Aufbau und Funktion
Anlagen-Flexibilität
Betriebsergebnisse
Kosten
Beratung,
Planung, Anlagenbau
Allgemeine Informationen zu Pflanzenkläranlagen
Anwendungsgebiete
Als
naturnahes Verfahren der Abwasserreinigung eignen sich
Pflanzenkläranlagen zur biologischen Reinigung von häuslichem oder
vergleichbarem Abwasser. Sie eignen sich nur eingeschränkt zur
Reinigung gewerblicher und industrieller Abwässer, die einseitig
zusammengesetzt oder hoch belastet sind und biologisch schwer oder
nicht abbaubare Stoffe, wie z.B. Schwermetalle oder Lösungsmittel
enthalten.
Pflanzenkläranlagen
werden als Kleinkläranlagen bis maximal 50 Einwohnerwerten (EW) oder
als Ortskläranlagen bis zu einer Ausbaugröße von 1.000 EW zur
Entsorgung kleinerer Ortsteile von Privatpersonen oder von Kommunen
betrieben. Neben dem Einsatz als Hauptklärstufe werden sie auch als
Nachreinigungsstufe technischen Kläranlagen oder natürlich belüfteten
Abwasserteichen nachgeschaltet.
Standortvoraussetzungen
Zur
Einleitung des gereinigten Abwassers muß wie bei allen anderen
Kläranlagen ein aufnahmefähiges Gewässer vorhanden sein. Einleitungen
in stehende Gewässer oder Trockengräben ohne ausreichende Wasserführung
sind nicht zulässig. Einleitungen in das Grundwasser (GW) werden in der
Regel nur genehmigt, bei ausreichender Sickerfähigkeit des Bodens,
ausreichendem GW-Abstand und wenn eine Gefährdung der
Trinkwassergewinnung auszuschließen ist.
Aufbau und Funktion
Eine
Pflanzenkläranlage hat mehrere Systemkomponenten. Je nach Größe der
Anlage muß das Abwasser in einem Absetzteich oder in einer
Mehrkammerabsetz- oder -ausfaulgrube mechanisch vorgeklärt werden, ehe
es dem Pflanzenbeet als biologische Reinigungsstufe zugeführt wird. Im
unmittelbaren Bereich des Pflanzenbeetes wird das Abwasser in der Regel
über Zu- und Ablaufkontrollschächte und Einrichtungen zur
Abwasserverteilung und -sammlung geführt. Hinzu kommen Wartungs- und
Betriebseinrichtungen, z.B. ein Betriebsgebäude oder bei kleineren
Anlagen ein Schaltschrank für eine Pumpanlage.
Das mit
Sumpfpflanzen bewachsene Pflanzenbeet besteht aus einem sandig-kiesigen
Bodenkörper, der auch bis zu 5 % bindige, d.h. lehmige Anteile
enthalten kann. Darüber hinaus existieren vorwiegend horizontal oder
vertikal durchströmte Pflanzenbeete.
Beim horizontal durchströmten Pflanzenbeet fließt das vorgeklärte
Abwasser gleichmäßig verteilt auf der einen Seite des Beetes zu,
durchströmt das Beet in horizontaler Richtung, ehe es über ein Dränrohr
gesammelt und abgeleitet wird. Ein Großteil des Bodenkörpers ist hier
ständig mit Wasser eingestaut.
Bei einem
vertikal durchströmten Beet wird das Abwasser in der Regel
intermittierend über Pumpen oder Heberanlagen zugeführt und über nahe
der Oberfläche des Bodenkörpers verlegte gelochte Rohre über die
gesamte Fläche verteilt. Der Bodenkörper ist dabei nur kurzzeitig
eingestaut, so daß sich Lückenräume wieder mit Luft füllen können.
Daraus resultiert eine bessere Sauerstoffversorgung, wodurch der
biologische Abbau der organischen Stoffe gefördert wird. Ein
vollständiger Abbau von Stickstoffverbindungen kann dadurch jedoch
behindert werden, der zusätzlich auch sauerstoffarme Zonen erfordert.
