Arbeitsblatt DWA-A 262Grundsätze für Bemessung, Bau und Betrieb von Pfl anzenkläranlagen mit bepfl anzten Bodenfi ltern zur biologischen Reinigung kommunalen Abwassers

März 2006

Herausgeber und Vertrieb:Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.Theodor-Heuss-Allee 17 . 53773 Hennef . DeutschlandTel.: +49 2242 872-333 . Fax: +49 2242 872-100E-Mail: kundenzentrum@dwa.de . Internet: www.dwa.de

D W A -

Regelwerk

DWA-A 262

2 März 2006

Die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V., DWA, ist in Deutschland Spre-cher für alle übergreifenden Wasserfragen und setzt sich intensiv für die Entwicklung einer sicheren und nachhaltigen Wasserwirtschaft ein. Als politisch und wirtschaftlich unabhängige Organisation arbeitet sie fachlich auf den Gebieten Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall und Bodenschutz.

In Europa ist die DWA die mitgliederstärkste Vereinigung auf diesem Gebiet und nimmt durch ihre fach-liche Kompetenz bezüglich Normung, beruflicher Bildung und Information der Öffentlichkeit eine besondere Stellung ein. Die rund 14.000 Mitglieder repräsentieren die Fachleute und Führungskräfte aus Kommunen, Hochschulen, Ingenieurbüros, Behörden und Unternehmen.

Der Schwerpunkt ihrer Tätigkeiten liegt auf der Erarbeitung und Aktualisierung eines einheitlichen techni-schen Regelwerkes sowie der Mitarbeit bei der Aufstellung fachspezifischer Normen auf nationaler und internationaler Ebene. Hierzu gehören nicht nur die technisch-wissenschaftlichen Themen, sondern auch die wirtschaftlichen und rechtlichen Belange des Umwelt- und Gewässerschutzes.

Impressum

Herausgeber und Vertrieb:DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.Theodor-Heuss-Allee 1753773 Hennef, DeutschlandTel.: +49 2242 872-333Fax: +49 2242 872-100E-Mail: kundenzentrum@dwa.deInternet: www.dwa.de

Satz:bremm computergrafi k, Köln

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ISBN-13: 978-3-939057-12-3ISBN-10: 3-939057-12-6

Gedruckt auf 100% Recyclingpapier.

© DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V., Hennef 2006

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Arbeitsblattes darf ohne schrift-liche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Fotokopie, Mikrofi lm oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen werden.

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März 2006 3

VorwortDas vorliegende Arbeitsblatt stellt die erste Überarbeitung des unter dem Titel „Grundsätze für Bemessungen, Bau und Betrieb von Pflanzenbeeten für kommunales Abwasser bei Ausbaugrößen bis 1.000 Einwohnerwer-te“ geführten Arbeitsblattes ATV-A-262 (Juli 1998) dar. Diese Überarbeitung beruht auf einer Vielzahl von Er-kenntnissen, die in den letzten Jahren beim Einsatz dieses Verfahrens in Deutschland und im europäischen Raum gewonnen wurden. Wichtige zusammenfassende Ergebnisse erbrachte der ATV-DVWK-Erfahrungs-austausch zum Thema Pflanzenkläranlagen im Mai 2001 sowie die Veröffentlichung der Ergebnisse aus dem von 1998 bis 2002 mit Förderung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) durchgeführten Verbundfor-schungsprojektes „Bewachsene Bodenfilter als Verfahren der Biotechnologie“ (UBA Texte 05/2003). Vor Her-ausgabe des Gelbdruckes des überarbeiteten Arbeitsblattes wurden die geplanten Änderungen im Rahmen einer Anhörung im Februar 2004 mit der Fachöffentlichkeit diskutiert.

Das Arbeitsblatt ATV-A-262 hat seit seiner Veröffentlichung zu einer vermehrten Anwendung dieses Verfah-rens geführt. Aufgrund der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen werden kommunale Kläranlagen mit be-pflanzten Bodenfiltern als alleinige biologische Behandlungsstufe überwiegend im Bereich unter 1.000 Ein-wohnerwerten eingesetzt. Allerdings kommen bepflanzte Bodenfilter zunehmend in Kombination mit Abwas-serteichen oder als Nachreinigungsstufe zum Einsatz.

Die Abwasserbehandlung mit bepflanzten Bodenfiltern ist gekennzeichnet durch eine einfache konstrukti-ve Gestaltung, eine einfache Betriebsweise, eine geringe Bildung von Biomasse bzw. Sekundärschlamm, einem minimalen Einsatz von Fremdenergie und dem hohen Reinigungsgrad auch von Anlagen mit kleinen Anschlussgrößen. Begrenzender Faktor für den Einsatz solcher Verfahren sind der vergleichsweise große Flächenbedarf und die daraus resultierenden Kosten. Wegen des geringeren erforderlichen spezifischen Flä-chenbedarfs wurden aus diesem Grund in den letzten fünf Jahren vor allem vertikal durchströmte bepflanzte Bodenfilter realisiert.

Gegenüber der Fassung vom Juli 1998 werden mit dieser Ausgabe des Arbeitsblattes besonders die neueren Erfahrungen zur Vorklärung, zum Flächenansatz und zur Höhe der Filterschicht des Filterkörpers eingear-beitet. Verfahrensvarianten, über die noch keine ausreichenden Erfahrungen in Deutschland vorliegen bzw. dokumentiert sind, konnten nicht berücksichtigt werden.

Die Begriffe, wie z. B. der Titel des Arbeitsblattes, wurden für eine neue differenziertere und zugleich einheit-liche Betrachtungsweise zum Teil geändert. Um den erhöhten Anforderungen an den technischen Standard gerecht zu werden, war eine teilweise Neugliederung sowie Erweiterung des Arbeitsblattes notwendig.

VerfasserDieses Arbeitsblatt ist gemeinsam vom DWA-Fachausschuss KA-10 „Abwasserbehandlung im ländlichen Raum“ und der DWA-Arbeitsgruppe KA-10.1 „Abwasserbehandlung in Pflanzenbeeten“ erarbeitet worden.

Dem DWA-Fachausschuss KA-10 gehören folgende Mitglieder an:

ENGLMANN, Erich Dipl.-Ing., LandshutHEISE, Bodo Dipl.-Ing., NeubrandenburgLÜTZNER, Klaus Prof. Dr.-Ing., DresdenMAUS, Heinz Dipl.-Ing., ArnsbergNOWAK, Jens Dr.-Ing., PlauenOTTO, Ulrich Dr.-Ing., ViersenSCHRÖDER, Markus Dr.-Ing., Aachen (Obmann)ZERRES, Hans-Peter Dr.-Ing., Stuttgart

Der DWA-Arbeitsgruppe KA-10.1 gehören folgende Mitglieder an:

BÖNING, Thomas Dipl.-Ing., AhlenFEHR, Günter Dr.-Ing., Neu-EichenbergGSCHLÖSSL, Tanja PDin Dr. rer. nat., München

HAGENDORF, Ulrich Dr. rer. nat., LangenSABINE, Kunst Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. phil., HannoverMAUS, Heinz Dipl.-Ing., ArnsbergNOWAK, Jens Dr.-Ing., Plauen (Sprecher)RUSTIGE, Heribert Dipl.-Ing., Biesenthal

Als Gast:

SCHÜRIG, Clemens Dipl.-Ing., Hannover Projektbetreuer der LAWA

Projektbetreuer in der DWA-Bundesgeschäftsstelle:

THALER, Sabine, Dipl.-Biol. Abteilung Abwasser und Gewässerschutz

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4 März 2006

Inhalt

Vorwort .............................................................................................................................................. 3

Verfasser .............................................................................................................................................. 3

Bilderverzeichnis .................................................................................................................................... 5

Tabellenverzeichnis ............................................................................................................................... 5

Benutzerhinweis ..................................................................................................................................... 6

1 Anwendungsbereich .......................................................................................................... 6

