Projekt 12063/01

Untersuchung des Langzeitbetriebes von Pflanzenkläranlagen am Beispiel der Anlage in Germerswang bei München

Projektdurchführung

Ingenieurbüro ÖKOLOG Geller & Partner
86012 Augsburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In Deutschland werden auch zukünftig mindestens 10% der Einwohner oder 2 Millionen Haushalte ihr Abwasser über Hauskläranlagen (bis 50 EW) oder örtliche kleine Kläranlagen (50 bis 5000 EW) reinigen. Eines der dafür geeigneten Klärverfahren bieten Pflanzenkläranlagen (PKAen) bzw. sogenannte ‚bewachsene Bodenfilter (BBF).
Ziel des Forschungsprojektes war es, die Langzeiterfahrungen anhand von 5 verschiedenen PKAen, die mehr als 8 bis 10 Jahre in Betrieb waren, zu dokumentieren. So wurden die Systemteile: ‚Boden und ‚Pflanzen der PKA Germerswang intensiv untersucht, um damit Aussagen zur Langzeit-Betriebsstabilität und zur (Schad-)Stoffanreicherung machen zu können. Die hier gewonnenen Ergebnisse wurden mit Daten der PKAen in See (bei Nürnberg mit 150 EW), Rade (bei Jetten/Elster, mit 530 EW), Mannersdorf (bei Wien, mit 4.000 EGW) und Weinitzen (bei Graz, mit 210 EW) verglichen.

Zusammengefaßt sollte im Projekt erreicht werden, die Langzeiterfahrung mit Pflanzenkläranlagen am Beispiel Germerswang zu dokumentieren und dazu die vorhandenen Ergebnisse der Abwasser-, Boden- und Pflanzenuntersuchungen sowie die Betriebserfahrungen aus dem Betriebstagebuch und der Befragung des Klärwerkspersonals auszuwerten; den Zustand von Pflanzen und Boden nach 12 Jahren Betrieb zu erfassen; mit der Langzeiterfahrung von weiteren Pflanzenkläranlagen zu vergleichen, den aktuellen Kenntnis- und Erfahrungsstand im In- und Ausland aus dem Langzeitbetrieb sowie die sich daraus ergebenden Empfehlungen zur Dimensionierung und zur Konstruktion, zum Einsatz und zum Betrieb von Pflanzenkläranlagen für den deutschsprachigen Raum zusammenzufassen, und daraus eine knappe, dem Nichtfachmann (Bürger, Politiker, Verwaltungspersonal) und dem Fachmann eine allgemein verständliche Broschüre zu erstellen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAuf der Pflanzenkläranlage in Germerswang wurden 2 mehrwöchige Dauerprobenahmen auf die in einem vom Bundesministerium für Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie unterstützten Projekt (ehemals BMFT-F+E-Projekt 02 WA 88407, wurde 1990 beendet) ermittelten Abwasserparameter durchgeführt.
Im August 1997 wurden zunächst in einer 2-wöchigen Probenahmekampagne Boden- und Pflanzenproben gewonnen und auf bereits untersuchte Parameter und zusätzlich auf AOX, Dioxin und weitere Schwermetalle analysiert. Danach wurden die anderen langzeitig betriebenen PKAen bzw. deren Betreiber und wissenschaftlichen Betreuer vor Ort besucht und befragt. Deren Erfahrungen wurden in einem Bericht zusammengestellt, der auch Empfehlungen für die Einsatzgebiete, für Bemessung und Konstruktion sowie für Bau und Betrieb enthält.
Der Bericht vermittelt sowohl den Fachleuten als auch den Nichtfachleuten (Bürger, Politiker, Verwaltung) wichtige Informationen in knapper und verständlicher Form.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt sowohl die Kurzfassung als auch die ausführliche Langfassung vom April 1998 mit dem Titel Langzeitbetrieb von Pflanzenkläranlagen vor.

Der Vergleich der untersuchten PKAen zeigt im Ergebnis, daß alle PKAen die gesetzlich vorgeschriebenen Mindestanforderungen an die Ablaufwerte vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme an einhalten. Eine Abnahme der Reinigungsleistung im Zuge des Langzeitbetriebes war nach 10 - 15 Betriebsjahren nicht zu erkennen. Erhöhte Ablaufwerte ergaben sich nur dann, wenn die Anlagen hydraulisch überlastet waren, wenn extrem niedrige Temperaturen über lange Zeit herrschten oder wenn das Filtermaterial von Anfang an zu schlecht durchlässig war.
Eine Schadstoffanreicherung hinsichtlich Schwermetallen, Dioxinen und AOX in den Böden der untersuchten PKAen lag nicht vor. Die gefundenen Gehalte lagen alle weit unter den zulässigen Höchstwerten der Klärschlammverordnung.
Bei den Pflanzen setzte sich als dominante Art im Laufe der Jahre Phragmites australis (Schilf) gegenüber allen anderen ursprünglich eingesetzten Arten durch. Nur Schilf besitzt die Fähigkeit, bis in 1 m Tiefe zu wurzeln. Die Schwermetallkonzentrationen in den Schilfhalmen und der Streu der untersuchten PKAen lagen weit unter den Werten der Klärschlammverordnung. Eine Kompostierung der Mahd ist ohne Bedenken möglich.
Auf allen untersuchten Anlagen kam der Art der Vorklärung eine große Bedeutung zu. In gewissem Umfang kam es überall zu Abtrieb aus der Vorklärung, was zu Verstopfungen in den Einlaufrohren oder Verschlammungen im Einlaufbereich der Pflanzenbeete führte. Dies machte den Einbau von noch nicht vorhandenen Spülvorrichtungen in den Einlaufrohren notwendig (Anlagen See und Rade).
Die PKAen an sich stellten sich als sehr wartungsarm heraus, da die Pflanzenbeete selbst fast keiner Pflege bedürfen. Die sonstigen Arbeiten beschränken sich auf Kontrollgänge, Verstellen der Zu- und Ablaufkonzentrationen im Bedarfsfall und Pflege der Außenanlagen. Die geschätzten Werte für den Betriebsaufwand lagen zwischen 7 und 20 Arbeitstagen, abhängig von der Intensität der Kontrollen und der zu mähenden Außenanlagen. Alle Anlagen stießen auf großen Anklang in der Bevölkerung, sowohl in der direkten als auch in der weiteren Umgebung.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Veröffentlichungen:
Es wurde in der Ausgabe 1/98 der Fachzeitschrift ‚Wasser & Boden bereits kurz über das Projekt berichtet; ausführlichere Veröffentlichungen in den Fachjournalen ‚W & B, ‚IAWQ-Specialist Groups Newsletter und ‚WAP sind eingereicht.
Beim Erfahrungsaustausch Pflanzenkläranlagen Weihenstephan in Kassel im Mai 1998 wurde den Fachleuten in diesem Bereich berichtet.


Fazit

Die Dokumentation des Langzeitbetriebes von Pflanzenkläranlagen vom Filtermaterial und den Erfahrungen der Beteiligten her konnte antragsgemäß umgesetzt und erstellt werden.
Die Ergebnisse entsprachen im Grunde den Erwartungen bezüglich des Filtermaterials und sie wurden in den Handlungsanleitungen umgesetzt.
Der hinzugekommene bzw. durch das Projekt nochmals bestätigte Erfahrungsschatz verschafft bei Planung, Genehmigung, Bau und Betrieb von PKAen künftig zusätzliche Sicherheiten.