Das
Abwasser wird in einer Pflanzenkläranlage durch komplexe physikalische,
chemische und biologische Vorgänge gereinigt, wobei Bodeneigenschaften,
Mikroorganismen und Pflanzen zusammenwirken. Die organischen
Inhaltsstoffe werden hauptsächlich von den zahlreichen Mikroorganismen
abgebaut, die sich an der Oberfläche der Bodenpartikel und
Pflanzenwurzeln befinden.
Durch das Wachstum der Pflanzen selbst wird nur ein geringer Anteil an
Stoffen (max. 5-10 %) aus dem Abwasser entfernt. Ihre Bedeutung liegt
vielmehr darin, daß unterirdisch die Wurzeln als Aufwuchsfläche für
Mikroorganismen dienen, Verstopfungen des Bodenkörpers entgegenwirken
und durch Abgabe von Stoffen wie z.B. Sauerstoff die Aktivität der
Mikroorganismen fördern können. Außerdem wurde beobachtet, daß die
Abgabe bestimmter chemischer Substanzen daneben auch die Aktivität
unerwünschter Fäkalkeime im Abwasser hemmen kann. Oberirdisch sorgt das
Pflanzenmaterial durch Verdunstung und Beschattung im Sommer und
Wärmedämmung im Winter für einen Temperaturausgleich im Bodenkörper.
Damit
eine Pflanzenkläranlage funktioniert, muß der Bodenkörper dauerhaft
ausreichend von Wasser durchströmt werden können. Da beim
Reinigungsprozeß zudem Filtrations- und Anlagerungsvorgänge eine
wesentliche Rolle spielen, ist die Zusammensetzung, Größe und
Verteilung der Körnung im Bodenkörper von zentraler Bedeutung. So
werden z.B. Phosphate, die sich biologisch nicht abbauen lassen, an die
bindigen Anteile im Bodenmaterial angelagert.
Reinigungsleistungen
Die
Anforderungen an die Reinigungsleistung von Kläranlagen sind in der
Allgemeinen Rahmen-Verwaltungsvorschrift nach § 7a
Wasserhaushaltsgesetz (WHG) geregelt. Für Pflanzenkläranlagen gelten
grundsätzlich die gleichen Anforderungen wie für andere Kläranlagen.
Bis zu einer Ausbaugröße von 1.000 EW betragen die Anforderungen an den
Abbau der organischen, sauerstoffzehrenden Verschmutzung, gemessen als
chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) und biochemischer Sauerstoffbedarf
(BSB5) 150 bzw. 40 mg/l. Diese Anforderungen werden von
Pflanzenkläranlagen allgemein sicher eingehalten.
Soll das
geklärte Abwasser in ein empfindliches Gewässer eingeleitet werden,
kann die Wasserbehörde im Einzelfall strengere Anforderungen stellen
und auch für die Nährstoffparameter Stickstoff oder Phosphor
Mindestanforderungen festlegen. Der Betrieb vieler Pflanzenkläranlagen
hat gezeigt, daß sie auch solchen strengeren Maßstäben gerecht werden
können. Kleinkläranlagen
(bis 50 Einwohner) unterliegen nicht den gesetzlichen
Mindestanforderungen der genannten Abwasserverordnung. Aus Gründen des
Umweltschutzes werden an Kleinkläranlagen, die als Dauerlösung
konzipiert sind, in der Praxis jedoch zunehmend die gleichen
Anforderungen gestellt.
Planung, Bau und Betrieb
Hinweise
zur Planung und zum Bau:
Pflanzenkläranlagen
bedürfen ebenso wie andere biologische Reinigungsverfahren einer
sorgfältigen Planung, einer fachmännischen Herstellung sowie einer
regelmäßigen Überwachung, Wartung und Pflege.
Richtlinien für die Bemessung der Pflanzenkläranlage insbesondere für
die Dimensionierung und Auslegung des Bodenkörpers sowie der Auswahl
des Bodenmaterials finden sich im Arbeitsblatt A 262 der
Abwassertechnischen Vereinigung (ATV).
Pflanzenbeeten
darf wegen der Verstopfungsgefahr grundsätzlich nur von Grob- und
Schwimmstoffen befreites Abwasser zugeführt werden. Deshalb ist ihnen
zur mechanischen Vorreinigung stets eine geeignete Absetzgrube, in der
Regel eine Mehrkammergrube, vorzuschalten. Durch die Entschlammung
verbessern sich auch die hygienischen Bedingungen im Abwasser.