2 Begriffe ................................................................................................................................ 62.1 Defi nitionen ........................................................................................................................... 62.2 Kurzzeichen .......................................................................................................................... 7

3 Bemessung.......................................................................................................................... 93.1 Bemessungsgrundlagen ....................................................................................................... 93.1.1 Kleinkläranlagen ................................................................................................................... 93.1.2 Kleine Kläranlagen ................................................................................................................ 93.2 Bemessung der Vorbehandlung ............................................................................................ 103.2.1 Vorbehandlung bei Kleinkläranlagen .................................................................................... 103.2.2 Vorbehandlung bei kleinen Kläranlagen ............................................................................... 103.3 Bemessung der bepfl anzten Bodenfi lter ............................................................................... 113.3.1 Allgemeines .......................................................................................................................... 113.3.2 Horizontal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als biologische Hauptstufe ......................... 113.3.3 Horizontal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter in Kombinationsanlagen als

zusätzliche biologische Reinigungs- oder Schönungsstufe .................................................. 123.3.4 Vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als biologische Stufe

bei Kleinkläranlagen .............................................................................................................. 123.3.5 Vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als biologische Stufe

bei kleinen Kläranlagen ......................................................................................................... 12

4 Planung und Bau von Pfl anzenkläranlagen mit bepfl anzten Bodenfi ltern .................. 134.1 Lage ...................................................................................................................................... 134.2 Allgemeine Anforderungen an die Vorbehandlung ............................................................... 134.3 Abdichtung ............................................................................................................................ 134.4 Filteraufbau ........................................................................................................................... 144.4.1 Allgemeines .......................................................................................................................... 144.4.2 Filtermaterial ......................................................................................................................... 144.4.3 Höhe der Filterschicht ........................................................................................................... 144.4.4 Gestaltung der Bodenfi lteroberfl äche ................................................................................... 154.4.5 Horizontal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter .................................................................... 164.4.6 Vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter ........................................................................ 164.5 Zu- und Ablaufkonstruktion ................................................................................................... 164.5.1 Allgemeines .......................................................................................................................... 164.5.2 Zu- und Ablaufeinrichtungen bei horizontal durchströmten bepfl anzten Bodenfi ltern .......... 164.5.3 Zu- und Ablaufeinrichtungen bei vertikal durchströmten bepfl anzten Bodenfi ltern .............. 164.6 Bepfl anzung der Bodenfi lter .................................................................................................. 174.7 Weitere Vorgaben für die bauliche Ausführung .................................................................... 174.8 Anlagen mit weitergehenden Anforderungen an die Ablaufqualität ...................................... 18

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5 Betrieb ................................................................................................................................. 195.1 Grundsätze ........................................................................................................................... 195.2 Funktionskontrolle ................................................................................................................. 205.2.1 Allgemeines .......................................................................................................................... 205.2.2 Eigenkontrolle und Wartung bei Kleinkläranlagen ................................................................ 205.2.3 Eigenkontrolle und Wartung bei kleinen Kläranlagen ........................................................... 215.3 Schlammräumung in der Vorbehandlung .............................................................................. 225.3.1 Mehrkammergruben .............................................................................................................. 225.3.2 Absetzteiche ......................................................................................................................... 225.3.3 Emscherbrunnen ................................................................................................................... 225.4 Betriebsanweisung ................................................................................................................ 22

6 Kosten .................................................................................................................................. 23

7 Umweltauswirkungen ......................................................................................................... 23

Literatur .............................................................................................................................................. 24

BilderverzeichnisBild 1: Emscherbrunnen ................................................................................................................... 11Bild 2: Horizontal durchströmter bepfl anzter Bodenfi lter (Prinzip) ................................................... 15Bild 3: Vertikal durchströmter bepfl anzter Bodenfi lter (Prinzip) ........................................................ 15

TabellenverzeichnisTabelle 1: Einwohnerspezifi sche Frachten, die an 85 % der Tage unterschritten werden

(nach ATV-DVWK-A 198) ...................................................................................................... 9Tabelle 2: Geeignete Vorbehandlungsmöglichkeiten für Kleinkläranlagen ohne

Fremdwasserzufl uss ............................................................................................................. 10Tabelle 3: Anforderungen an vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als

biologische Stufe in kleinen Kläranlagen .............................................................................. 12Tabelle 4: Höhe der Filterschicht S der biologische wirksamen Filterkörper ......................................... 15Tabelle 5. Arbeiten zur Eigenkontrolle bei Kleinkläranlagen durch den Anlagenbetreiber .................... 19Tabelle 6: Wartungsarbeiten bei Kleinkläranlagen, durch Fachfi rma durchzuführen ............................ 20Tabelle 7: Umfang und Zeitplan für Eigenkontrollen bei kleinen Kläranlagen ....................................... 21

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6 März 2006

BenutzerhinweisDieses Arbeitsblatt ist das Ergebnis ehrenamtlicher, technisch-wissenschaftlicher/wirtschaftlicher Ge-mein schaftsarbeit, das nach den hierfür geltenden Grundsätzen (Satzung, Geschäftsordnung der DWA und dem ATV-DVWK-A 400) zustande gekommen ist. Für dieses besteht nach der Rechtspre chung eine tatsächliche Vermutung, dass es inhaltlich und fachlich richtig sowie allgemein anerkannt ist.

Jedermann steht die Anwendung des Arbeitsblattes frei. Eine Pflicht zur Anwendung kann sich aber aus Rechts- oder Verwaltungsvorschriften, Vertrag oder sonstigem Rechtsgrund ergeben.

Dieses Arbeitsblatt ist eine wichtige, jedoch nicht die einzige Erkenntnisquelle für fachgerechte Lösungen. Durch seine Anwendung entzieht sich niemand der Verantwortung für eigenes Handeln oder für die rich-tige Anwendung im konkreten Fall; dies gilt insbesondere für den sachgerechten Umgang mit den im Arbeitsblatt aufgezeigten Spielräumen.

1 AnwendungsbereichMit dem vorliegenden Arbeitsblatt wird eine einheit-liche Grundlage für Bemessung, Bau und Betrieb von bepflanzten Bodenfiltern in Pflanzenkläranla-gen für die biologische Behandlung von kommu-nalem Abwasser geschaffen. Die Behandlung von Abwasser, das in seiner Beschaffenheit deutlich von den Verhältnissen bei kommunalem/häuslichem Ab-wasser abweicht sowie von separierten Teilströmen wie z. B. Grauwasser fällt nicht in den Anwendungs-bereich dieses Arbeitsblattes.

Der Einsatzbereich von bepflanzten Bodenfiltern als al-leiniger biologischer Reinigungsstufe liegt in der Regel bei Anschlusswerten unter EWBSB5 = 1.000 E. Die Be-messungswerte dieses Arbeitsblattes sind daher vor allem auf diesen Anwendungsbereich bezogen.

Der Geltungsbereich dieses Arbeitsblattes umfasst bepflanzte Bodenfilter für:

• Kleinkläranlagen (siehe auch DIN-EN 12566 bzw. DIN 4261), in denen häusliches Abwasser mit einem Zufluss bis zu 8 m3/d (entsprechend einem Anschlusswert von etwa 50 Einwohnern) behan-delt wird;

• kleine Kläranlagen im Trennsystem mit Aus-baugrößen von etwa EWBSB5 = 50 E bis in der Regel EWBSB5 = 1.000 E;Bodenfilter in kleinen Kläranlagen im Misch system sind nicht Gegenstand dieses Arbeitsblattes. Da-bei müssen zusätzliche hydraulische und stoff-liche Randbedingungen beachtet werden.

• Kombinationsanlagen mit Einsatz als zusätzliche biologische Reinigungs- oder Schönungsstufe.

