Kommunale Kläranlage AQUA STEP

Bepflanzte Bodenfilter für Trenn- und Mischwassersysteme

Anfang der 90er Jahre gab es einen bestimmenden Trend in der Abwasserableitung: das Trennsystem.  Im ländlichen Raum wurden teilweise hohe Investitionen getätigt, um die sanierungsbedürftigen Mischwassersysteme in Trennsysteme um zu rüsten. Doch nicht überall waren diese Bemühungen von Erfolg gekrönt, da die Kosten die Kraft vieler Kommunen über Gebühr beanspruchte.

Eine Mischwasserentwässerung hat jedoch nicht nur Nachteile. Die Vorteile von Mischwassersystemen im ländlichen Raum liegen klar auf der Hand:

  • Es ist nur eine Sanierung des bestehenden Netzes nötig.
  • Die Mischwasserkanalisation wird bei einem Regenereignis gespült und wartet sich damit weitgehend selbst.
  • Geruchsbelästigung durch stehende oder geringe Abwassermengen treten nicht auf.
  • Es muss keine Regenwasserbehandlung durchgeführt werden.

Doch für die Behandlung von Mischwasser wird eine Kläranlage benötigt, welche für eine Mischwasserbehandlung auch geeignet ist.

Auch hierfür haben wir Lösungsvorschläge. Bitte lesen Sie auf den folgenden Absätzen die Beschreibung des french systems.

Dieses wird seit Jahrzehnten von unserer Partnerfirma ALISTEP in Frankreich 100-fach erfolgreich realisiert. In Frankreich sind insgesamt 3.000 bepflanzte Bodenfilter im Einsatz.

Eine Etablierung dieses Verfahrens in Deutschland wurde bisher durch das veraltete Merkblatt der DWA A 262 verhindert. Mit dem Neuentwurf des DWA-A 262 im April 2016 wurde nun schließlich der Weg geebnet, dieses bewährte Verfahren flächendeckend bei der Umrüstung bestehender Teichanlagen oder dem Neubau von Ortskläranlagen genehmigungsfähig zu machen. Mit der Verabschiedung des Regelwerks wird Mitte 2017 gerechnet.

Bepflanzte Bodenfilter für Trennsysteme

Durch den Einsatz von Trennsystemen muss die nachgeschaltete  Kläranlage lediglich auf den Schmutzwasseranfall des Entsorgungsgebietes dimensioniert werden, so dass es hier zu Kostenersparnissen kommt.

Die nicht vorhandene Verdünnung des zu behandelnden Abwassers bewirkt eine hohe Bakteriendichte und bietet damit günstige Voraussetzungen für eine erfolgreiche Abwasserbehandlung.

Auch die Auslegung der Vorreinigung ist wenig problematisch, da diese nicht mit überproportionalen Abflussspitzen belastet wird.  

Kläranlagen für Kommunen müssen immer den örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Es gibt leider keine Lösungen "von der Stange". Wenn ein Geländegefälle von ca. 8 - 10 % vorhanden ist, benötigen wir für unsere Anlagen keinen Stromanschluss.

french system - bewachsene Bodenfilter mit Rohschlammbeschickung

 

Die Vorteile auf einen Blick:

  1. stromloser Betrieb möglich
  2. Kostenersparnis gegenüber Teichkläranlagen durch Flächenreduzierung
  3. integrierte Schlammbehandlung

Verfahrensvarianten

Prinzipiell dimensionieren wir unsere Ortskläranlagen nach dem überarbeiteten Arbeitsblatt der DWA A 262. Dieses wird ab Dezember 2017 gültig sein. Ebenfalls profitieren wir von den langjährigen Erfahrungen unseres französischen Partners ALISTEP. Unser Partner ist seit Jahrzehnten am Markt und kann auf über 500 Referenzobjekte verweisen.

