Projekt 21118/01

olnisch-Deutsches Verbundvorhaben: Gärten für sauberes Wasser,Modellhafte Abwasserreinigung mit Pflanzenkläranlagen im Biosphärenreservat Ostkarpaten – Demonstration, Schulung und Ausbildung von Prinzipien der dezentralen Wasserwirtschaft in Natur[…]

Projektdurchführung

Bildungs- und Demonstrationszentrum fürdezentrale Abwasserbehandlung (BDZ) e. V.
An der Lupe 2
04178 Leipzig

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung und Erprobung einer standortgerechten naturnahen Abwasserreinigung mit Pflanzenkläranlagen im Biosphärereservat Ostkarpaten.
Anhand von Bau, Betrieb und Demonstration zweier speziell entwickelter Musterpflanzenkläranlagen sollte in der Region das Vertrauen von Einwohnern, Gemeindevertretern und Behörden in die Pflanzenkläranlagentechnologie gesteigert und die Realisierung einer dezentralen Wasserwirtschaft basierend auf naturnahen, wartungsarmen und kostengünstigen Pflanzenkläranlagen angeregt werden. Dadurch sollte die Region, die durch zwei Nationalparks und das auf drei Länder (Polen, Slowakei, Ukraine) übergreifende Biosphärereservat Ostkarpaten als Ursprung von mehreren Flüssen und die Heimat vieler vom Aussterben bedrohter Tier- und Pflanzenarten geprägt ist, trotz beschränkter finanzieller Mittel kurz- und mittelfristig einen regional adaptierten Lösungsweg zur Entlastung der Wasser- und Abwassersituation finden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Verbundvorhaben des BDZ, der SDK und des UFZ wurden zwei Modell-Pflanzenkläranlagen, so genannte Gärten für sauberes Wasser, im Biosphärenreservat Ostkarpaten errichtet, um zur Verbesserung der Abwassersituation beizutragen.
Die Konzeption der Anlagen orientierte sich an den Erfordernissen der Standorte und erzielte durch ein besonderes landscaping der Filteroberfläche einen zusätzlichen ökonomischen, ökologischen oder ästhetischen Nutzen. Die klassische Bepflanzung mit Reed wurde durch landschaftliche Gestaltungsmittel wie naturnahe Biotope und Ziergärten ersetzt. Dadurch wurden zum einen die Ressourcen schonende Wiedernutzung von Abwasser und Nährstoffen demonstriert und zum anderen führte die naturnahe Integration der Anlagen in das Naturschutzgebiet zu einer Erhöhung der Akzeptanz bei Entscheidungsträgern und potenziellen Nutzern. Bauarbeiten und Monitoring wurden durch ein spezielles Trainings- und Weiterbildungsprogramm flankiert.
Im einzelnen wurden folgende Arbeitsschritte durchgeführt:
- Standortauswahl, Vorplanung der Behandlungsanlagen, Genehmigungsgrundlagen, Bau von zwei Demonstrationsanlagen, Betrieb und Monitoring der Demonstrationsanlagen
- Wissenschaftliche Begleitung des Betriebs der Demonstrationsanlage
- Entwicklung und Durchführung einer Schulungsmaßnahme zum dezentralen Abwassermanagement
- Informationskampagne zu Pflanzenkläranlagen