Für weitergehende Reinigungsanforderungen zur Stickstoffelimination werden Bemessungshinwei-se gegeben. Mit einer dauerhaft gesicherten Phos-phorelimination kann in bepflanzten Bodenfiltern jedoch nicht gerechnet werden. Dafür muss eine separate Anlagenstufe vorgesehen werden (nicht Gegen stand dieses Arbeitsblattes). Die Elimination von hygienisch relevanten Mikroorganismen ist mit bepflanzten Bodenfiltern grundsätzlich möglich, Be-messungsvorgaben können zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht festgelegt werden.

Oberflächig überströmte Pflanzenbeete, hoch be-lastete Bodenfilter zur Vorbehandlung und Bodenfil-ter zur Niederschlagswasserbehandlung fallen nicht in den Geltungsbereich dieses Arbeitsblattes.

Bodenfilter ohne tiefwurzelnde Pflanzen mit gleich-zeitiger intermittierender Kreislaufführung sind nicht Gegenstand dieses Arbeitsblattes.

2 Begriffe

2.1 Defi nitionen

Bepflanzte Bodenfilter im Sinne dieses Arbeits-blattes sind mit Röhrichtpflanzen (Helophyten) be-pflanzte sandig-kiesige Bodenkörper, die zum Zwe-cke der biologischen Reinigung eines ent schlammten sowie von Grob- und Schwimmstoffen befreiten oder auch teilweise biologisch vorbehandelten Abwassers von diesem gezielt durchströmt werden. Sie werden horizontal oder vertikal durchströmt. Die Wirkungs-mechanismen im Bodenkörper sind durch komplexe physikalische, chemische und biologische Vorgänge gekennzeichnet, die sich aus dem Zusammenwirken von Filtermaterial, Helophyten, Mikroorganismen, Porenluft und Abwasser ergeben. Die biologischen

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Reinigungsvorgänge beruhen im Wesentlichen auf Stoffwechselaktivitäten der in Biofilmen auf dem Fil-termaterial sowie auf den Pflanzenwurzeln angesie-delten Mikroorganismen. In der Vegetationsperiode können die Pflanzen die Wasser- und Nährstoffbi-lanz des Bodenfilters merklich beeinflussen. In be-pflanzten Bodenfiltern sammelt sich Schlamm an, der aus der Summe der gebildeten Biomasse und der akkumulierten organischen und anorganischen Inhaltsstoffe besteht.

Hoch belastete mit Rohabwasser oder wässrigem Schlamm beschickte Bodenfilter sind dagegen vor-wiegend biologische Anschwemmfilter und bauen gezielt einen Filterkuchen auf der Oberfläche auf.

Oberflächig überströmte Pflanzenbeete wer-den dauerhaft überstaut betrieben und haben einen oberflächigen Abfluss. Diese kommen in der Regel nur zur biologischen Nachbehandlung zum Einsatz. Eine Filtration ist nicht vorgesehen.

Eine Pflanzenkläranlage umfasst neben dem be-pflanzten Bodenfilter oder dem oberflächig über-strömten Pflanzenbeet auch sämtliche notwendigen peripheren Einrichtungen einschließlich Vorklärung.

Ein Emscherbrunnen ist ein zweistöckiges Bau-werk, bei dem der obere Teil als Absetzbecken und der darunter liegende Teil als Faulbehälter (Faul-raum) dient (DIN 4045). Durch das so genannte Em-schergerinne, ein Absetzraum mit schrägen Tauch-wänden, rutscht der abgesetzte Schlamm selbst-tätig in den Faulraum. Beide Räume sind hydrau-lisch weitgehend entkoppelt, durch Überlappung der Tauchwände kann eine ungewollte Rückführung von aufsteigendem Faulschlamm und Gasblasen in den Absetzraum verhindert werden. Der Emscherbrun-nen verfügt über einen tiefliegenden Schlammsam-melraum mit geneigter Sohle.

Rottebehälter im Sinne dieses Arbeitsblattes sind Anlagen, die die Funktion haben, Grobstoffe aus dem Abwasser mechanisch herauszufiltern. Die Fil-terwirkung wird durch eingebrachtes, grobstruktu-riertes biologisch abbaubares Material (Stroh, Pflan-zenabfall, kompostierfähige Bioabfälle), in Filtersä-cken, auf Filterplatten oder Ähnlichem erzielt. Mit ei-ner vollständigen aeroben Umsetzung der Grobstof-fe und einem ausreichenden Rückhalt von Suspen-sa kann in Rottebehältern im Betrieb nicht gerechnet werden. Eine Nachrotte sowie ein nachgeschalteter Absetzraum sind regelmäßig erforderlich.

2.2 Kurzzeichen

Zeichen/Ab-

kürzung

Einheit Fachausdruck

A m²

erforderliche Anströmfläche im Einsickerungsbereich in einem horizontal durchström-ten bepflanzten Bodenfilter

AE,k ha

Fläche des kanalisierten bzw. durch ein Entwässerungs-system erfassten Einzugsge-bietes

AF m² Bodenfilteroberfläche

AFS mg/l Abfiltrierbare Stoffe

B mBreite des bepflanzten Bo-denfilters

BSB5 mg/lBiochemischer Sauerstoffbe-darf in 5 Tagen

CSB Chemischer Sauerstoffbedarf

CCSB mg/lKonzentration des che-mischen Sauerstoffbedarfs der homogenisierten Probe

D cm Höhe der Dränschicht

d10 mmKorndurchmesser, unterhalb dessen 10 % der Körner nach Gewicht liegen

d60 mmKorndurchmesser, unterhalb dessen 60 % der Körner nach Gewicht liegen

EWBSB5 EEinwohnerwert bezogen auf BSB5

EZ E Einwohnerzahl

GKGrößenklasse nach Anhang 1 Abwasserverordnung (AbwV)

HA mGesamttiefe des Absetz-raums eines Emscherbrun-nens

hA mTiefe des Absetzraums eines Emscherbrunnens im zylind-rischen Teil

hA’ mTiefe des Absetzraums eines Emscherbrunnens im Bereich der geneigten Sohle

HF mGesamttiefe des Schlamm-sammelraums eines Em-scherbrunnens

hF mTiefe des Schlammsammel-raums eines Emscherbrun-nens im zylindrischen Teil

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8 März 2006

Zeichen/Ab-

kürzung

Einheit Fachausdruck

hF’ mTiefe des Schlammsammel-raums eines Emscherbrun-nens im kegelförmigen Teil

KKA Kleinkläranlage

kfAm/s; m/d

Durchlässigkeitsbeiwert des wassergesättigten Filtermate-rials vor der Inbetriebnahme, berechnet

kfBm/s; m/d

Durchlässigkeitsbeiwert des wassergesättigten Filtermate-rials nach mehrjährigem Be-trieb

L mFließlänge im horizontal durchströmten bepflanzten Bodenfilter

m

Vielfaches des Schmutzwas-serabflusses zur pauschalen Fremdwasserermittlung als Spitzenwert

mT

Vielfaches des Schmutzwas-serabflusses zur pauschalen Fremdwasserermittlung im Jahresmittel bei Trockenwet-ter

P Phosphor

Q m³/h, l/s Abflussvolumenstrom

QF m³/h, l/sFremdwasserabflussvolumen-strom

qF l/(s·ha)

Fremdwasserabflussspende bei Trockenwetter (bezogen auf das kanalisiertes Einzugs-gebiet)

QF,d,aM m³/d; l/s

mittlerer täglicher Fremdwas-serabflussvolumenstrom bei Trockenwetter im Jahresmit-tel (Quotient aus Summe des Fremdwasserabflusses an allen Trockenwettertagen und der Anzahl der Trockenwet-tertage eines Jahres)

QR,Tr m³/d; l/s

unvermeidbarer Regen-abflussvolumenstrom im Schmutzwasserkanal von Ge-bieten mit Trennkanalisation

qR,Tr l/(s·ha)

Regenabflussspende im Schmutzwasserkanal (be-zogen auf das kanalisierte Einzugsgebiet)

Zeichen/Ab-

kürzung

Einheit Fachausdruck

QS,d,aM m³/d, l/s

mittlerer täglicher Schmutz-wasserabflussvolumenstrom im Jahresmittel (Quotient aus Summe des Abflusses aller Trockenwettertage und der Anzahl der Trockenwettertage eines Jahres)

