Projekt 14178/04

Verbund Bewachsene Bodenfilter: Erstmaliger großtechnischer Einsatz Bewachsener Bodenfilter zur Behandlung von Kompostplatz-Sickerwässern anhand zweier Modellanlagen in Thüringen und Bayern

Projektträger

Ingenieurbüro ÖKOLOG Geller & Partner
86012 Augsburg
Telefon: 0821-575165

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Abwässer von Kompostplätzen, meist abgelegen von einer zentralen Kläranlage liegend, sind oft nur sehr teuer zu entsorgen. Eine Alternative ist die Reinigung in Bewachsenen Bodenfiltern (BBF), die hier erstmals in dieser Verfahrenskombination im großtechnischen Maßstab an einer Modellanlage technisch optimiert und dokumentiert werden sollte. Dabei lag der Schwerpunkt auf der Optimierung der Anlagenkonzeption, bestehend aus dem Vorfeld der Kläranlage (d. h. im Kompostwerk), der Vorklärung, dem Bewachsenen Bodenfilter sowie evtl. erforderlicher Nachreinigungsstufen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBau der Versuchsanlage, Versuche zu verschiedenen Vorklärverfahren (Absetzen, Hydrozyklon, Filtercontainer, Sequencing Batch Reactor (SBR)-Verfahren) im labor- und halbtechnischen Maßstab, Optimierung der eingesetzten Verfahrenskombination (Vorklärung, Bewachsener Bodenfilter, evtl. Nachreinigung), regelmäßige Abwasseruntersuchungen, Untersuchung der maximalen Leistungsfähigkeit der Anlage, Zusammenstellung und Auswertung der vorhandenen Analysen (Abwasser, Filtermaterial), Betriebserfahrungen und Kostenaufstellungen; Vergleich mit anderen Verfahren, Berichterstellung.


Ergebnisse und Diskussion

In diesem Projekt wurde beim Projektpartner WGV Recycling GmbH in Quarzbichl die Reinigung von Kompostplatzabwasser in
Bewachsenen Bodenfiltern im Praxismaßstab untersucht. Das Kompostplatzabwasser ist im Vergleich zu kommunalem Abwasser stärker belastet und es können starke Mengen- und Konzentrationsschwankungen auftreten. Die Eintragswege von Schmutzstoffen in das Abwasser sollten erfasst und kontrolliert werden, um Belastungsspitzen zu vermeiden. Es zeigte sich, dass vor allem bei der Bioabfallanlieferung eine hohe Abwasserbelastung entsteht, die durch Abtrennung und separate Entsorgung vermindert werden kann.
Der Absetzprozess hat sich in den Untersuchungen bei der Abtrennung von Feststoffen bewährt. Da der Großteil der Feststoffpartikel sehr klein ist, sollte eine ausreichende Aufenthaltszeit gewählt werden. Feststoffe im gesammelten Abwasser sollten möglichst umgehend abgetrennt und schnell aus dem Abwassersystem entfernt werden, um Lösungen von Inhaltsstoffen aus dem Schlamm und Geruchsprobleme durch Gärprozesse zu vermeiden. Zur Feststoffentfernung haben sich Filtercontainer mit organischem Filtermaterial und der regelmäßige Schlammabzug aus einem SBR bewährt.
Die Bewachsenen Bodenfilter zeigten auch bei stark schwankender Belastung gute Ergebnisse. Beim Chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) ergab sich auch bei Belastungen von über 25 bis 50 g/(m2xd) für die Gesamtfläche keine Abnahme des Reinigungsgrads. Dabei wurden in den Sommermonaten bei Temperaturen größer 12 °C im Mittel Wirkungsgrade von 86 % erreicht, in den Wintermonaten waren es im Mittel 71 %.
Für Vertikalfilter mit sandigem Filtersubstrat wird bei alternierendem Betrieb und einer hydraulischen Be-lastung von 60 mm/d als Auslegungsgröße eine maximale Flächenbelastung von 30 g/(m2xd) im Winter und 50 g/(m2xd) in den Sommermonaten empfohlen. Unter diesen Bedingungen hat sich während der Untersuchungszeit keine Kolmation eingestellt.
In den Bodenfiltern erfolgte bei Temperaturen über 5 °C eine fast vollständige Nitrifikation. Durch Teilstromrückführung in die Vorreinigung konnte mittels Denitrifikation eine verbesserte Gesamtstickstoff-Elimination erzielt werden. Der Phosphatrückhalt zeigte eine jahreszeitliche Abhängigkeit. Da die Phosphataufnahme der Bodenfilter voraussichtlich zeitlich begrenzt ist, sollten Phosphateinträge durch Maßnahmen im Vorfeld der Bewachsenen Bodenfilter so weit wie möglich vermieden werden.
Mit der aktivierten Vorklärung nach dem SBR-Verfahren wurde eine biologische Phosphat-Elimination erfolgreich eingesetzt. Diese Möglichkeit empfiehlt sich vorwiegend für größere Anlagen, da mehr Technik und Betreuung erforderlich sind.
Problemstoffe, wie Schwermetalle und Halogenide, haben im Abwasser des untersuchten Kompostplatzes keine Bedeutung. Im Ablauf lagen die Konzentrationen von Schwermetallen an der Nachweisgrenze und die AOX-Gehalte (adsorbierbare organische Halogenverbindungen) bei 0,03 mg/l. Eine relevante Anreicherung von Schadstoffen im Boden wurde nach zweieinhalb Betriebsjahren nicht beobachtet.
Ein Kostenvergleich zeigt, dass die Lösung mit Bewachsenen Bodenfiltern in der momentanen Ausbaustufe ähnliche Kosten verursacht wie die vollständige externe Entsorgung und wesentlich günstiger ist als eine Überdachung des Kompostplatzes. Bei aktivierter Vorklärung wurde ein höherer Abwasserdurchsatz und damit eine Verminderung der Kosten erreicht. Mit einer Anpassung der Anlagensteuerung an die vorhandene Abwassermenge kann die in der Kläranlage behandelte Menge weiter optimiert werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

- Projektvorstellung bei der IFAT in München im Mai 1999 und beim Tag der offenen Tür der WGV in Quarzbichl im September 1999.
- Projektvorstellung beim Erfahrungsaustausch Pflanzenkläranlagen der Ingenieur-Ökologischen Vereinigung (IÖV) 1999, 2000, 2001.
- Geller, G., Höner, G., Lindenblatt, C. (2001): Bewachsene Bodenfilter - Möglichkeiten und Grenzen. Vorträge in der Seminarreihe Abwasser- und Klärschlammbehandlung im ländlichen Raum. Bayerische Akademie Ländlicher Raum, 3./10./24. Juli 2001.
- G. Geller (2001): Oberflächenwasserreinigung mit Bewachsenen Bodenfiltern. Vortrag bei den Internationalen Regenwassertagen der Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung (fbr), Mannheim 10.-14.9.2001.


Fazit

Die Untersuchungen haben gezeigt, dass sich Bewachsene Bodenfilter aufgrund ihrer hohen und stabilen Reinigungsleistung zur Reinigung von Kompostplatzabwässern eignen. In Verbindung mit einer angepassten Vorklärung und einem Management der Zulauffrachten können Bewachsene Bodenfilter wirtschaftlich bei der Behandlung von Kompostplatzabwasser eingesetzt werden.