Wir unterscheiden zwischen dem

                    und dem

Dreistufige Bodenfilter-Kläranlage

Sollen Kläranlagen in unmittelbarer Nähe der Ortslage oder gar innerhalb von Ortslagen errichtet werden, kommt ein Kläranlagentyp zum Einsatz, bei dem eine Geruchsimmission weitgehend ausgeschlossen ist.

Statt der Beschickung der Bodenfilter mit Rohabwasser wird das Wasser zuvor in einer modifizierten Mehrkammergrube und einem anschließenden Grobfilter vorgereinigt.

Unsere Grobfilter haben einen integrierten Rindenfilter. Diese Art Filter werden seit Anfang der 90èr Jahre auf großen Kläranlagen speziell zur Rückhaltung von Aerosolen eingesetzt.

Die Biologie stellt hier einen bewachsenen Bodenfilter dar. Die gesamte Anlage ist mit einer extremen hydraulischen Stabilität ausgelegt. Sie ist nach der neuen DWA A 262 bemessen.  Dieses Arbeitsblatt wurde im Juni 2016 als Entwurf (Gelbdruck) veröffentlicht und wird Ende 2017 als Arbeitsblatt erscheinen.

Selbst wenn kein ausreichendes Gefälle auf dem zukünftigen Klärwerkgelände vorhanden ist, zeichnen sich bewachsene Bodenfilter / Pflanzenkläranlagen immer noch durch extrem niedrige Betriebskosten aus. So liegt der Stromverbrauch pro EW für eine Anlage im Trennsystem bei 0,70€/ Einwohner und Jahr.

Sollten Sie ein Kostenblatt mit den Daten für eine Variantenvergleichsrechnung nach LAWA wünschen, so wenden Sie sich bitte an uns: 034322/40423. Es enthält folgende Daten: Platzbedarf, Schlammanfall, Betreuungsaufwand, Energieverbrauch, Investitionskosten aufgeschlüsselt nach Bautechnik und Maschinen- und Elektrotechnik.

Der Behandlungspreis, inkl. Abschreibung liegt für eine 100 EW Anlage ca. bei 1,30€/m³ und damit etwa 0,50€/m³ unter dem Behandlungspreis, welcher bei einer Behandlung des Abwassers durch eine SBR - Kläranlage  entstehen würde.

Hier ein Beispiel einer Ortsentwässerungsanalge für die Ortschaft Sonnendorf:

Ortsentwässerung Sonnendorf

AQUA STEP - Rohabwasserfilter nach dem French System

Unsere Kläranlage  AQUA STEP  nach dem sog. „French System“ bieten wir mit unserem französischen Partner  ALISTEP an. In Deutschland wird dieser Kläranlagentyp als Rohabwasserfilter bezeichnet. Die Dimensionierung dieser Kläranlagen erfolgt nach dem DWA Arbeitsblatt DWA A 262 

AQUA STEP  Rohabwasserfilter werden demnach für Trennsysteme mit 1,2m²/EW, bzw. für Mischsysteme mit 1,5m²/EW bemessen.

Die Beschickung der  AQUA STEP  Filter für Freigefällekläranlagen erfogt mit einem sehr leistungstarken Saugheber. Bitte lesen Sie hier mehr über unser Saugheber bzw. über unser Kläranlagenzubehör. Soll die Anlage ohne eine Stromanschluss betrieben werden, ist ein Geländegefälle von 8% bis 10% nötig. Sollte dieses Gefälle nicht vorhanden sein, so können Hebewerke eingesetzt werden. Die Stromkosten dafür liegen bei unter einem Euro pro Jahr!

In Europa sind ca. 3.000 Kläranlagen dieser Bauweise in Betrieb. Die Erfahrungen und nationalen Richtlinien aus Frankreich und Großbritannien sind in die neue DWA A 262 eingeflossen. Dadurch besteht auch für Deutschland die Möglichkeit, diese bewährte, einfache Technologie einzuführen.

Wir, die aqua nostra eG., kooperieren eng mit unserem französischen Partner ALISTEP. Wir partizipieren nicht nur von der gemachten Erfahrung der letzten Jahrzehnte, sondern werden die Produktion der kompletten nötigen Kläranlagenausrüstung in Deutschland übernehmen.