QT,d,aM m³/d; l/s

mittlerer täglicher Trocken-wetterabflussvolumenstrom im Jahresmittel (Quotient aus Summe des Abflusses aller Trockenwettertage und der Anzahl der Trockenwettertage eines Jahres)

QTr,h,max m³/h; l/s

maximaler stündlicher Ab-flussvolumenstrom im Schmutzwasserkanal von Ge-bieten mit Trennkanalisation

RV Rücklaufverhältnis

S mHöhe der Filterschicht der biologisch wirksamen Filter-körper

SanorgN mg/lKonzentration des anorga-nischen Stickstoffs als N (SanorgN = SNH4 + SNO3 + SNO2)

SNH4 mg/lKonzentration des Ammoniumstickstoffs in der filtrierten Probe als N

SNO2 mg/lKonzentration des Nitritstick-stoffs in der filtrierten Probe als N

SNO3 mg/lKonzentration des Nitratstick-stoffs in der filtrierten Probe als N

SBRBelebungsanlage mit Auf-staubetrieb (Sequencing Batch Reactor)

T mGesamttiefe eines Emscher-brunnens

TS mg/lTrockensubstanz (entspricht annähernd AFS)

TKN mg/l Kjeldahl-Stickstoff

U Ungleichförmigkeitsgrad

wS,d l/(E·d)einwohnerspezifischer täg-licher Schmutzwasseranfall

xQmax h/d Spitzenfaktor

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März 2006 9

Zeichen/Ab-

kürzung

Einheit Fachausdruck

∆H m

Wasserspiegel Zulauf – Was-serspiegel Ablauf in einem horizontal durchströmten be-pflanzten Bodenfilter

�DN %Wirkungsgrad der vorge-schalteten Denitrifikation

�VF %Denitrifikationsleistung im vertikal durchströmten be-pflanzten Bodenfilter

3 Bemessung

3.1 Bemessungsgrundlagen

3.1.1 Kleinkläranlagen

Für Kleinkläranlagen kann von dem im ATV-DVWK- A 198 angegebenen spezifischen Schmutzwasser-anfall wS,d ausgegangen, oder dieser über den ge-messenen Trinkwasserverbrauch ermittelt werden.

Die Bemessung erfolgt über die spezifische Fläche pro Einwohner. Für die Ermittlung der erforderlichen Bodenfilteroberfläche sind die Frachten im Ablauf der Vorbehandlung dabei nicht bemessungsrelevant.

3.1.2 Kleine Kläranlagen

Liegen keine Messwerte über Menge und Beschaf-fenheit des zu behandelnden Abwassers vor, muss für die Bemessung von bepflanzten Bodenfiltern von nachstehenden Tabellenwerten ausgegangen wer-den:

Tabelle 1: Einwohnerspezifische Frachten, die an 85 % der Tage unterschritten wer-den (nach ATV-DVWK-A 198)

ParameterRohab-wasser

nach Vorbehandlung mit Durchflusszeit≥ 2 h bei QTr,h,max

g/(E • d) g/(E • d)

BSB5 60 40

CSB 120 80

TS 70 25

TKN 11 10

P 1,8 1,6

Es kann von folgendem spezifischen Schmutzwas-seranfall wS,d ausgegangen werden:

Kommunales Schmutzwasser: ≥ 150 l/(E • d)

Die Bemessung der Vorklärung bei Anlagen mit unvermeidbarem Fremdwasserzufluss richtet sich nach dem maximalen stündlichen Abflussvolumen-strom im Schmutzwasserkanal von Gebieten mit Trennkanalisation (QTr,h,max in m³/h).

QTr,h,max

= 24 · QS,d,aM

xQmax + QF + QR,Tr [l/s]

(1)

mit QS,d,aM

= EZ · wS,d

86400 [l/s]

(2)

(Gewerbliches Abwasser muss gegebenenfalls ent-sprechend berücksichtigt werden).

Der stündliche Spitzenabfluss bei kommunalem Schmutz wasser muss mit xQmax = 8 h/d angesetzt werden.

Fremdwasserzufluss QF und unvermeidlicher Re-genabfluss im Schmutzwasserkanal von Gebieten mit Trennkanalisation QR,Tr:

QF = qF · AE,k [l/s] (3)

QR,Tr = qR,Tr · AE,k [l/s] (4)

Die Ermittlung des Fremd- und Regenwasserzu-flusses muss in Anlehnung an DWA-A 118 auf der Basis von qF (0,05 l/(s • ha) bis 0,15 l/(s • ha)) und qR,Tr (0,2 l/(s • ha) bis 0,7 l/(s • ha)) erfolgen. Wird mit m (pauschales Vielfaches) gerechnet, sollte m je nach Länge des Kanalnetzes gewählt werden und muss mindestens m = 1 sein.

QF + QR,Tr = m • 24 · QS,d,aM/xQmax [l/s] (5)

Regionalspezifische Besonderheiten müssen beach-tet werden. Ein ATV-DVWK-Arbeitsbericht, welcher sich mit der Ermittlung des Fremdwasserabflusses befasst liegt vor, die Herausgabe eines Merkblattes ist geplant.

Wird der Zufluss zur Anlage gepumpt, ist die Vorbe-handlung auf die hydraulische Leistung der einge-setzten Pumpen auszulegen.

Die Bemessung der Bodenfilteroberfläche muss mit

QT,d,aM = QS,d,aM + QF,d,aM [m3/d] (6)

erfolgen. Dabei ist: QF,d,aM = mT · QS,d,aM [m3/d] (7)

mit in der Regel mT = 0,25 ... 1. Der unvermeidliche Regenabfluss QR,Tr im Schmutzwasserkanal von Gebieten mit Trennkanalisation wird hier nicht be-rücksichtigt.

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Fremd- und Regenwasserzufluss sind durch geeig-nete Maßnahmen zu minimieren.

In begründeten Fällen (z. B. nachgewiesener hö-herer Wirkungsgrad der Vorklärung) kann von vor-stehenden Werten abgewichen werden.

3.2 Bemessung der Vorbehandlung

3.2.1 Vorbehandlung bei Kleinkläranlagen

Bei bepflanzten Bodenfiltern in Kleinkläranlagen ohne Fremdwasserzufluss hat sich besonders dieVorschaltung einer Mehrkammergrube nach DIN 4261-1 bewährt. Dazu müssen die Mindestvolu-mina nach Tabelle 2 eingehalten werden.

Bei Kleinkläranlagen mit Fremdwasserzufluss muss eine Vorbehandlung nach Abschnitt 3.2.2 ausge-führt werden.

Tabelle 2: Geeignete Vorbehandlungsmöglich-keiten für Kleinkläranlagen ohne Fremdwasserzufluss

VorbehandlungKKA≤ 6 E

KKA7-10 E

KKA 11-50 E

Mehrkammeraus-faulgruben nach DIN 4261 mit 1.500 l/E, mindestens 6 m³

Mehrkammergruben nach DIN 4261 mit 9 m³ + 750 l/E über 6 E

Mehrkammergruben nach DIN 4261 mit 12 m³ + 500 l/E über 10 E

Rottebehälter dürfen nur eingesetzt werden, wenn die Lagerung, Nachrotte und Verbringung des Rot-tematerials hygienisch unbedenklich erfolgen. Der Kontakt mit dem nicht hygienisierten Material über die Haut oder die Aufnahme über die Atemwege muss dabei verhindert werden. Die Rottebehälter müssen in Verbindung mit einer nachgeschalteten Mehrkammergrube nach DIN 4261-1 eingesetzt wer-den. Die Rottebehälter müssen mit einem nutzbarem Stapelraum ≥ 200 l/E und einer maximalen Beschi-ckung von 1.000 l/(m² · d) ausgelegt werden. Die Mehrkammergrube muss mit einem Nutzvolumen von mindestens 500 l/E nachgeschaltet werden.

