeit ausgebracht werden. Die Abdeckung der Rhizome mit der Erdschicht erhält dabei die gewünschte Ebenheit der Beete in vollem Maße.
Außerdem werden praktisch keinerlei Beikräuter mit eingebracht.Für die Klärschlammvererdungsanlage überschlägig ermittelten Baukosten von etwa 400,-- DM/m² mittlerer Nutzfläche haben sich nach Abschluss des Versuchs auf knapp 350,-- DM/m² nach unten revidiert. Bei einer zehnjährigen Nutzungsdauer mit einer realistischen Gesamtbetrachtung von mindestens 9 - 10 m³ Klärschlamm/m² Beetfläche erreicht man spezifische Entsorgungskosten von ca. 35 - 45 DM/m³ . Dabei ist zu beachten, dass nach Räumung der Klärschlammvererdungsanlage bei einer Weiternutzung die Kosten durch die wegfallenden Baukosten wesentlich geringer sind.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Veröffentlichung von zwei Berichten in der Fachzeitschrift Wasser/Abwasser/Praxis 6/96 und 1/98 Tag der offenen Tür auf der Kläranlage Spiegelberg am 17.09.1995
Durchführung von mehreren Führungen/Besichtigungen an der Versuchsanlage


Fazit

Aus der von 5 auf 10 Wochen verzögerten Bauphase resultierte Zeitdruck und Detailfehler in der Planung der Anlage. Besonders in der Auswahl und bei der Verarbeitung der Abdichtmaterialien ergaben sich erhebliche Mängel. Als Basisabdichtung wird eine HD-PE-Folie empfohlen, die durch einen vom Hersteller beauftragten Verleger eingebracht werden sollte. Die Vergabe der Tiefbaumaßnahmen an eine Tiefbaufirma wird empfohlen, damit bei auftretenden Baumängeln die Fachfirma zur Nachbesserung herangezogen werden kann. Die Versuchsergebnisse ergaben, dass eine Direkteinleitung in den Vorfluter nicht möglich ist. Eine räumliche Trennung von Vererdungsbeet und Kläranlage kann somit nicht stattfinden.