Projekt 01931/01

Weiterentwicklung von PflanzenklÀranlagen

ProjekttrÀger

Handwerkskammer (HWK) HamburgZEWU
Buxtehuder Str. 76
21073 HamburgZielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Untersuchungen mit den Subterra-Anlagen in Bonnhagen im Rahmen des Projektes Az 01931/01 zeigten, daß die Reinigungsleistungen dieser Anlagen noch weiter gesteigert werden könnten. HierfĂŒr sollten der Einfluß eines RĂŒcklaufsystems, der Betrieb einer tieferliegenden Schlauchebene, die Variation der BewĂ€sserungsintervalle ĂŒber die Zeitschaltuhren sowie der Einsatz weiterer organischer Materialien in den Bodenkörper geprĂŒft werden. Ziel der zusĂ€tzlichen Untersuchungsschritte war daher die Optimierung der Denitrifikation durch das Einbringen von Abwasser in tiefere Bodenschichten (Verbesserung des Kohlenstoffangebotes fĂŒr denitrifizierende Bakterien). Weiterhin sollte die Erprobung verschiedener Substrate zu einer Verbesserung des Lebensraumes fĂŒr die Mikroorganismen fĂŒhren. Durch die unterschiedlichen Einschaltintervalle der Abwasserpumpe wurde die QualitĂ€t der Abwasserreinigung in AbhĂ€ngigkeit von der FlĂ€chenbeschickungsdauer erprobt. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenParallel zu Versuchen an Laboranlagen mit verschieden geschichteten organischen Zuschlagstoffen zur Optimierung der Bakterienpopulation im Filterkörper erfolgte zunĂ€chst der Umbau der Anlagen zur DurchfĂŒhrung der einzelnen Projektabschnitte. FĂŒr das RĂŒcklaufsystem im Feldversuch mußte eine Tauchpumpe und eine WasserzĂ€hleruhr im Kontrollschacht eingesetzt werden. Das Vorhaben zur Optimierung der Denitrifikation erforderte den Einbau einer Verteilerarmatur, eines Schiebers und von Wasseruhren. Aerobe und anaerobe Zonen sind fĂŒr die Abbauprozesse der Mikroorganismen von großer Bedeutung. Die Beeinflussung dieser sollte ĂŒber verschiedene Pumpintervalle geprĂŒft werden. Ergebnisse und Diskussion An einer der Anlagen in Bonnhagen wurde ein RĂŒcklauf gebaut und die AbhĂ€ngigkeit der Reinigungsleistung vom rĂŒckgefĂŒhrten Volumenstrom untersucht. Die Messungen des BSB5 zeigten einen durchschnittlichen Abbau der Abwasserinhaltsstoffe von 96%, fĂŒr den CSB wurde eine 81%ige Abbaurate erreicht. Die Auslaufkonzentrationen beider Parameter unterlagen nur geringen Schwankungen. Diese Ergebnisse stellten eine deutliche Verbesserung gegenĂŒber dem Vorjahresbetrieb ohne RĂŒcklauf dar. Die Nitrifikation konnte durch den RĂŒcklauf ebenfalls erhöht werden. Hier betrug die durchschnittliche NH4-N-Abbaurate 90%. Die Denitrifikation konnte durch diese Verfahrensvariante nicht verbessert werden. Sie lag mit einer durchschnittlichen Abbaurate von 70 % Nanorg.ges. im vergleichbaren Bereich der Werte aus dem Vorjahr. Die PO4-P-Eliminierung verschlechterte sich im Vergleich zum Vorjahr auf durchschnittlich 71%. Die erhöhten Abbauraten von BSB5 und CSB und die verbesserte Nitrifikation wurden mit RĂŒcklaufzahlen ( RĂŒcklaufvolumenstrom / Zulaufvolu-menstrom) zwischen 1,1 und 1,5 erreicht. Nachdem die Reinigungsleistung der Anlage stabilisiert war, konnte mit RĂŒcklaufzahlen zwischen 0,3 und 1 gearbeitet werden. Die Denitrifikation wurde aufgrund des mangelnden Angebotes an leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen nicht optimiert. Die verschlechterten PO4-P-Reinigungsleistungen wurden vermutlich durch geringe Sauerstoffkonzentrationen im Bodenkörper und damit verbundene PhosphatrĂŒcklösungen