3.2.2 Vorbehandlung bei kleinen Kläranlagen

Für die Vorbehandlung bei kleinen Kläranlagen ha-ben sich Absetzteiche bewährt. Sofern für einen Ab-setzteich kein ausreichendes Flächenangebot be-steht, muss durch geeignete Maßnahmen sicher-gestellt sein, dass eine Trennung zwischen Absetz- und Schlammsammelraum gewährleistet ist. Dafür kommen z. B. Emscherbrunnen infrage. Zu anderen Verfahren, wie z. B. Schlammfiltern und Rottefiltern, liegen noch keine gesicherten Erkenntnisse vor.

Bei bepflanzten Bodenfiltern in kleinen Kläranlagen ohne relevantes Kanalnetz und damit ohne Fremd-wasserzufluss kann auch die Vorschaltung einer Mehrkammergrube nach DIN 4261-1 möglich sein. Dazu müssen die Mindestvolumina nach Tabelle 2 eingehalten werden.

Absetzteiche:Werden Absetzteiche als Vorbehandlung einge-setzt, so müssen diese im Wesentlichen entspre-chend den Vorgaben des DWA-A 201 ausgelegt, gebaut und betrieben werden. Abweichend davon ist für die Bemessung der Absetzteiche eine Min-destteichoberfläche von 1,5 m²/E maßgebend, um die erforderliche Abscheidung der AFS zu ge währleisten. Der Übertritt von Schlamm und schwimmenden Wasserpflanzen (z. B. Lemna spp.) an der Entnahmestelle muss wirksam verhindert wer-den. Bei Absetzteichen sollte eine Grobentschlam-mung vorgeschaltet werden (siehe DWA-A 201).

Emscherbrunnen:Das Volumen des Absetzraumes muss für eine Auf-enthaltszeit von ≥ 2 Stunden bei maximalem Zulauf QTr,h,max bemessen werden und mindestens 75 l/E betragen. Er sollte in U-Form ausgebildet sein (siehe Bild 1).

Die Sohle des Absetzraumes muss eine Neigung von ≥ 2:1 haben. Die Schlitzweite zwischen den ge-neigten Wänden des Absetzraumes am Übergang zum Schlammsammelraum muss ≥ 25 cm sein.

Die Länge des Absetzraumes ergibt sich aus dem Mindestvolumen und der gewählten Beckentiefe (HA nach Bild 1). Zur Ermittlung der Gesamtlänge des Emscherbrunnens müssen die Abstände vor der Einlauftauchwand (≥ 0,2 m), nach der Ablauftauch-wand (≥ 0,2 m) und des querliegenden Ablaufgerin-nes hinter der gezackten Überfallkante (≥ 0,2 m) zur Länge des Absetzraumes zuaddiert werden.

Der Schlammsammelraum muss ≥ 70 l/E sein.

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Als wirksamer Schlammsammelraum gilt das Be-ckenvolumen unterhalb der Unterkante der Schlitz-öffnung.

Wenn konstruktiv gewährleistet ist, dass die ge-samte Sohle des Schlammsammelraumes für die Schlammräumung zugänglich ist, kann im unteren Geltungsbereich des Arbeitsblattes ggf. die Sohl-neigung des Schlammsammelraums reduziert wer-den. In diesem Fall muss der Schlammsammelraum ≥ 100 l/E sein.

3.3 Bemessung der bepfl anzten Bodenfi lter

3.3.1 Allgemeines

Die bepflanzten Bodenfilter werden grundsätzlich für den Kohlenstoffabbau ausgelegt.

Für die Kohlenstoffelimination kann mit einem Elimi-nationsgrad für CSB von ≥ 85 % gerechnet werden. Die Zulaufkonzentrationen zum bepflanzten Boden-filter müssen beachtet werden.

3.3.2 Horizontal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als biologische Hauptstufe

Horizontal durchströmte bepflanzte Bodenfilter als biologische Hauptstufe müssen hinsichtlich der zu-

lässigen Fracht und der hydraulischen Belastung wie folgt bemessen werden:

Gesamte Bodenfilteroberfläche AF ≥ 5 m²/E

und Mindestoberfläche ≥ 20 m²

und CSB-Flächenbelastung ≤ 16 g/(m²·d)

und hydraulische Flächenbelastung bei QT,d,aM

≤ 40 mm/d

bzw. ≤ 40 l/(m²·d)

Flächenanteile im Bereich von Böschungen oder Flächen von nachgeschalteten bepflanzten Boden-filtern dürfen nicht mit in Ansatz gebracht werden.

Ein hydraulischer Nachweis in Abhängigkeit von der gewählten Geometrie des Filterkörpers muss in je-dem Fall erbracht werden. Dabei muss ein um eine Zehnerpotenz verminderter kfB-Wert gegenüber dem Wert vor Einbau des Materials angesetzt wer-den. Die erforderliche Anströmfläche A (= Höhe der Filterschicht des Bodenfilters S · Breite B) im Einsi-ckerungsbereich kann nach Formel (8) ermittelt wer-den (siehe auch Bild 2):

A =

2 · QT,d,aM · L (8)

kfB

· ∆H [m2]

Dabei sind:∆H Wasserspiegel Zulauf – Wasserspiegel Ablauf;L Fließlänge im horizontal durchströmten be-

pflanzten Bodenfilter

Bild 1: Emscherbrunnen

h

F

hF‘

h A

h A‘

H

F =

hF +

hF‘

HA =

hA +

hA‘

T= H

F +

HA

>=

20

cm>

=2

0 cm

>=

20

cm

>= 2

:1

>=25 cm

Absetzraum

Schlammsammel-raum

Absetzraum

Tauchwand Zahnschwelle

DWA-A 262

12 März 2006

3.3.3 Horizontal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter in Kombinationsanlagen als zusätzliche biologische Reini-gungs- oder Schönungsstufe

Die CSB-Flächenbelastung von horizontal durch-strömten bepflanzten Bodenfiltern, die zum Zweck einer weitergehenden biologischen Behandlung nachgeschaltet werden, darf nicht höher sein als die der unter 3.3.2 genannten Filter der biologischen Hauptstufe.

Mit sinkender Zulaufkonzentration (CSB < 45 mg/l) ist mit einer verminderten Reinigungsleistung be-züglich CSB, BSB5 und Gesamtstickstoff von 10 % bis 20 % zu rechnen.

3.3.4 Vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als biologische Stufe bei Kleinkläranlagen

Für den Nachweis der erforderlichen Fläche ist die Bodenfilteroberfläche maßgebend. Diese muss wie folgt bemessen werden:

Gesamte Bodenfilteroberfläche AF

(inkl. parallele Filter)≥ 4 m²/E

und Mindestoberfläche ≥ 16 m²

und hydraulische Flächenbelastung bei QT,d,aM

≤ 80 mm/d

bzw. ≤ 80 l/(m² · d)

Nachgeschaltete Bodenfilterflächen dürfen nicht be-rücksichtigt werden.

3.3.5 Vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter als biologische Stufe bei kleinen Kläranlagen

Für den Nachweis der erforderlichen Fläche ist die Bodenfilteroberfläche maßgebend. Es gelten die in Tabelle 3 aufgeführten Anforderungen.