  • Einfachste, robuste Bauelemente
  • Behandlung von Mischwasser
  • Integrierte Klärschlammvererdung
  • Geringer Platzbedarf (insgesamt 2,4m²/EW – ohne Kläranlagengelände und Beschicker)
  • Kein Stromanschluss nötig  (nötiges Gefälle: 8%-10%)

Bewachsene Bodenfilter AQUA STEP  - für Mischwassersysteme

Anfang der 90er Jahre gab es einen bestimmenden Trend in der Abwasserableitung: das Trennsystem.  Im ländlichen Raum wurden teilweise hohe Investitionen getätigt, um die sanierungsbedürftigen Mischwassersysteme in Trennsysteme um zu rüsten. Doch nicht überall waren diese Bemühungen von Erfolg gekrönt, da die Kosten die Kraft vieler Kommunen über Gebühr beanspruchte.

Eine Mischwasserentwässerung ist jedoch nicht nur schlecht. Die Vorteile von Mischwassersystemen im ländlichen Raum liegen klar auf der Hand:

  • es ist nur eine Sanierung des bestehenden Netzes nötig,
  • die Mischwasserkanalisation wird bei einem Regenereignis gespült und wartet sich damit weitgehend selbst,
  • Geruchsbelästigung durch stehende oder geringe Abwassermengen treten nicht auf,
  • es muss keine Regenwasserbehandlung durchgeführt werden.

Doch dann wird eine Kläranlage benötigt, welche für eine Mischwasserbehandlung geeignet ist: aqua step

Durch seinen hydraulisch hochleistungsfähigen Mehrschichtfilter von 0,8m Schichtstärke und einen Retentionsraum oberhalb des Filters von min. 0,5m Höhe, sind diese Anlagen besonders für die Behandlung von Mischwasserabläufen geeignet. Die Beschickung der Rohwasserstufe erfolgt während starker Niederschlagsereignisse nicht über das „normale“ Beschickungssystem, sondern über eine separate Einleitung.

Die Mischwasserkläranlage für Schöneberg - ein Fazit nach 10 Jahren Betrieb:

Vererdung und Klärschlammentnahme

Auf der Filteroberkante des Mehrschichtfilters kommt es zu einem Absetzen und anschließenden Abtrocknen / Vererden der absetzbaren Bestandteile. Das Filtrat weist eine Abbaurate für den CSB von bis zu 70% auf.

Pro Jahr kommt es zu einem Schlammaufwuchs von etwa 1,5cm. Die Schlammberäumung erfolgt aller 13 bis 15 Jahre. Das gewonnene Substrat hat einen TS Gehalt von 25-30%. Es kann der landwirtschaftlichen oder der thermischen Verwertung zugeführt werden.

Geruchsimmission

Rohschlamm mit Schwung auf einen offenen Filter? Das kann eigentlich nur riechen.

Das haben auch wir gedacht. Bis wir uns während unserer „Frankreichtour“ von dem Gegenteil überzeugen ließen.

Bei der Besichtigung von etwa einem Dutzend Anlagen konnten wir allerdings feststellen, dass es aus den offenen Kläranlagenelementen (Rechen, Beschickerschacht / Pumpwerke), es zu Geruchsimmissionen kam. Diese können jedoch durch bauliche Vorkehrungen vermieden werden.

Filtersubstrat, Verteilereinrichtung, Belüftungs-/Entwässerungssystem

Die einzelnen Komponenten müssen exakt aufeinander abgestimmt sein. Ihre Bemessung erfolgt dabei nach dem hydraulischen Lastfall.

 

Die VorbehandlungRechen für eine Anlage für 200 EW

Das der Kläranlage zufließende Abwasser aus der Misch- oder Trennkanalisation wird über einen Rechenbauwerk grob vorgereinigt. Standardmäßig wird ein manuell zu reinigender Rechen eingesetzt.

Für Anlagen ab 1.000 EW empfiehlt sich ein automatischer Rechen.

