Ergänzend fügen wir einen Bericht der FH
Münster zu ihrer RBF-Versuchsanlage in der Kläranlage Neuss an.
Der Autor ist Mitarbeiter von Professor Uhl, Fachhochschule Münster,
Corrensstraße 25, 48149 Münster
Erfahrungen mit halbtechnischen Schilf-bepflanzten Bodenfiltern
von Dipl.-Ing. Martin Janiczek
1. Veranlassung
In Rahmen eines F/E-Vorhabens werden unterschiedliche Substrate hinsichtlich
ihrer Reinigungsleistung untersucht. Hier sollen kurz die gesammelten Erfahrungen
mit halbtechnischen Schilf-Bepflanzten Bodenfiltern dargestellt werden.
2 Material und Methoden
Im Frühjahr 2003 wurden auf einer halbtechnischen Bodenfilteranlage
zwei neue Bodenfilter aufgestellt und mit Schilfpflanzen (Phragmites australis)
der Fa. BGS Ingenieurbiologie und – ökologie GmbH (Tangstedt) ausgestattet.
Der Unterschied bei den beiden Bodenfilter ist die Art der eingebrachten Carbonatpellets
(vgl. Tabelle 2.1).
Tabelle 2.1: Kenndaten der mit Schilf-bepflanzten Bodenfilter
| Bodenfilter | 1 |
2 |
|
Sand |
Sand |
||
85 Vol.-% Sand, 15 Vol.-% Pellets als Auflage |
85 Vol.-% Sand, 15 Vol.-% Pellets untergemischt |
||
| Filtermächtigkeit | [cm] |
93,4 |
95,5 |
| Drosselabflussspende | [l/(s × m²)] |
0,01 |
0,01 |
| Drosselabfluss | [l/min] |
2,83 |
2,83 |
| Bauhöhe | [cm] |
191 |
192 |
| Innendurchmesser | [cm] |
245 |
245 |
| Filteroberfläche | [m²] |
4,71 |
4,71 |
| Dränageschicht (1) | [cm] |
20 |
20 |
| (1) 2/8 und 8/16 (jeweils 10 cm) |
2.2 Substrate
In Tabelle 2.2 ist die Einteilung des Substrates in die einzelnen Kornfraktionen,
dargestellt. Aufgrund des geogen bedingten geringen Carbonatgehaltes des eingesetzten
Substrates wurden als Zuschlag 15 Vol.-% Carbonatpellets homogen beigemischt
(Bodenfilter 2). Eine ausreichende Carbonatversorgung des Filters ist erforderlich
aufgrund der dort stattfindenden Nitrifikationsprozesse nach dem Leerlaufen
der Filter. Beim Bodenfilter 1 erfolgte die Zugabe der Carbonatpellets lediglich
als Auflage (15 Vol.-%). Durch die grobe Körnung des 3 Zuschlagstoffes
verschob sich die Sieblinie (Bodenfilter 2) leicht in den grobkörnigeren
Bereich.
Tabelle 2.2: Körnung der eingesetzten Substrate
| Ton + Schluff | Feinsand |
Mittelsand |
Grobsand |
Feinkies |
Substrat |
T+U |
fS |
mS |
gS |
fG |
|
[Gew.-%] |
|||||
| Sand (1) | 0 |
8 |
44 |
44 |
4 |
| Sand (2) | 0 |
7 |
43 |
47 |
3 |
| (1) in Bodenfilter 1 eingesetzt |
|||||
| (2) in Bodenfilter 2 eingesetzt |
2.3 Schilfbepflanzung
Die beiden Bodenfilter wurden Ende April 2003 mit
Schilf durch die Fa. BGS bepflanzt. Es wurden Topflanzen verwendet, die ein
Vegetationsjahr vorkultiviert waren. Die Pflanzenspezifikation lautet ARMAFLOR®
Typ MP5, Durchmesser ca. 5 cm, 3-4 Triebe in Kokos angezogen.
Aus Kostengründen wurde auf den Einsatz von Schilfmatten verzichtet.
Um eine möglichst hohe Pflanzendichte innerhalb der ersten Vegetationsperiode
sicherzustellen, wurden 5 – 6 Topfpflanzen/m² gesetzt. Die Schilfbepflanzung
wurde nach den Empfehlungen des Handbuchs für Planung, Bau und Betrieb
von Retentionsbodenfiltern wie folgt etabliert [1]:
In der nachfolgenden Bilderdokumentation sind die Filter kurz nach der Schilfbepflanzung dargestellt. Des Weiteren wurden Photos von den beiden Bodenfiltern in unregelmäßigen Zeitabständen gemacht. Somit wird die erste sowie Anfang der zweiten Vegetationsperiode anhand der Photos gut abgebildet.