Der minimale Beschickungsvolumenstrom von inter-mittierend beschickten vertikal durchströmten be-pflanzten Bodenfiltern muss so bemessen werden, dass dieser über der Sickerleistung der beschickten Fläche liegt. Die minimale intermittierende Beschi-ckungshöhe je Intervall muss ≥ 20 l/m² betragen, um eine ausreichende Benetzung der Oberfläche

Einsatzbereich Einheit Biologische StufeNachgeschaltete biologische Stufe

Spezifische Fläche [m²/E] ≥ 4*)

oder CSB-Flächenbelastung der Gesamtfläche

[g/(m² · d)] ≤ 20

und CSB-Flächenbelastung der beschickten Fläche

[g/(m² · d)] ≤ 27

hydraulische Flächenbelastung bei QT,d,aM:

< 12 °C[l/(m² · d)]

≤ 80 ≤ 80

≥ 12 °C[l/(m² · d)]

≤ 120 **)

Sickerzeit zwischen Beschickungen

< 12 °C[Stunden]

≥ 6 ≥ 6

≥ 12 °C[Stunden]

≥ 6 ≥ 3

Beschickungsvolumenstrom [l/(m² · min)] ≥ 6

Beschickungshöhe [l/m²] ≥ 20

*) (siehe Abschnitt 4.5.3);**) Bei Steuerung nach Redoxpotenzial im Ablauf des bepflanzten Bodenfilters bei Einhaltung oxischer

Bedingungen auch höhere Belastung bis zur maximalen Flächenbelastung (CSB, AFS) möglich.

Tabelle 3: Anforderungen an vertikal durchströmte bepflanzte Bodenfilter als biologische Stufe in kleinen Kläranlagen

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März 2006 13

zu erreichen. Vertikal durchströmte bepflanzte Bo-denfilter benötigen längere Zeiträume zur vollstän-digen Entwässerung der Porenräume. Die nächs-te Beschickung sollte erst ausgelöst werden, wenn der Wassergehalt im Boden wieder ein Minimum er-reicht hat. Deshalb müssen die Sickerzeiten nach Tabelle 3 eingehalten werden.

4 Konstruktion und Bau von Pfl anzen-kläranlagen mit bepfl anzten Boden-fi ltern

4.1 Lage

Bepflanzte Bodenfilter sollten vorzugsweise in einer gut belichteten und gut durchlüfteten Lage errichtet werden.

Insbesondere aus Gründen möglicher Geruchsbe-lästigungen muss bei Kleinkläranlagen mit bepflanz-ten Bodenfiltern ein angemessener Mindestabstand vom Wohnbereich eingehalten werden.

Der Abstand einer kleinen Kläranlage mit bepflanz-ten Bodenfiltern von Wohngebieten sollte dem Ab-stand entsprechen, wie er für andere kleine Kläran-lagen mit offener Betriebsweise gewählt würde.

4.2 Allgemeine Anforderungen an die Vorbehandlung

Bepflanzte Bodenfilter dürfen nur mit entschlamm-tem sowie von Grob- und Schwimmstoffen befreitem Abwasser beschickt werden, so dass bei Aufbrin-gung über die Oberfläche eine Schlammansamm-lung im Zulaufbereich nicht auftreten kann.

Eine funktionsfähige Vorbehandlung ist Voraus-setzung für den dauerhaften Betrieb der bepflanz-ten Bodenfilter. Der Gehalt an abfiltrierbaren Stof-fen nach der Vorbehandlung soll 100 mg/l AFS im Jahresmittel (gemessen nach DIN 38409-H2) nicht überschreiten. Diese Voraussetzung kann nur mit angepassten Schlammräumungsintervallen erfüllt werden (siehe Abschnitt 5.3). Der Schlammraum muss jeweils nach den beabsichtigten Räumungsin-tervallen ausgelegt werden.

Wenn mehrere Grundstücke über Kanäle an Klein-kläranlagen angeschlossen sind oder bei Kanal-netzen kleiner Kläranlagen kann es zu unvermeid-barem Fremdwasseranfall kommen. Ist Fremdwas-

serzufluss nicht zu vermeiden, muss durch entspre-chende Bauweise verhindert werden, dass das ge-samte Vorklärvolumen bei Fremd- und Regenwas-serzufluss vom Zuflussvolumenstrom durchflossen und ausgespült werden kann. Einfache Mehrkam-mergruben erfüllen diese Anforderung nicht und dür-fen daher in diesen Fällen nicht eingesetzt werden.

4.3 Abdichtung

Bepflanzte Bodenfilter müssen nach unten und an den Seiten abgedichtet sein und dürfen nicht in den höchsten bekannten Grundwasserstand eintauchen.

Grundsätzlich ist eine künstliche Dichtung erforder-lich, z. B.:

• Kunststoffdichtungsbahn mit seitlich hochge-zogener Einbindung, wurzelfest, Foliendicke ≥ 1,0 mm, UV-beständig, Folienmaterial vorzugs-weise auf PE-Basis; es müssen die einschlägigen Verlegerichtlinien beachtet werden;

• Beton- oder Kunststoffwanne;

• Mineralische Dichtung mit tonigem Material, das Material muss in Lagen von etwa 30 cm einge-baut und auf mindestens 95 % Proctordichte ver-dichtet werden. Ist der anstehende Boden gut durchlässig, müssen mindestens zwei Dichtungs-lagen von je 30 cm eingebaut werden; bei gerin-gerer Durchlässigkeit kann im Einzelfall auch eine Dichtungslage von ≥ 30 cm ausreichen; alternativ mindestens 60 cm tiefe Bodenverbesserung mit Bentonitbeimischung; ein kf -Wert von ≤ 10-8 m/s muss nachgewiesen werden. Die Bestimmung des kf -Wertes erfolgt nach DIN 18130-1 vor der Befüllung an mindestens drei Proben.

Bei Böden mit Durchlässigkeitswerten kf ≤ 10-8 m/s kann auf zusätzliche Dichtungsmaßnahmen ver-zichtet werden. Die Bestimmung des kf -Wertes er-folgt nach DIN 18130-1 an mindestens drei Proben. Die Beurteilung des Bodens bezieht sich auf eine mindesten 60 cm dicke Schicht an der Sohle und den Böschungen.

Nach Fertigstellung muss eine Dichtheitsprüfung durch Wasserbefüllung und Sichtkontrolle insbe-sondere an den Anschlussstellen (Voraussetzung dafür ist, dass der Bereich der Anschlussstellen bis zum Abschluss der Dichtheitsprüfung noch nicht verfüllt ist, wobei die Belastbarkeit der Dichtungs-bahn beachtet werden muss) durchgeführt werden. Die Dichtheitsprüfung kann in Anlehnung an DVGW-Arbeitsblatt W 300 erfolgen. In die Auswertung der

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14 März 2006

gemessenen Wasserverluste sind die Einflüsse aus Verdunstung und eventuell aufgetretene Nieder-schläge einzubeziehen.

4.4 Filteraufbau

4.4.1 Allgemeines

Der Filterkörper von horizontal und vertikal durch-strömten bepflanzten Bodenfiltern sollte aus einer einzigen und homogenen Filterlage bestehen. Ein mehrschichtiger Filteraufbau mit in Fließrichtung ab-nehmender Durchlässigkeit verstärkt die Gefahr der Kolmation.

Im Einlaufbereich von horizontal durchströmten be-pflanzten Bodenfiltern wird in Fließrichtung eine ab-gestufte Körnung beim Übergang von Kies zum Fil-tersand empfohlen (Verteilerschicht). Im Auslaufbe-reich muss zur gleichmäßigen Entwässerung des Filterkörpers ein gröberes Material gewählt werden (Sammelschicht).

Drän- bzw. Filterstützschichten von vertikal durch-strömten bepflanzten Bodenfiltern müssen so ausge-bildet werden, dass der Filterkörper vollständig ent-wässert und keine Staunässe entstehen kann. Bei sehr grober Kornabstufung muss eine Übergangs-schicht zur Vermeidung von Erosion und Suffosion angeordnet werden. Trennlagen aus Filter vlies sind wegen Kolmationsgefahr nicht geeignet.

Die Verwendung von Deckschichten zum Frost-schutz oder zur Wasserverteilung darf den Gasaus-tausch nicht behindern und es dürfen keine Fest-stoffe in den Filterkörper eingetragen werden, d. h., die Körnung der Deckschichten muss auf die Kör-nung der darunter befindlichen Filterschichten abge-stimmt werden. Deckschichten mit erhöhtem Fein-kornanteil mit einer geringeren Durchlässigkeit, die den freien vertikalen Ablauf behindern, müssen ver-mieden werden.

