Da das Thema Umweltschutz, durch die Auswirkungen des Klimawandels aktueller denn je ist, erschien uns das Thema Pflanzenkläranlage sinnvoll, da diese eine umweltfreundlichere Alternative zur kommunalen Abwasserreinigung ist. Wir haben uns speziell auf die Anlage Ziegler in Neuselhalden bei Steinheim konzentriert, da diese für uns geografisch gut erreichbar ist.
Um die Qualität des gereinigten Wassers zu bestimmen, und dadurch auf die Reinigungsleistung zu schließen, haben wir in regelmäßigen Abständen Proben aus dem Ablauf entnommen und einige Parameter qualitativ und quantitativ bestimmt. Aus dem mikrobiologischen, chemischen und physikalischen Bereich wählten wir die für uns relevanten Parameter aus, welche aus dem nachfolgenden Text entnommen werden können.
Um besser verstehen zu können, warum gerade diese Parameter so wichtig sind, haben wir uns auch über ihre Wirkung auf Mensch, Tier und Umwelt informiert.
Anhand der Ergebnisse unserer Messungen konnten wir die Wassergüte bestimmen und auf die Reinigungsqualität der Pflanzenkläranlage schließen.
Für ein besseres Verständnis der Pflanzenkläranlagen, haben wir uns außerdem mit dem Aufbau und der Funktion einer solchen beschäftigt.
Ziel einer mikrobiologischen Wasseruntersuchung ist die möglichst frühzeitige Erfassung seuchenhygienisch relevanter Verunreinigungen, welche durch verschiedene Bakterien, Viren und Protozoen entstehen können.
Dabei ist die Überlebensdauer der Organismen im Wasser von großer Bedeutung, da von ihr Rückschlüsse auf den Beginn, Verlauf und die Bekämpfung zu schließen sind.
Als chemische Parameter wurde der Gehalt von Kupfer, Eisen, Mangan, Sulfat, Fluorid, Chlorid, Nitrat, Nitrit und Phosphat mit Spektrometern und Chromatographen gemessen.
Des Weiteren wurde der Gehalt von Nitrat, Nitrit, Sulfat, Ammonium und Phosphat mit Schnelltests überprüft.
Das gereinigte Wasser der vollbiologischen Kleinkläranlage hat die Gewässergüteklasse II und ist somit ein mäßig belastetes Gewässer, welches noch eine gute Sauerstoffversorgung aufweist.
Basierend auf der Einteilung der Gewässergüteklassen und mit Hilfe der Trinkwasserverordnung kann darauf geschlossen werden, dass die Qualität des Wassers und damit die Reinigungsleistung der Pflanzenkläranlage Ziegler gut ist, und das gereinigte Wasser problemlos ins Erdreich versickert werden kann. Eventuell höhere Gehalte als in der Trinkwasserverordnung angegeben werden noch während der Versickerung ausgeglichen und gesenkt.
Inhaltsverzeichnis
1. Zusammenfassung…..(alle)
2. Summary…..(alle)
3. Zweck…..(alle)
4. Pflanzenkläranlagen allgemein…..(Nadine)
5. Vorstellung der Pflanzenkläranlage Ziegler…..(Nadja)
6. Aufbau…..(Nadja)
6.1 Die Rohrverlegung
6.2 Die Vorklärung
6.3 Die Beschickung
6.4 Das Pflanzenbeet
6.5 Der Kontrollschacht
6.6 Die Versickerung
7. Funktion…..(Nadine)
7.1 Mechanische Reinigung
7.2 Biologische Reinigung
7.3 Physikalisch-chemische Reinigung
8. Probennahme…..(Nadine)
8.1 Geräte
8.2 Durchführung
9. Biologische Parameter…..(Ramona)
9.1. Mikrobiologische Parameter
9.1.1. Gesamtkeimzahl
9.1.2. Coliforme Keime
9.1.3. Escherichia Coli
9.2. Biologischer Sauerstoffbedarf BSB5
10. Chemische Parameter…..(Nadja)
10.1. Atomabsorptionsspektroskopie AAS…..(Nadine)
