Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die meisten im Einsatz befindlichen Bodenfilter zeigen gute bis sehr gute Reinigungsleistungen. Im Einzelfall kann es allerdings zu einer Verstopfung der Filterporen kommen. Diese so genannte Kolmation verhindert einen einwandfreien Kl\u00e4rbetrieb und kann Geruchsbel\u00e4stigungen verursachen. Ziel dieses Vorhabens ist es, Kolmationsursachen durch vergleichende Untersuchungen an kolmatierten und nicht kolmatierten Anlagen zu ermitteln. Damit wird ein \u00dcberblick \u00fcber die unterschiedlichen Randbedingun-gen, die zu einer Kolmation f\u00fchren, gewonnen. Die Ergebnisse dienen als Grundlagen zur Erstellung eines Handbuchs mit Handlungsanweisungen zur Kolmationsvermeidung bzw. zur Sanierung kolmatierter Anlagen (s. hierzu auch AZ 14178\/09).<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenF\u00fcr die Untersuchung der Kolmation wurden Boden- und Abwasseruntersuchungen in regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden \u00fcber einen Zeitraum von 3 1\/2 Jahren an 5 verschiedenen Anlagen der Verbundpartner durchgef\u00fchrt. Das erm\u00f6glichte den Vergleich zwischen neuen und langj\u00e4hrig betriebenen Anlagen.
\nBei der Abwasseruntersuchung lag der Schwerpunkt auf der Messung der abfiltrierbaren Stoffe (AFS) speziell ihrer Korngr\u00f6\u00dfenverteilung und Zusammensetzung. Die ermittelten Werte der verschiedenen Anlagen wurden in Bezug zur jeweiligen Kolmationstendenz gesetzt. Weitere Abwasserkennwerte (chemischer Sauerstoffbedarf, CSB; biologischer Sauerstoffbedarf, BSB5 usw.) wurden von den Verbundpartnern zur Verf\u00fcgung gestellt.
\nIm Filterboden wurden vor allem mikromorphologische und bodenphysikalische Untersuchungen zur Ver\u00e4nderung innerhalb des Porenraums bei einer Kolmation sowie bei der Regeneration durchgef\u00fchrt. Zum Einsatz kamen Polarisations- und Konfokales Laser Scanning Mikroskop. Au\u00dferdem wurden die Porengr\u00f6\u00dfenverteilung und die Aggregation des Gef\u00fcges ermittelt. Weiterhin wurde die biologische Aktivit\u00e4t mit Hilfe von Biomasse- und Enzymbestimmungen gemessen und der Ab- und Umbau organischer Substanz im Boden bestimmt.
\nErg\u00e4nzend zu diesem Messprogramm wurden an zwei Anlagen feste Messsensoren, bestehend aus Tensiometern (= Wasserspannung), FDR-Sonden (= Wassergehalt), Temperaturf\u00fchlern sowie Redox-elektroden installiert, mit deren Hilfe die physikochemischen Milieubedingungen ermittelt werden konnten.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Zur Erfassung des physikochemischen Milieus sind die eingesetzten Redox- und Wassergehaltssonden geeignet. Beide Sensortypen reagieren sensibel auf die einzelnen Abwasseraufgaben. Bei einer beginnenden Kolmation sinkt das Redoxpotenzial auf einen relativ konstanten Wert ab und die einzelnen Abwasseraufgaben haben keine Potenzial\u00e4nderung mehr zur Folge. \u00c4hnliches gilt f\u00fcr die Wassergehalts-messung, hier steigen die Werte bei einem Kolmationszustand auf einen konstanten Wert an. Interessant ist die Langzeitstabilit\u00e4t. An den Redoxsonden kann es grunds\u00e4tzlich, in Abh\u00e4ngigkeit vom Redox-potenzial, durch Belegungen der Oberfl\u00e4che zur Vergiftung der Sonde kommen. Dies wurde jedoch bis zum Ende der Untersuchungen nicht beobachtet.
\nDie Versickerungsleistung wurde mit Hilfe eines modifizierten Open-End-Test-Rohrs im Gel\u00e4nde und im Vergleich dazu im Labor an ungest\u00f6rten Proben (250 cm\u00b3 Stechringe) gemessen. Der Einsatzbereich der Labormessmethode ist auf nicht kolmatierende Filter beschr\u00e4nkt, da eine Entnahme von Stechzylindern unter der Wasseroberfl\u00e4che nicht m\u00f6glich ist. Das Open-End-Test-Ger\u00e4t erlaubt dagegen auch ei-ne Messung der Versickerungsleistung auf kolmatierenden Filtern, weshalb diese Messmethode vorteil-hafter ist. Die Ergebnisse verdeutlichen eine stetig abnehmende Versickerungsleistung um bis zu 4 Zehnerpotenzen bei kolmatierenden Anlagen im Laufe eines Abwasserbeschickungszyklus. In den Som-mermonaten wurde eine Regeneration der Versickerungsleistung innerhalb eines Zeitraums von ein bis drei Wochen ermittelt.
