Institut für Wasserwirtschaft
Christian-Albrechts-Universität Kiel
Seminar Wasserwirtschaft 
WS 2003/2004

Abwasserbehandlung in Pflanzenkläranlagen

Referent: 

Heinrich, Arne

31.03.2004

Inhalt

1 Einleitung 3

2 Definition 3

3 Einsatzgebiete von Pflanzenkläranlagen 3

4 Das System Pflanzenkläranlage 4

5 Vorklärung 5

6 Das Pflanzenbeet 6
6.1 Horizontal durchflossene Beete 7
6.2 Vertikal durchflossene Beete 8

7 Abwassereinigung 9

8 Betrieb 12
8.1 Winterbetrieb 14

9 Weitere Kleinkläranlagensysteme 15
9.1 Filtergrabenanlage 16
9.2 Tauchkörperanlage 16
9.3 Tropfkörperanlage 17
9.4 Teichanlage 17

10 Zusammenfassung 17

11 Ausblick 18

12 Literatur 19

1 Einleitung

Unter dem Begriff Pflanzenkläranlage wird eine Form der Abwasserbehandlung zusammengefasst, die auf relativ vielfältige Art geschehen kann. In dieser Abhandlung soll ein Einblick gewährt werden, der sich im Wesentlichen auf die Formen der Pflanzenkläranlagen beziehen wird, die sich im Laufe der Zeit aufgrund ihrer herausragenden Funktionsfähigkeit durchgesetzt haben.

Pflanzenkläranlagen in den heute gängigen Betriebsformen seit ca. 25 Jahren vermehrt betrachtet, so dass Erfahrungen aus der Betriebspraxis auch über diesen Zeitraum relativ ausgeprägt und gut dokumentiert vorliegen. [Geller (1997)]

2 Definition

An erster Stelle muss hier sicher eine Erläuterung des Begriffs Pflanzenkläranlage erfolgen. Irrtümlicher Weise könnte angenommen werden, dass im System der Pflanzenkläranlage die Pflanzen die Hauptleistung der Abwasserreinigung erbringen. Dies ist jedoch nicht der Fall; vielmehr handelt es sich im Wesentlichen um einen bewachsenen Bodenfilter, woraus ersichtlich wird, dass die Hauptreinigungsleistung während der Passage des Bodenkörpers erbracht wird. [Lange/Otterpohl (1997)]

Definitionsgemäß stellt eine Pflanzenkläranlage einen mit Sumpfpflanzen (Helophyten) bewachsenen Bodenkörper dar, welchen das zu reinigende Abwasser vertikal oder horizontal durchströmt. Mischformen und Weiterentwicklungen aus diesen beiden Grundtypen sind existent. [ATV (1989)]

Es ist jedoch anzumerken, dass Vertikalfilter im direkten Vergleich mit Horizontalfiltern vor allem bezüglich des Abbaus organischer Verbindungen deutlich bessere Reinigungsleistungen aufweisen. [Görner/Hübner (1999)]

Auf die Reinigungsleistungen der unterschiedlichen Typen soll an späterer Stelle noch eingegangen werden.

3 Einsatzgebiete von Pflanzenkläranlagen

Pflanzenkläranlagen stellen Kleinkläranlage dar und werden somit in der Regel im ländlichen Raum eingesetzt, um dort, regelmäßig überwacht und fachgerecht angewendet, eine ausreichende Abwasserbehandlung zu gewährleisten. Als geeignet anzusehen sind Kleinkläranlagen bei anfallenden Abwassermengen von bis zu 8m3/d in Bereichen, die nicht an die zentrale Kanalisation angeschlossen sind und somit keinen Zugang zu einer zentralen Abwasserbeseitigung besitzen. [Zillich (1999)]

Definitionsgemäß sind Kleinkläranlagen und somit auch die Pflanzenkläranlage Anlagen mit einem Anschlusswert von bis zu 50 Einwohnern, welche in der Regel auf privaten Grundstücken erstellt werden. [ATV (1989)]

Als weitere Einsatzgebiete von Pflanzenkläranlagen sind die Klärung von gewerblichen Abwässern und Kompostplatzabwässern anzuführen. Gute Ergebnisse wurden in diesem Rahmen vor allem bei der Klärung von Fetten und Ölen erzielt, welche in der Regel schnell abgebaut wurden. Weiterhin wurde bei der Klärung gewerblicher Abwässer die Erkenntnis gewonnen, dass zulaufende Schwermetalle im Bodenkörper akkumuliert werden. [Geller (1997)].

Sicher bedarf es aber, um die Eignung von Pflanzenkläranlagen bei der Klärung gewerblicher Abwässer sicher feststellen zu können, noch wesentlich weit reichender Betrachtungen als bisher.

4 Das System Pflanzenkläranlage

Wie bereits im vorangehenden Abschnitt erläutert, stellt die Pflanzenkläranlage in der Regel eine Kleinkläranlage dar, welche aus unterschiedlichen Modulen zusammengesetzt ist (Abb. 1).

Abbildung 1: Vereinfachte Darstellung der Module einer Pflanzenkläranlage.

[...]

In der Abfolge gelangt das Abwasser zunächst in die Vorklärung, meist aus einer 3-Kammer-Grube bestehend, danach über einen Pumpenschacht in das Pflanzenbeet. Nach Durchlauf des Pflanzenbeetes wird das geklärte Abwasser über einen Ablauf- und Kontrollschacht in ein Gewässer entlassen. In der Folge werden nun die Module Vorklärung und Pflanzenbeet näher beleuchtet.

5 Vorklärung

Zunächst wurde im Laufe der Entwicklung von Pflanzenkläranlagen davon ausgegangen, dass prinzipiell jede Form der Vorklärung geeignet sei, also auch einfache Sandfang- oder Recheneinrichtungen. Recht schnell konnte jedoch die Erkenntnis gewonnen werden, dass durch die Einspülung größerer Trüb- und Sinkstoffmengen das Phänomen des "soil clogging" auftrat. [Wissing (1995)]

Das heißt, der Bodenkörper, welcher durch seine Filterfunktion wesentlich zur Reinigung der Abwässer beiträgt, schwemmte zu und büßte somit seine Funktionsfähigkeit ein. [Bahlo (1992)]

[....]