10.1.1. Kupfer, Eisen, Mangan
10.2. Atomemissionsspektroskopie AES…..(Nadja)
10.2.1. Natrium
10.3. Ionenchromatographie…..(Nadja)
10.3.1. Fluorid, Chlorid, Sulfat, Nitrat, Nitrit
10.4. UV/VIS – Spektrometer…..(Nadine)
10.4.1. Phosphat
10.5. Schnelltests…..(Ramona)
10.5.1. Nitrat
10.5.2. Nitrit
10.5.3. Phosphat
10.5.4. Sulfat
10.5.5. Ammonium
10.5.6. Chemischer Sauerstoffbedarf CSB
11. Physikalische Parameter…..(Nadine)
11.1. pH-Wert
11.2. Leitfähigkeit
11.3. Temperatur
12. Fehlerbetrachtung…..(Nadja)
13. Bestimmung der Wassergüte…..(Ramona)
13.1 Die Güte von Fließgewässern
13.2 Einteilung der Gewässergüteklassen:
13.3 Vergleich der Ergebnisse mit den Wassergüteklassen
14. Bewertung der Reinigungsleistung…..(Nadja)
15. Wirtschaftlichkeit…..(Ramona)
Zielsetzung & Themen
Ziel dieser Arbeit ist es, die Funktionsweise und Leistungsfähigkeit von Pflanzenkläranlagen als umweltfreundliche Alternative zur kommunalen Abwasserentsorgung zu demonstrieren. Anhand der spezifischen Anlage in Neuselhalden bei Steinheim untersuchen die Autoren durch regelmäßige Probenahmen und umfangreiche mikrobiologische sowie chemische Analysen, ob die Reinigungsleistung den geforderten Standards entspricht und welche Wassergüte erreicht wird.
- Grundlagen und technischer Aufbau von Pflanzenkläranlagen
- Methodik der mikrobiologischen Wasseranalyse (z. B. Gesamtkeimzahl, Escherichia coli)
- Chemische und physikalische Parameterbestimmung zur Qualitätskontrolle
- Bewertung der Reinigungsleistung anhand der Gewässergüteklassen
- Ökonomische Aspekte und Wirtschaftlichkeit der Anlagen
Auszug aus dem Buch
10.1.1. Kupfer, Eisen, Mangan
Das Element Kupfer ist ein essentieller Stoff, da er Bestandteil zahlreicher Enzyme, die für die Energieproduktion, für den Schutz vor freien Radikalen, für die Hormonproduktion und für die Synthese von Melanin verantwortlich sind.
Kupfer kann durch legierte Leitungen und Rohre ins Wasser kommen. Eine erhöhte Aufnahme von Kupfer kann zu Erbrechen, Magen-Darmstörungen, Leberschmerzen bis zu einer Leberzirrhose führen. Ein Mangel an Kupfer kann eine Anämie, selten eine Demineralisierung der Knochen und eine veränderte Arterienelastizität verursachen.
Diese Elemente zählen zu den essentiellen Spurenelementen werden aber trotzdem aus technischen und hygienischen Gründen schon in kleinen Mengen entfernt. Liegen Eisen und Mangan als Ionen in sehr hoher Konzentration vor und werden mit Sauerstoff versetzt entstehen unlösliche Oxide. Rotbraune Niederschläge kommen vom Eisen, die schwarzen Niederschläge von Mangan.
Solche Niederschläge verursachen eine Wasserverfärbung, Trübung, sowie eine Geschmacksveränderung und können bei der Wäsche zu Fleckenbildung führen. Sie können sich in Rohrleitungen ablagern und so, von Zeit zu Zeit, zu Verstopfungen führen.
Ein erhöhter Gehalt kann durch Korrosionsvorgänge aus Leitungen, aber auch durch eine geologische Ursache bedingt sein. Eisen selbst spielt noch eine Große Rolle im Stickstoffkreislauf, da es in der Lage ist Stickstoff zu fixieren und zur Nitratreduktion beiträgt. Außerdem ist es als zweiwertige Form in der Lage Sauerstoff an das Hämoglobin zu binden. Ständig hohe Konzentrationen von Eisen können zu Organschäden führen, da es in Leber, Milz und Herz abgelagert wird.