 

Der Beschicker

Der Beschicker ist eines der wesentlichen Elemente dieser Kläranlagen. Sie können die Klärstufen mit bis zu 200m³pro Stunde beschicken. Dabei können Feststoffe bis 50mm Durchmesser auf die Beete gehoben werden.

Die Funktionsweise ist in diesem Video gut ersichtlich:

In Abhängigkeit von der Beschickergröße beträgt das nötige Gefälle dieser Stufe ca. 0,70m bis 1,40m.

 

Maße(m)

Aufnahmekapazität (m³)

Rechteckiger Behälter

Länge: 1,60m

0.30 – 0.73 (je nach Höhe)

Breite: 0,70 m

Länge: 2,00 m

0,70 – 1,40 (je nach Höhe)

Breite: 1,10 m

Runder Behälter

2,08 m Durchmesser

1,10 – 2,80 (je nach Höhe)

2,58 m Durchmesser

1,75 – 5,80 (je nach Höhe)

2,95 m Durchmesser

2,30 – 9,60 (je nach Höhe)

Folgende Größen werden Angeboten:

 

Durchmesser der Heberrohre

Übliche Durchflussmenge

88,9 mm

60 m³/h

114,3 mm

120 m³/h

139,7 mm

200 m³/h

 

 Weitere Informationen erhalten Sie hier.

Rohabwasserbeschicker 2. Stufe
Rohabwasserbeschicker 1. Stufe

Der Verteilerschacht

Der Verteilerschacht ist dem Beschicker nachgeschaltet. Hier wird händisch eingestellt, welches der drei Beete der Rohabwasserbehandlung beschickt werden soll. Dadurch wird sichergestellt, dass jedes Beetsegment eine 2 wöchige Ruhephase erhält.

Die erste Stufe: Rohabwasserbehandlung

Aus dem Verteilerschacht strömt das Abwasser nun dem aqua step Rohabwasserfilter zu. Dieser ist in drei Beetsegmente unterteilt. Der Filter wird über ein sehr grobes Verteilersystem beschickt. Der Filter besteht aus Kies verschiedener Körnung. Die Filter sind mit gem. Schilf bepflanzt und werden alternieren und intermittierend betrieben.

 Die biologische Stufe

Der Rohschlammbehandlung ist die eigentliche Biologie nachgeschaltet.

Sie besteht aus einem Mehrschichtfilter, welcher als hauptsächliches Filtersubstrat Grobsand enthält. Der Filter ist in zwei Beetsegmente unterteilt. Sie werden alternierend betrieben. Der Wechsel der Beschickung erfolgt wöchentlich.

Als Bepflanzung kommt Schilf zum Einsatz. Dieses hat die Funktion den Bodenfilter über die Jahre „zu bewegen“, doch vor allem, mit den abgestorbenen Pflanzenbestandteilen den zukünftigen „Filterkuchen“ zu bilden. Dieser von seiner Zusammensetzung und Mikroorganismendichte vergleichbar mit dem Mutterbodenbereich.

 

Filtersubstrat, Verteilereinrichtung, Belüftungs-/Entwässerungssystem

Auch hier sind die einzelnen Komponenten exakt aufeinander abgestimmt. Ihre Bemessung erfolgt ebenfalls nach dem hydraulischen Lastfall. Eine besondere Beachtung verdient hier das Entwässerungssystem. Ohne eine leistungsstarke Entwässerung können eine ausreichende Belüftung und damit die Funktion der Anlage nicht gesichert werden.

Pflegearbeiten und Betriebskosten

Die Kläranlagen zeichnen sich durch extrem niedrige Betriebskosten aus. Selbst wenn kein Geländegefälle vorhanden ist, liegen die Stromkosten bei unter 1,- € pro angeschlossenem Einwohner.

Die Pflegearbeiten beschränken sich auf einen wöchentlichen Kontrollgang, ggf. eine monatliche Reinigung der Saugheber und die Mahd der Beete alle 2 Jahre im zeitigen Frühjahr.