Die Filterstabilität zwischen den einzelnen Schich-ten muss nachgewiesen werden (z. B. durch Filter-regel nach Cistin/Ziems oder Terzaghi/Peck).

4.4.2 Filtermaterial

Der Durchlässigkeitsbeiwert des Filterkörpers sollte vorzugsweise im Bereich kfA ≈ 10-4 m/s – 10-3 m/s liegen (ermittelt nach Formel 10). Das Fil-termaterial muss suffosionssicher (d. h. Verhinde-rung von Stoffverlagerung innerhalb bzw. aus ei-ner Schicht in eine andere) sein. Diese Forderung

erfüllen Filterkörper aus sandigem bis sandig-kie-sigem Material mit den nachfolgend genannten Ei-genschaften.

Es müssen enggestufte, definierte Korngemische mit stetiger Kornverteilungslinie gewählt werden. Bei gleicher Korngrößenverteilung ist in Abhängigkeit von Kornform und Kornaggregierung mit sehr unter-schiedlichen Durchlässigkeiten zu rechnen. Im Falle bindiger Anteile sollten diese einen natürlichen An-teil von 2 % nicht überschreiten.

Die „wirksame Korngröße“ d10 von sandigen Filtern sollte ≥ 0,2 mm bis ≤ 0,4 mm und der Ungleichför-migkeitsgrad:

U =

d60

< 5 sein. (9)

d10

Der Durchlässigkeitsbeiwert von Sanden lässt sich aus der Korngrößenverteilung z. B. wie folgt ermit-teln:

k

fA -Wert [m/s] =

(d10)2 (d

10 in mm) (10)

100

Es wird empfohlen, die Durchlässigkeit des Filter-materials vor dem Einbau im Versuch an einer ge-packten Säule bei mittlerer Lagerungsdichte unter Betriebsbedingungen (gesättigt/ungesättigt) zu be-stimmen.

Die Kornverteilung des angelieferten Materials muss durch eine unabhängige Prüfstelle nachgewiesen werden. Das Material muss ohne maschinelle Ver-dichtung so eingebaut werden, dass nur noch ge-ringfügige Setzungen möglich sind. Das ist z. B. durch zeitweiliges Anfüllen des eingebauten Filter-körpers mit Wasser möglich.

Sofern sie die o. g. Anforderungen hinsichtlich des Durchlässigkeitsbeiwerts erfüllen und suffosionssi-cher sind, können auch andere Materialien einge-setzt werden. Da zu diesen keine gesicherten lang-jährigen Erkenntnisse vorliegen, kann in diesem Ar-beitsblatt nicht näher darauf eingegangen werden.

4.4.3 Höhe der Filterschicht

Die Höhe der Filterschicht der biologisch wirksamen Filterkörper muss je nach Betriebsweise bei Einbau mindestens den Werten von Tabelle 4 entsprechen.

DWA-A 262

März 2006 15

Tabelle 4: Höhe der Filterschicht S der biolo-gisch wirksamen Filterkörper

Filterkörper S

horizontal durchströmte bepflanzte Bodenfilter

≥ 50 cm

vertikal durchströmte bepflanzte Bodenfilter

≥ 50 cm

Die Höhe von Dränschichten unterhalb von verti-kal durchströmten bepflanzten Bodenfiltern muss ≥ 20 cm betragen, um einen ausreichenden Schutz vor Vernässung des Filterkörpers zu gewährleisten. Dabei muss der Durchlässigkeitsbeiwert der Drän-schicht bei kfA ≥ 10-3 m/s liegen.

Drän- oder Stützschichten sowie Deckschichten nach Abschnitt 4.4.1 dürfen auf die Höhe der Filter-schicht der biologisch wirksamen Filterkörper nicht mit angerechnet werden.

4.4.4 Gestaltung der Bodenfi lter-oberfl äche

Vertikal durchströmte bepflanzte Bodenfilter müs-sen eine möglichst ebene horizontale Oberfläche aufweisen, um keinen Anlass zur Rinnen- und Ver-nässungsbildung zu geben und um einen flächigen Überstau mit gleicher Wassertiefe (z. B. während der Anwuchsphase oder zur Unterdrückung von Fremdpflanzen) erzeugen zu können.

Ein oberflächiger Abfluss bei horizontal durchström-ten Bodenfiltern muss wirksam verhindert werden. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, einen defi-nierten beschickungsseitigen Bereich mit Ober-flächen-Gegengefälle auszuführen oder quer zur Hauptfließrichtung abzugrenzen.

Bild 2: Horizontal durchströmter bepflanzter Bodenfilter (Prinzip)

Bild 3: Vertikal durchströmter bepflanzter Bodenfilter (Prinzip)

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16 März 2006

4.4.5 Horizontal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter

Bei horizontal durchströmten bepflanzten Boden-filtern haben sich Fließwege von 3 m bis 6 m als zweckmäßig erwiesen. Längere Fließwege führen bei gleicher horizontaler Oberfläche zu einer Ver-ringerung des Einsickerquerschnitts sowie der An-strömfläche des Filterkörpers und sollten vermieden werden.

4.4.6 Vertikal durchströmte bepfl anzte Bodenfi lter

Bei vertikal durchströmten bepflanzten Bodenfiltern muss die Filteroberfläche parallel, gleichmäßig und schwallweise (intermittierend) beschickt werden. Die Gesamtfläche muss bei kleinen Kläranlagen auf mehrere getrennt zu beschickende (Teil-)Flächen aufgeteilt werden, um einen alternierenden Betrieb mit ausreichenden Ruhepausen zu ermöglichen. Dabei muss die maximale Flächenbelastung nach Abschnitt 3.3.5 berücksichtigt werden. Regelmäßige Ruhephasen von mindestens einer Woche bis zu vier Wochen bei anhaltender Vernässung sind zur Regeneration zweckmäßig.

Ein dauerhafter (Teil)Einstau des Filters muss ver-mieden werden.

Sollen in besonderen Fällen Anlagen mit mehr als EWBSB5 = 1.000 E ausgelegt werden, müssen die bepflanzten Bodenfilter in mehrere parallel zu be-treibende Einheiten aufgeteilt werden.

4.5 Zu- und Ablaufkonstruktion

4.5.1 Allgemeines

Vorbehandlung und Beschickung müssen hydrau-lisch entkoppelt werden, um einen Schlammaustrag aus der Vorbehandlung durch hydraulische Stoßbe-lastungen während des Beschickungsvorganges zu vermeiden. Der Wasserspiegel im Absetzraum der Vorbehandlung darf durch die Entnahme aus einem Vorlagebehälter nicht verändert werden.

Die Ablaufkonstruktion eines jeden bepflanzten Bo-denfilters sollte so angelegt sein, dass der Wasser-spiegel im Filterkörper planmäßig zeitweilig sowohl abgesenkt als auch bis 10 cm über die Filteroberflä-che angehoben werden kann.

Zu- und Ablaufleitungen oder -schächte müssen so angelegt werden, dass sie leicht mit mechanischen Geräten oder Hochdruckspüleinrichtungen gereinigt

werden können. Dazu müssen von den Ablaufdrä-nungen sowie den unterirdischen Beschickungslei-tungen geschlossene Rohre bis mindesten 10 cm über die Filteroberkante gezogen und mit Revisions-öffnungen versehen werden.

Zu- und Ablauf von Vorbehandlung und bepflanz-ten Bodenfiltern müssen so angeordnet und gestal-tet werden, dass Abwasseruntersuchungen entspre-chend den länderspezifischen Regelungen möglich sind. Im Ablauf der Anlage ist ein Schacht erforder-lich, in dem eine Probenahme möglich ist.

4.5.2 Zu- und Ablaufeinrichtungen bei horizontal durchströmten bepfl anzten Bodenfi ltern

Zulaufeinrichtungen eines horizontal durchströmten bepflanzten Bodenfilters müssen so gestaltet wer-den, dass der Einsickerquerschnitt ausreicht, um das Abwasser gleichmäßig auf die Anströmfläche zu verteilen. Es muss ein Nachweis geführt werden (Formel 8), dass im Normalbetrieb kein Überstau im Einlaufbereich eintritt.