Wenn der
Baugrund nicht aus weitgehend wasserundurchlässigem Lehmboden besteht,
muß das Pflanzenbeet gegen den Untergrund abgedichtet werden. Eine
entsprechende Abdichtung kann durch Folien (z.B. Stärke 1,0 mm, aus
PE), Beton- oder Kunststoffwannen oder durch Lehm erfolgen.
Der Bodenkörper in der Anlage soll aus feinkörnigem, sandig-kiesigem
Material mit Durchlässigkeitsbeiwerten von kf = 10-3
bis 10-4 m/s bestehen. Bei vorwiegend horizontal
durchströmten Beeten sollte die Schichtdicke mindestens 60 cm, bei
vorwiegend vertikal durchströmten wenigstens 80 cm betragen. Für die
Beetfläche sind pro Einwohner bei vorwiegend horizontaler Durchströmung
mindestens 5 m2, bei vorwiegend vertikaler Durchströmung 2,5
m2 erforderlich.
Das Abwasser soll gleichmäßig verteilt über den gesamten
Beetquerschnitt (bei horizontaler Durchströmung) bzw. über die gesamte
Beetoberfläche (bei vertikaler Durchströmung) zugeführt werden.
Darüber
hinaus soll der Wasserspiegel im Beet sowohl abgesenkt als auch
bis 10 cm über die Beetoberfläche angehoben werden können.
Für die
Bepflanzung des Bodenkörpers werden Sumpfpflanzen (Helophyten),
insbesondere Schilf (Phragmites), daneben aber auch Schwertlilie (Iris)
und Rohrkolben (Typha) eingesetzt. Eine Bepflanzung mit Schilf kann in
Form von Ballen, einzelnen Rhizomen oder Setzlingen erfolgen.
Eigenleistungen
durch den Hauseigentümer bei dem Bau einer Kleinkläranlage oder durch
ortsansässige Bürger bei dem Bau einer kommunalen Anlage sind unter
Bauaufsicht des Planers in gewissem Umfang möglich.
Hinweise
zur Pflege und Wartung:
Im
Vergleich zu technischen Kläranlagen sind Pflanzenkläranlagen relativ
wartungsarm. Um einen dauerhaften einwandfreien Betrieb zu
gewährleisten, müssen jedoch auch diese Anlagen regelmäßig fachmännisch
betreut und überwacht werden. Betrieb und Wartung von Kleinkläranlagen
richten sich nach der DIN 4261. Der bei der Vorreinigung anfallende
Primärschlamm ist ordnungsgemäß zu entsorgen, z.B. zu einer dafür
geeigneten Kläranlage abzufahren. Dem Anlagenbetreiber obliegt die
Pflicht, täglich zu prüfen, ob die Anlage ordnungsgemäß funktioniert.
Insbesondere in den ersten Jahren nach Inbetriebnahme sollten
Fremdpflanzen wie z.B. Springkraut und Brennesseln entfernt werden. Die
Pflanzen werden zweckmäßigerweise im Spätherbst geschnitten und erst im
Frühjahr entfernt, bevor die Pflanzen wieder austreiben, so daß über
den Winter auf dem Beet eine isolierende Schicht erhalten bleibt. Über
eine Pflege der Pflanzen hinaus muß auch die Wasserdurchlässigkeit des
Beetes regelmäßig überprüft werden. Daher wird der Abschluß eines
Wartungsvertrages empfohlen, zum Teil auch von der Unteren
Wasserbehörde vorgeschrieben.
Nach den bisher vorliegenden Erfahrungen erreichen Pflanzenkläranlagen
bei guter Wartung eine Betriebsdauer von mindestens 15 bis 20 Jahren.
Kosten - staatliche Fördermöglichkeiten
Die
Investitionskosten für Pflanzenkläranlagen liegen etwa in der gleichen
Größenordnung wie die für technische Kläranlagen. Sie hängen im
wesentlichen von den örtlichen Gegebenheiten ab (Bodenverhältnisse,
Grundwasserstand, Art der Abdichtung).