Ablaufwerte

Die Grenzwerte der Größenklasse 1 werden gesichert eingehalten. Die Abbaurate liegt damit bei 88% bis 98%.

Weitergehende Reinigung

Sollen die Ablaufwerte höherer Ablaufklassen gesichert eingehalten werden, ist eine Nachreinigung nötig. Welches Verfahren dafür geeignet ist, kann an dieser Stelle nicht pauschal beantwortet werden. Das Verfahren wird in Abhängigkeit Last und der zu erreichenden Ablaufwerte durch uns festgelegt.

Für kommunales Abwasser kommt ein nachgeschalteter, horizontal durchströmter, bewachsener Bodenfilter in Betracht.

dreistufige stromlose Kläranlage
Rohabwasserbehandlung - french system

 

Fördermittel für die Behandlung von Regenwasserentlastungen bzw. Mischwasserabläufen

In Sachsen wird die Fördermittelvergabe in der  Förderrichtlinie Siedlungswasserwirtschaft  (RL SWW/2016) geregelt. Für Thüringen finden Sie hier die

Richtlinie für die Förderung von Vorhaben der Abwasserentsorgung im Freistaat Thüringen des Thüringer Ministeriums für Umwelt, Energie und Naturschutz

Bewachsene Bodenfilter - Natürlicher Lebensraum „Kläranlage“

Der Neubau von Kläranlagen bringt oft eine Flächenversieglung und damit einen Verlust an Lebensraum für Flora und Fauna mit sich. Während in der Vergangenheit oft nur die Minimierung der Auswirkungen auf die Umwelt bei Bau und Betrieb von Kläranlagen angestrebt wurde, verstehen progressive Konzepte heute einen Klärwerkneubau als eine Chance für die  Revitalisierung bzw. Schaffung  von Biotopen.

Ein wichtiger Gedanke der Gestaltungskonzepte ist die Anlage naturnaher Klärwerkabläufe. Das gereinigte Wasser wird in Mäandern in einen großzügig dimensionierten Schönungsteich geführt oder zur Revitalisierung von Feuchtbiotopen benutzt.

Der Aushub der Anlagenteile und des naturnahen Ablaufes können zur Geländeprofilierung auf dem Gelände verbracht werden. Es kann dann durch  Erdwälle in Kombination mit einer ausgedehnten Heckenbepflanzung ein Schutz für die Entwicklung eines Kleinklimas entstehen.

Um einen naturnahen Charakter auf Kläranlagen zu erzeugen, können folgende gestalterische Elemente genutzt werden:

  • Vorklärteiche mit Ufersäumen und bepflanzten schwimmenden Inseln,
  • großflächige Röhrichtflächen in Kombination mit einer vielfältigen Hochstaudenflur auf den Pflanzenbeeten der Pflanzenkläranlage und der Schlammtrockenbeete,
  • eine Übergangsbepflanzung vom Pflanzenbeet zum Klärwerksgelände mittels Hochstauden ( Biotopverbund),
  • Bepflanzung des Betriebsgeländes mit einheimische, standortgerechte Hecken, Sträuchern und Gehölze als Bruthabitat,
  • durchlässige Umzäunung für Kleinwild,
  • teilweise Umzäunung mittels triebfähigen Weidenflechtzäunen,
  • Verwendung von Landschaftsrasen anstelle von „Parkplatzrasen“,
  • der naturnahe Ablauf der Kläranlage als Nachreinigungsstrecke mündet in einen Schönungsteich, welcher mit schwimmenden Inseln ausgestattet ist und von einem Vorfluter mittels Durchstichs  leicht durchströmt wird.

Nur die unmittelbaren Kläranlagenteile (Vorklärteich, bewachsene Bodenfilter / Pflanzenbeete, Schlammvererdungsbeet ) werden eingezäunt, dass entstehende Feuchtbiotop bleibt uneingezäunt. Es kann somit in einen regen Faunentausch einbezogen werden.

Flowforms als Kläranlagenablauf

 


 
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