verursacht. Der Betrieb der tiefliegenden, unteren Schlauchebene sollte zur verbesserten Denitrifizierung fĂŒhren. Die Untersuchungen, die an einer anderen Anlagen in Bonnhagen durchgefĂŒhrt wurden, zeigten, daß sich die BSB5- und CSB-Reinigungsleistungen bei VolumenstromverhĂ€ltnissen > 1 und aufgestauter Anlage verschlechterten. Die BSB5-Reinigungsleistung sank von durchschnittlich 88% auf 82%. Beim CSB wurde eine mittlere Abbaurate von 84% erreicht, wĂ€hrend des Aufstaubetriebes betrug diese nur 76%. Diese Entwicklung lĂ€ĂŸt sich hauptsĂ€chlich auf die verringerten Sauerstoffkonzentrationen im Bodenkörper bei aufgestauter Analge zurĂŒckfĂŒhren. Die Denitrifikation wurde nur bei aufgestauter Anlage durch den Betrieb der unteren Schlauchebene verbessert. Durchschnittlich betrug die Nanorg.ges.-Abbaurate 58%, im Aufstaubetrieb wurden bis zu 79% erreicht. Das VolumenstromverhĂ€ltnis kann zur Optimierung der Denitrifikation im Bereich zwischen 0,5 und 1 angegeben werden. Die gesteigerte Denitrifikation ist auf das verbesserte Angebot an leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen zurĂŒckzufĂŒhren. UnterstĂŒtzend wirkte hierbei der Aufstau der Analge, wodurch vermehrt ano-xische Bodenzonen geschaffen wurden. Die PO4-P-Eliminierung betrug im Mittel 92%. WĂ€hrend des Aufstaubetriebes und mit VolumenstromverhĂ€ltnissen > 1 verschlechterte sie sich auf 83%. Auch hier waren die verringerten Sauerstoffkonzentrationen im Bodenkörper ausschlaggebend fĂŒr die verschlechterten Reinigungsleistungen. Als bestmögliches Substrat bewies sich in Laborversuchen ein Sand/ Weide-Gemisch in einem MischungsverhĂ€ltnis von 1:1 und 1:3. Hier konnte nach einer ca. 26 tĂ€gigen Adaptionszeit ein nahezu 90 - 100%iger Gesamtstickstoffabbau erreicht werden, d.h. es wurde ein idealer Lebensraum und Bedingungen fĂŒr die denitrifizierenden Bakterien geschaffen. Die QualitĂ€t der Abwasserreinigung konnte durch die Änderung der Ein-schaltintervalle der Pumpe nicht optimiert werden. Ein RĂŒckgang der aeroben Abbauprozesse war die Folge, weil dem Boden durch die Reduzierung der Einschaltintervalle auch gleichzeitig seltener die Möglichkeit der Rege-neration gegeben wurde. Unter Regeneration versteht man hier die Anreicherung der Bodenporen mit Luft durch Diffusion. Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation - Handwerkskammer Hamburg, ZEWU - Zentrum fĂŒr Energie-, Wasser- und Umwelttechnik, Buxtehuder Straße 76, 21073 Hamburg, Ansprechpartner: H. Dr. Ankara, Tel. 040/35905-840. - Firma Joachim KrĂŒger PflanzenklĂ€ranlagen, Schloß Duckwitz,17179 Duckwitz/ M.-V., Tel. 039972 / 51961. Fazit Nach den erhaltenen Untersuchungsergebnissen wird durch eine gezielte Beimischung von organischen Substraten der grĂ¶ĂŸte Einfluß fĂŒr die Erhöhung der Denitrifikation und Verbesserung der Reinigungsleistung erreicht. Abschließend betrachtet kann nach den AusfĂŒhrungen des ZEWU die Kom-bination von RĂŒcklaufsystem und Einsatz der unteren Schlauchebene zur weiteren Optimierung des Subterra-KlĂ€rsystems beitragen. Die durch die Beaufschlagung der unteren Schlauchebene optimierte Denitrifikation geht einher mit einer höheren or-ganischen Belastung im Auslauf; diese könnte durch ein RĂŒcklaufsystem verringert werden.

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040/35905-840

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Alte BundeslÀnder

Fördersumme

101.031,28 €

Förderzeitraum

04.08.1993 - 04.01.2000