\nDie biologische Aktivit\u00e4t zeigt eine feine Schichtung \u00fcber die Tiefe. Bei allen Parametern (Biomasse, Grundatmung und Enzymaktivit\u00e4t) wurden die h\u00f6chsten Werte in der obersten Schicht (0-3 cm unter Gel\u00e4ndeoberfl\u00e4che) gemessen. Zur Tiefe hin nahmen die Werte kontinuierlich ab. Die Messung der Atmungsaktivit\u00e4t ist zur Bestimmung der biologischen Aktivit\u00e4t in kolmatierten Filtern nicht geeignet. Es wurden erg\u00e4nzend Aktivit\u00e4tsmessungen mit der FISH-Methode (Gensonden) durchgef\u00fchrt.
\nDie Messung des Porenvolumens ergab eine deutliche Ver\u00e4nderung des Porenspektrums an der Filteroberfl\u00e4che gegen\u00fcber tiefer gelegenen Schichten. Der Feinporenanteil nimmt mit der Zeit zu, in gleichem Ma\u00dfe nimmt der Anteil weiter Grobporen ab. Da der Einfluss der biologischen Porenf\u00fcllung aufgrund der Probenvorbereitung als gering einzustufen ist und da dies nur bei \u00e4lteren Anlagen gemessen wurde, kann man von einer Auswirkung der Schwebstofffracht ausgehen. Der R\u00fcckgang der weiten Grobporen f\u00fchrt zu einer verminderten Versickerungsleistung, da eine nennenswerte Versickerung nur in diesem Porenbereich stattfindet.
\nDie Schwebstofffracht sowie die CSB-Werte im Zulauf auf die Filter korrelieren mit der Kolmationsneigung der Filter. Um Kolmationen langfristig zu vermeiden, sollte die Menge der AFS 5g\/m\u00b2 x d und der CSB 20g\/m\u00b2 x d nicht \u00fcbersteigen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Auf den im Rahmen des Teilprojekts Projektmanagement und \u00d6ffentlichkeitsarbeit erstellten Flyern konnte man Informationen zur Langzeitstabilit\u00e4t\/Kolmation von Bodenfiltern anfordern. Es wurde Kontakt zu 38 Interessenten aufgenommen, wobei es mit verschiedenen Interessenten zu einem engeren Austausch von Informationen kam. Zwei der dabei bekannt gewordenen Anlagen wurden auch beprobt. Die Ergebnisse wurden auf nationalen und internationalen Kongressen vorgestellt und in einer Fachzeitschrift publiziert:
\n–\t8th biennial conference on Wetland Systems for Water Pollution Control der International Water Association (IWA), Arusha, Tansania, 2002.
\n–\tFachtagung der Deutschen Vereinigung f\u00fcr Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V., Hennef, 2003.
\n–\tWinter, K.-J. & Goetz, D. (2001): Kolmation in Bewachsenen Bodenfiltern. Wasser & Boden 53 (3): 19-22.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit dem Vorhaben wurden die gesteckten Ziele erreicht. Einzelne Arbeitsschritte mussten modifiziert werden. Der Gesamtzeitplan konnte aber trotz der zus\u00e4tzlich erstellten Kleinkl\u00e4ranlage und einigen in dieser Form nicht erwarteten Schwierigkeiten eingehalten werden.
\nIm Rahmen der Arbeit wurden neue Methoden f\u00fcr die Probenpr\u00e4paration zur mikroskopischen Analyse von Kolmationserscheinungen und f\u00fcr die Fraktionierung von Schwebstoffen entwickelt sowie die Technik f\u00fcr Infiltrationsmessung auf Bodenfiltern verbessert.
\nEs konnten grunds\u00e4tzliche Mechanismen der Kolmationsentstehung gekl\u00e4rt werden. Daraus wurden dezidierte Vorschl\u00e4ge zur Kolmationspr\u00e4vention abgeleitet, die dem Planer und dem Betreiber der Anlagen Kenndaten an die Hand geben. F\u00fcr die Ert\u00fcchtigung kolmatierter Bodenfilter wurde ein Verfahrensschema erstellt. Die Ergebnisse der Untersuchungen erm\u00f6glichen einen gesicherten Betrieb Bewachsener Bodenfilter in der Praxis und bieten wissenschaftlich abgesicherte Daten f\u00fcr die Planung Bewachsener Bodenfilter.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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