Dagegen führt ein Mangel an Eisen zu Müdigkeit, Kopfschmerzen, verminderte Leistungsfähigkeit und auch zur Schwächung des Immunsystems. Bei Mangan führt ein Überschuss zur Schädigung an Nerven und Hirn, da es vor allem in mitochondrienreichen Organen und Muskel gespeichert wird.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Zusammenfassung: Diese Einführung erläutert die Motivation für die Themenwahl und das methodische Vorgehen zur Bestimmung der Reinigungsleistung der Anlage Ziegler.
6. Aufbau: Hier werden die baulichen Komponenten der Pflanzenkläranlage, von der Rohrverlegung über die Vorklärung bis zur Versickerung, detailliert beschrieben.
7. Funktion: Dieses Kapitel erklärt die mechanischen, biologischen und physikalisch-chemischen Reinigungsschritte der Anlage.
8. Probennahme: Es wird dargelegt, welche Geräte für die Probenahme erforderlich sind und wie die Durchführung erfolgt, um verlässliche Analysedaten zu erhalten.
9. Biologische Parameter: Die Autoren analysieren mikrobiologische Belastungen, insbesondere Gesamtkeimzahlen und Kolonien von Fäkalkeimen wie E. coli.
10. Chemische Parameter: Dieser umfangreiche Abschnitt dokumentiert die analytische Bestimmung von Ionen, Metallen und Nährstoffen mittels verschiedener spektroskopischer Methoden.
11. Physikalische Parameter: Die Untersuchung von pH-Wert, Leitfähigkeit und Temperatur dient der weitergehenden Beurteilung der Wasserbeschaffenheit.
14. Bewertung der Reinigungsleistung: Die Ergebnisse der Analysen werden hier final anhand von Grenzwerten und Güteklassen interpretiert.
Schlüsselwörter
Pflanzenkläranlage, Abwasserreinigung, Wassergüte, Mikrobiologie, Escherichia coli, Chemische Analyse, Nitrat, Phosphat, Schwermetalle, Reinigungsleistung, Trinkwasserverordnung, Umweltanalytik, Schilf, Ionenchromatographie, Biologischer Sauerstoffbedarf
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Facharbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Funktionsweise und der Effektivität einer Pflanzenkläranlage am Beispiel der Anlage Ziegler in Neuselhalden.
Was sind die zentralen Themenfelder der Untersuchung?
Die zentralen Felder sind der technische Aufbau, die biologischen Reinigungsprozesse und die chemisch-analytische Kontrolle der Wasserqualität.
Was ist das primäre Ziel der Forschungsarbeit?
Das Ziel ist es, die Reinigungsleistung der spezifischen Anlage durch wissenschaftliche Messungen zu bestimmen und zu beurteilen, ob diese als umweltfreundliche Alternative geeignet ist.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Autoren nutzen eine Kombination aus Probenahmen vor Ort und diversen Laboranalysen, darunter Atomabsorptionsspektroskopie, Ionenchromatographie und photometrische Schnelltests.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in technische Grundlagen, detaillierte Beschreibungen der Messmethoden für mikrobiologische, chemische und physikalische Parameter sowie deren Auswertung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit am besten?
Wichtige Begriffe sind Pflanzenkläranlage, Abwasserreinigung, Wassergüte, Reinigungsleistung und diverse analytische Parameter wie Nitrat oder Gesamtkeimzahl.
Wie effektiv ist die Reinigung laut den Messergebnissen?
Die Reinigungsleistung wird als gut bewertet, wobei das gereinigte Wasser in die Gewässergüteklasse II eingestuft wurde.
Welche Rolle spielt das verwendete Schilf in der Anlage?
Das Schilf sorgt für die Sauerstoffzufuhr in das Pflanzenbeet und unterstützt dadurch die biologischen Abbauprozesse der Mikroorganismen.
Warum sind die in der Arbeit genannten Grenzwerte wichtig?
Die Grenzwerte dienen als Referenz, um die erreichte Wasserqualität objektiv bewerten und mit den Anforderungen der Trinkwasserverordnung sowie Gewässergüteklassen vergleichen zu können.
- Quote paper
- Nadja Fichtenau (Author), Nadine Jakobi (Author), Ramona Langohr (Author), 2009, Die Pflanzenkläranlage - natürlich klären, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/136724