Für einen 4-Personenhaushalt (Mindestgröße einer Kleinkläranlage) ist
für ein Pflanzenbeet, das einer vorhandenen Mehrkammerabsetz- oder
-ausfaulgrube nachgeschaltet wird, mit Baukosten von 4.000 bis 6.000 �
zu rechnen. Je nach der Ausbaugröße der Pflanzenkläranlage liegen die
spezifischen Gesamtinvestitionskosten pro Einwohner zwischen 750 und
2.500 �.
Eine
staatliche Förderung von Pflanzenkläranlagen erfolgt auf der Grundlage
von Richtlinien in den einzelnen Bundesländern. In Brandenburg z.B.
werden Pflanzenkläranlagen z.Zt. mit 750 � je an die
Grundstückskleinkläranlage angeschlossenen Einwohner, maximal jedoch
37,5 % der zuwendungsfähigen Kosten gefördert, wobei Kosten für
Ingenieurleistungen pauschal mit 7,5 % den zuwendungsfähigen Kosten
zugeschlagen werden können. Voraussetzung ist, daß die Anlagen nach dem
Stand der Technik geplant und errichtet werden. Einzelheiten sind bei
den zuständigen Behörden zu erfragen.
Anthex Pflanzenkläranlagen
Die Anthex-Pflanzenkläranlage
ist eine leistungsfähige biologische Kleinkläranlage. Dort wo keine
Anschlußmöglichkeit an eine zentrale Kläranlage besteht oder sehr lange
und damit kostspielige Leitungswege notwendig sind, stellt sie bei
vergleichbarer Betriebssicherheit eine echte Alternative dar. Dies gilt
zum Beispiel für die zahlreichen einzelstehenden Gehöfte, Ein- und
Mehrfamilienhäuser, Ferienhäuser, Wochenendhäuser, Hotelbetriebe und
Autobahnraststätten. Als naturnahes Klärsystem paßt sich eine Anthex-Pflanzenkläranlage
dabei harmonisch in jede Landschaft ein und bildet ein wertvolles
Feuchtbiotop.
Anthex-Pflanzenkläranlagen mit Nachklärteich im ländlichen Raum
Anthex-Pflanzenkläranlagen mit
Nachklärteich (4EW) eingebunden in den Hausgarten eines
Einfamilienhauses
AUFBAU und FUNKTION
Im
Grundkonzept stellt eine Anthex-Pflanzenkläranlage ein
Baukastensystem aus rechteckigen Kunststoffbehältern dar, die hinter-
und nebeneinander angeordnet und jeweils über ein Rohrsystem
miteinander verbunden sind.Das Abwasser wird der
Anlage über einen Kontrollschacht zugeführt und durchströmt dann
nacheinander jedes einzelne Klärmodul. Auf diesem Wege muß das Abwasser
die Wurzelbereiche aller in den Klärmodulen stehenden Pflanzen
passieren.
Über die
Gestaltung von Zuleitung, Ableitung und Schichtung des Bodenkörpers
kann jedes Klärmodul als separater Vertikalfilter betrieben werden.
Dabei wird das zugeführte Abwasser zunächst in einer oberen gut
durchlässigen Kiesschicht verteilt, strömt anschließend durch eine
Filterschicht aus Sand und gelangt dann über eine untere
Drainageschicht aus Kies in das nächste Modul. Hierdurch wird
gewährleistet, daß das Abwasser in jedem Klärmodul eine
sauerstoffreiche und eine sauerstoffarme Zone durchströmt. Dies schafft
bei einem Flächenbedarf von nur ca. 3 m2/ Einwohner die
Voraussetzungen für einen weitgehenden Abbau sowohl von Kohlenstoff-
als auch von Stickstoffverbindungen. Nach dem Passieren des letzten
Containers ist das Abwasser soweit gereinigt, daß es bedenkenlos
versickert oder einem geeigneten Gewässer zugeleitet werden kann.
ANLAGEN-FLEXIBILITÄT
Das
System zahlreicher Klärmodule ermöglicht bei der Anthex-Pflanzenkläranlage
eine Optimierung der Pflanzensequenz und die Einplanung weiterer
Filterelemente. Durch den Einsatz geeigneter Beetschüttungen kann z.B.
ganz gezielt eine Phosphatrückhaltung realisiert werden. Die
Reinigungsleistung des Klärsystems kann auf diese Weise optimiert,
exakt ausgelegt und durch den jederzeit möglichen Austausch einzelner
Elemente auch im Langzeitbetrieb sichergestellt werden.