Bilderdokumentation der mit Schilf-Bepflanzten Bodenfilter 1 und 2 (erste und Anfang der zweiten Vegetationsperiode):
 |
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| Bild 2.1: Gelieferte Schilfpflanzen am 25.04.2003 (Ø ca. 5 cm, H = 30 cm) | ||
 |
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|
| Bild 2.2: Bodenfilter 1 (links) und 2 (rechts) nach der Bepflanzung am 25.04.2003 | ||
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| Bild 2.3: Bodenfilter 1 (links) und 2 (rechts) nach ca. 4 Wochen (28.05.2003) | ||
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| Bild 2.4: Bodenfilter 1 (links)
und 2 (rechts) nach ca. 8 Wochen (24.06.2003). Größe der Schilfpflanzen ca. 1,00 m |
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| Bild 2.5: Bodenfilter 1 (links)
und 2 (rechts) nach Ende der ersten Vegetationsperiode am 20.10.2003. Größe der Schilfpflanzen ca. 1,50 m |
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 |
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| Bild 2.6: Bodenfilter 1 (links)
und 2 (rechts) zu Beginn der zweiten Vegetationsperiode am 17.05.2004. Größe der Schilfpflanzen ca. 1,70 m |
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| Bild 2.7: Bodenfilter 1 (links)
und 7 (rechts) am 24.06.2004. Größe der Schilfpflanzen ca. 2,20 m |
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2.4 Beschickungsstrategie
Ab Februar 2004 wurde mit der sog. weitergehenden
Einfahrphase der Bodenfilter 1 und 2 begonnen. Die weitergehende Einfahrphase
diente der Vorbereitung der Bodenfilter auf reale Mischwasserereignisse. D.
h. Beschickung der Filter mit konditioniertem Abwasser unter Vermeidung eines
Filterüberstaus. Dabei wurde eine Entleerungsdauer von < 24 h eingehalten,
um die Filter nicht unnötig lange zu belasten. Nach 4 derartigen Beschickungen
wurden die Filter am 29.04.2004 das erste Mal mit Mischwasser beschickt. Die
Beschickungshöhe betrug dabei ca. 1,1 m WS. Die Drosselabflussspende
der beiden Filter beträgt 0,01 l/(s × m²). Mit der Drosselabflussspende
wird die Filtergeschwindigkeit der Filter geregelt.
Eine ausreichende Aufenthaltszeit des Wassers in den Filter ist hinsichtlich
der Adsorption von NH4 +-Ionen zwingend notwendig.
Insgesamt wurden die die Bodenfilter 1 und 2 bis Mitte September 2004 14 Mal
beschickt, darunter sind 9 Beschickungen mit konditioniertem Abwasser und
5 mit Mischwasser aus einem RÜB. Die Beschickungsmangen und Höhe
sind in der Tabelle 2.3 dargestellt. Die unterschiedlichen
Beschickungshöhen und –mengen sind bedingt durch die unterschiedlichen
effektiven Porenvolumina der Filter.
Tabelle 2.3: Beschickungshöhen und –mengen in den Bodenfiltern 1 und 2
Bodenfilter |
Drosselabflussspende qd |
Σ Beschickungs- menge (Gesamt)(3) |
Σ Beschickungs- höhe (Gesamt)(3) |
Σ Beschickungs- menge (4) |
Σ Beschi ckungs- höhe (4) |
Σ Beschickungs- menge (5) |
Σ Beschickungs- höhe (5) |
l/(s × m²) |
[l] |
[m] |
[l] |
[m] |
[l] |
[m] |
|
| 1(1) | 0,01 |
67.521 |
14,3 |
37.237 |
7,9 |
31.672 |
6,7 |
| 2(2) | 0,01 |
62.805 |
13,3 |
34.361 |
7,3 |
28.445 |
6,0 |
| (1) 15 Vol.-% Carbonatpellets als Auflage | |||||||
| (2) 15 Vol.-% Carbonatpellets untergemischt | |||||||
| (3) Mischwasser + konditioniertes Abwasser | |||||||
| (4) Mischwasser | |||||||
| (5) konditioniertes Abwasser |
3 Zusammenfassung
und Bewertung
Wie bereits anhand des Bildermaterials aus Kap. 1
erkennbar wird, sind die eingesetzten Schilfpflanzen von der Fa. BGS in den
Bodenfiltern 1 und 2 während der Etablierungsphase erfolgreich angewachsen.
Die bisher durchgeführte Betriebsweise (Versorgung der Schilfpflanzen
während der ersten Vegetationsperiode und der weitergehenden Einfahrphase)
der beiden Filter zeigt keine negativen Beeinträchtigungen hinsichtlich
des Schilfpflanzenwachstums.
Die bisher aufgebrachten sowohl konditionierten Abwasser sowie Mischwassermengen
zeigen keine Kolmationsneigung der Filter. Hinsichtlich des Aufwuchsverhaltens
kann nur auf das vorhandene Bildmaterial zurückgegriffen werden. Um eine
genauere Aussage hinsichtlich des Aufwuchsverhaltens treffen zu können,
müsste jedoch eine Pflanzenbonitierung erfolgen.
4 Literatur
[1] Retentionsbodenfilter – Handbuch
für Planung, Bau und Betrieb, Hrsg: Ministerium für Umwelt und Naturschutz,
Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf,
2003, ISBN 3-9808617-1-6
Kontakt:
BGS Ingenieurbiologie und -ökologie GmbH ~ Dorfstraße 120 ~ 25499
Tangstedt ~ Tel.: +49 - (0)4101-48 00 88 ~ Fax: +49 - (0)4101-48 00 91
www.bestmann-green-systems.de
~ bgs@bestmann-green-systems.de
Impressum:
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