Ergebnisse und Diskussion

Anfang 2007 wurden in einer Vorauswahl drei potenzielle Standorte im Biosphärenreservat Ostkarpaten identifiziert. Dieses sind eine Pferdefarm, eine Pension sowie eine Grundschule, die sich im slowakischen Teil des Reservates befindet. Für alle drei Standorte wurden eine Vorplanung durchgeführt, die Genehmigungsgrundlagen ermittelt sowie eine Kostenabschätzung und ein detaillierter Finanzierungsplan aufgestellt. Aufgrund des begrenzten Budgets und der räumlichen Nähe zueinander wurden die Standorte Pension in Chmiel und Pferdefarm in Polana ausgewählt, um die Modellanlagen zu errichten.
Der Clean Water Garden für den Standort Pension wurde mit einem hydraulischen Bemessungswert von 30 EW dimensioniert. Hier existierten ein Hausanschluss und eine Drei-Kammer-Absetzgrube, die zu klein dimensioniert war und erweitert werden musste. Das Bodenfiltersystem wurde stufenförmig mit ca. 120 m2 Fläche errichtet. Der ersten vertikal beschickten biologischen Filterstufe schließen sich zwei Horizontalfilter an. Das geklärte Abwasser wird danach über eine Drainage in den Untergrund versickert. Bau- und umweltrechtlich reichte eine fristgemäße Anzeige bei der zuständigen Gemeindeverwaltung.
Für den Standort der Pferdefarm wurde ein Bemessungswert von 12 EW ermittelt und eine Filteroberfläche von ca. 50 m2 kalkuliert. Es wurde ein Hybridfilter gebaut, der im ersten Filterbereich vertikal beschickt wird. Der vertikalen folgt eine horizontale Filterpassage. Ein Schönungsteich dient als zusätzliche Nachklärung und Biotop. Vorhandene Drei-Kammer-Absetzgrube und Hausanschluss wurden 2006 vom Eigentümer installiert und 2008/9 in die Anlage als Vorklärung integriert. Auch diese Anlage ist aufgrund ihrer geringen Größe nicht genehmigungs-, sondern nur anzeigepflichtig bei der Gemeindeverwaltung.
Nach Fertigstellung der Clean Water Gardens wurden Reinigungsleistung und allgemeine Funktionsweise über einen Zeitraum von einem Jahr überwacht. Die Anlagen wurden monatlich beprobt und die Parameter BSB5, CSB, NH4-N, Nges, Pges, TSS and E. coli von einem lokalen Labor untersucht.
Beide Anlagen erfüllten voll die polnischen Anforderungen für die nachfolgende Verrieselung des Abwassers im Untergrund (100 %ige Einhaltung der Grenzwerte für BSB5, CSB und TSS-Konzentration).
Darüber hinausgehende weitergehende Reinigungsergebnisse (100 %ige GW-Einhaltung) bzgl. Pges erreichte die 12 EW Anlage Pferdefarm in Polana (Ablauf nach Teich). Der Stickstoffabbau dagegen brachte an den zwei Systemen nur zeitlich begrenzte Effekte. Mittlere NH4-N-Ablaufkonzentrationen von 41 mg/L bei beiden Anlagen zeigen eine nicht optimale O2-Versorgung der Filtersysteme an. Dadurch sind statt der beabsichtigten aeroben (Vertikalfilter) eher anaerobe (Horizontalfilter) Abbauvorgänge zu vermuten. Die anaeroben Bedingungen und die noch nicht vollständig optimierte Hydraulik (höhere Aufenthaltszeiten und hydraulische Ruhezonen erforderlich) sind als Hauptursachen für die begrenzte Hygienisierungseffizienz anzusehen. Bei einer Reduzierung der Keimzahlen von E. coli um im Mittel zwei Log-Stufen wird der EU-Grenzwert (RL 2006/7/EG) von 1000 KBE E. coli / 100 ml für gutes Badewasser nur vereinzelt eingehalten. Damit ist eine weitergehende Hygienisierung nicht erreicht. Die Optimierungsreserven diesbezüglich wurden im Projektzeitraum jedoch noch nicht voll ausgeschöpft.
Nach Rücksprache mit Behördenvertretern und den zukünftigen Eigentümern der Anlagen vor Ort wurde eine Schulungsmaßnahme konzipiert. Im vorhergehenden Berichtszeitraum wurde vom BDZ ein Schulungs- und Trainingsprogramm für Behördenvertreter und Entscheidungsträger aus dem Biosphären-Reservat Ostkarpaten konzipiert. Das Ziel der Maßnahme war es, die Grundlagen der dezentralen Abwasserbehandlung und die zugrundeliegenden technischen Konzepte aber auch Anforderungen an Betrieb und Wartung zu vermitteln. Außerdem wurden deutsche Finanzierungsmodelle vorgestellt und es fanden Exkursionen zu existierenden Anlagen statt.
Der Kurs wurde vom 25.09.07 bis zum 27.09.07 am BDZ in Leipzig durchgeführt. Die schriftlichen Schulungsunterlagen sowie die Schulungen und Exkursionsführungen wurden aus dem Deutschen ins Polnische übersetzt.
Die Evaluierung der fachlichen und organisatorischen Durchführung wurde im Anschluss der Schulungsmaßnahme durch Bewertungsbögen in polnischer Sprache erhoben. Die Schulungsmaßnahme wurde von den Teilnehmern im Hinblick auf Organisation, Praxisteil, Seminare und Referenten vorwiegend mit sehr gut bewertet.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Das Projekt wurde bisher auf zwei internationalen Konferenzen vorgestellt.


Fazit

Die Pilottechnologien erfüllen die polnischen Anforderungen für die nachfolgende Verrieselung des Abwassers im Untergrund. Bei der Etablierung von Bodenfiltertechnologien in abgelegenen Regionen im Ausland wurden die wesentlichen baulichen Konzepte und eine gute Betriebsführung konsequent umgesetzt.