Die
stabilen Behälterwände (aus langlebigem GFK) dichten die Anlage gegen
den Untergrund sicher ab, so daß die Klärmodule auch bei höherem
Grundwasserstand höhenvariabel eingebaut werden können. Eine
Beschädigung durch Nagetiere oder durchwachsende Wurzeln - ein Problem
bei Folienabdichtungen - ist auch langfristig nicht zu befürchten.
Aufgrund
des Baukastensytems können Anlagen für verschiedene Anschlußgrößen
maßgeschneidert und kostengünstig angeboten werden. In Verbindung mit
einer fachlichen Beratung sind beim Einbau auch Eigenleistungen
möglich.
Anthex-Pflanzenkläranlage
(10 EW) nach dem Bepflanzen
Detailansicht Klärmodul ca. 6 Monate nach dem Bepflanzen
BETRIEBSERGEBNISSE
Eine der
Grundanforderungen an eine Pflanzenkläranlage ist, daß die
Reinigungsleistung auch in der Winterperiode, insbesondere bei Frost
und fehlender Schneedecke, gewährleistet ist. Untersuchungen in enger
Zusammenarbeit mit der Technischen Fachhochschule Berlin belegen, daß
mit einer Anthex-Pflanzenkläranlage auch in der kalten
Jahreszeit sehr gute Abbauleistungen erzielt werden, die deutlich unter
den vom Gesetzgeber geforderten Richtwerten liegen.
Mittlere Anlagenleistung einer Anthex-Pflanzenkläranlage
in der Kälteperiode (Oktober bis März)
|
|
abfiltrierbare Stoffe
|
Biochemischer
Sauerstoffbedarf (BSB5)
|
Chemischer
Sauerstoffbedarf (CSB)
|
Ammonium-
Stickstoff
|
Nitrat-
Stickstoff
|
Gesamt-
Phosphor
|
|
Zulauf [mg/l]
|
115
|
142
|
270
|
18
|
0,5
|
7
|
|
Ablauf [mg/l]
|
26
|
35
|
74
|
7
|
1
|
2
|
KOSTEN
Anthex-Pflanzenkläranlagen
kosten in der Regel deutlich weniger als die Abwasserentsorgung über
eine zentrale Kläranlage. Die Anlage hat sich schon nach wenigen Jahren
amortisiert. Für einen 4-Personen-Haushalt betragen die Basiskosten ca.
5.000 � (zzgl. der gesetzlichen Mehrwertsteuer). In der heutigen
dezentralen Abwasserentsorgung sind Sammelgruben noch weit verbreitet.
Zieht man die jährlichen Kosten für eine Grubenabfuhr von
durchschnittlich 1.000 � pro Haushalt zum Vergleich heran, rechnet sich
die Anthex-Pflanzenkläranlage schon nach wenigen Jahren.
Da beim
Bau der Anlage Eigenleistungen möglich sind, können zudem Kosten
eingespart werden. Die Verhältnisse werden noch günstiger, wenn man
berücksichtigt, daß Investitionskosten von Grundstückskläranlagen in
den meisten Bundesländern durch öffentliche Mittel gefördert werden
können. Die jährlichen Betriebs- und Wartungskosten sind deutlich
geringer als bei technischen Kleinkläranlagen vergleichbarer Leistung.
BERATUNG, PLANUNG, ANLAGENBAU
Im
Vorfeld Ihrer Entscheidung beraten wir Sie unter anderem ausführlich
über Möglichkeiten der Kostenreduzierung durch Eigenleistungen. Neben der Planung, dem
Bau und der anschließenden Wartung Ihrer maßgeschneiderten Anthex-Pflanzenkläranlage
wird von uns auf Wunsch auch die Antragstellung für alle erforderlichen
behördlichen Genehmigungen und verfügbaren Fördermittel übernommen. Bei
allen unseren Leistungen besteht eine enge Kooperation mit regionalen
Garten- und Landschaftsbaubetrieben.