Ablaufeinrichtungen in horizontal durchströmten be-pflanzten Bodenfiltern müssen so gestaltet werden, dass es zu einer plangemäßen Passage durch den gesamten Filterkörper ohne Kurzschlussströmungen kommt. Dies muss planerisch dargestellt werden.

4.5.3 Zu- und Ablaufeinrichtungen bei vertikal durchströmten bepfl anzten Bodenfi ltern

Beschickungseinrichtungen eines vertikal durch-strömten bepflanzten Bodenfilters müssen so ange-legt werden, dass die Bodenfilteroberfläche gleich-mäßig beschickt wird.

Je größer der kf -Wert des Filtermaterials ist, umso enger muss das Beschickungsraster gewählt wer-den. Die beschickte Fläche pro Austrittsöffnung soll-te nicht größer als 5 m² sein. Liegt diese Fläche bei ≤ 1 m² je Loch, kann die spezifische erforderliche Fläche bei kleinen Kläranlagen (nicht bei Kleinklär-anlagen) um 0,5 m²/E verringert werden.

Die Pumpen und Rohrleitungen müssen dem inter-mittierenden Betrieb angepasst und auf die erfor-derlichen Volumenströme abgestimmt sein. Durch abschnittsweise Beschickung (mehrerer Teilflächen) kann die Förderleistung begrenzt werden.

Kreisförmige Austrittsöffnungen in den Verteiler-rohren sollten nicht kleiner als 8 mm im Durchmes-

DWA-A 262

März 2006 17

ser sein (außer bei Verwendung flexibler Schläuche mit Druckbeschickung). Die Rohre müssen sich nach der Beschickung selbsttätig vollständig entleeren.

Die Filteroberfläche muss an den Austrittsöffnungen vor Erosion geschützt werden.

Die gewählte Lösung muss sicher gegen Einfrieren auch bei länger anhaltendem Frost sein.

Dränschichten unterhalb von vertikal durchströmten bepflanzten Bodenfiltern einschließlich der Abstän-de von Saugern müssen so bemessen werden, dass die Übergangsschicht zum Bodenfilter bei maxima-ler hydraulischer Belastung im Normalbetrieb nicht eingestaut wird. Dafür muss der Abstand zwischen den Dränrohren ≤ 5 m betragen. Weitere Gestal-tungshinweise sind im DWA-M 178 Abschnitt 8.1.3 zu finden.

4.6 Bepfl anzung der Bodenfi lter

Für die Bepflanzung von Bodenfiltern sollten beson-ders stark rhizombildende und tiefwurzelnde Helo-phyten oder Röhrichtpflanzen gewählt werden.

Schilf (Phragmites) erfüllt die Anforderungen des Bo-dens am besten und verdrängt in der Regel andere Beipflanzen. Auch Seggen (Carex spp.), Schwertlilie (Iris pseudacorus) u. a. können eingesetzt werden. Der unterschiedliche Lichtbedarf muss als Standort-faktor bei der Pflanzenwahl berücksichtigt werden. Beispielsweise hat sich die Segge (Carex acutifor-mis) als besonders geeignet für die Bepflanzung von vertikal durchströmten bepflanzten Bodenfiltern an schattigen Standorten erwiesen.

Für die Pflanzung werden folgende Hinweise gege-ben:

• Die Bepflanzung kann grundsätzlich ganzjährig, vorzugsweise aber im Frühjahr erfolgen.

• Schilf kann als Ballen, einzelne Rhizome oder Setzlinge gepflanzt werden. Je höher die anfäng-liche Dichte und Vitalität, desto weniger Beipflan-zen können sich in der Anwuchsphase entwi-ckeln.

• Rhizompflanzungen sind am erfolgreichsten, wenn sie in der Zeit von Ende Mai bis Juni aus-geführt werden und die Rhizome ein oder zwei 10 cm bis 60 cm hohe Schösslinge aufweisen; 4 bis 6 Rhizome pro Quadratmeter reichen aus.

• Schilfsetzlinge werden von Samen vorgezogen (Containerware) und zweckmäßigerweise in der

Zeit von Ende Mai bis Juni gepflanzt, wenn sie be-reits Rhizomansätze zeigen. Setzlinge sind leich-ter zu pflanzen als Rhizomstücke und wachsen üppiger in der ersten Saison; 4 bis 8 Setzlinge pro Quadratmeter reichen aus.

Für gutes Anwachsen und kräftige Pflanzenentwick-lung während der ersten Saison müssen – unabhän-gig von der Pflanzmethode – optimale Wachstums-bedingungen hergestellt werden:

• In der Anwuchsphase sollten die frisch bepflanz-ten Bodenfilter gut feucht gehalten, aber nicht dauerhaft überstaut werden.

• Während der ersten Wachstumsphase ist eine gute Nährstoffversorgung wichtig. Beschickung mit Abwasser deckt den Nährstoffbedarf.

Weitere Hinweise sind im DWA-M 178 Abschnitt 8.1.6 zu finden.

4.7 Weitere Vorgaben für die bauliche Ausführung

In jedem Fall ist bei Planung und Bauausführung eine fachlich qualifizierte Leitung erforderlich.

Die bepflanzten Bodenfilter müssen vor dem Zutritt von Unbefugten ortsüblich gesichert und als Abwas-seranlage kenntlich gemacht werden. Kleine Kläran-lagen mit bepflanzten Bodenfiltern müssen umzäunt werden.

Bepflanzte Bodenfilter müssen mit einem Freibord (Abstand der Filteroberfläche zur Oberkante der Dichtungseinbindung) von mindestens 20 cm bei Kleinkläranlagen bzw. 30 cm bei kleinen Kläranla-gen ausgestattet werden.

Verbindungsleitungen zwischen Vorbehandlungs-einrichtungen und bepflanzten Bodenfiltern müssen frostsicher verlegt oder gegen Frosteinwirkungen geschützt werden.

Alle für Wartung und Betrieb wichtigen Armaturen und Aggregate (z. B. Spülstutzen, Schwimmerschal-ter, verschiedene Pumpen) müssen eindeutig und sichtbar beschriftet werden.

Der maximal zulässige Schlammspiegel der Vorbe-handlung muss durch eine dauerhaft sichtbare Be-schilderung an der Entnahmestelle (z. B. im Schacht-deckel) angegeben werden. Bei mehreren Kammern müssen diese einzeln benannt werden. Zusätzlich müssen diese Angaben ins Betriebstagebuch auf-genommen werden.

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Alle Betriebspunkte einer Pflanzenkläranlage müs-sen ausreichend zugänglich sein. Kleine Kläranla-gen bedürfen einer Zufahrt.

Je nach Ausbaugröße der Anlage ist ein Geräte-raum bzw. ein einfaches Betriebsgebäude mit ent-sprechender Ausstattung erforderlich.

Betriebseinrichtungen innerhalb von Bodenfilterflä-chen bedürfen einer Zugangsmöglichkeit, die sicher-stellt, dass es nicht zu unzulässiger Verdichtung des Filtermaterials durch wiederholtes Betreten kommt.

Beim Einsatz von bepflanzten Bodenfiltern im An-schluss an andere biologische Reinigungsstufen, wie z. B. SBR, muss gewährleistet sein, dass kein belebter Schlamm aus dem vorgeschalteten Reaktor ausgetragen wird. Der bepflanzte Bodenfilter muss in diesen Fällen mit einem Notumlauf versehen wer-den, der nach einem Störfall mit Schlammaustrag eine ausreichende Ruhephase ermöglicht.

Die Anlage muss gegen Überflutung durch Hoch-wasser und Oberflächenwasser geschützt sein.

4.8 Anlagen mit weitergehenden Anforderungen an die Ablaufqualität

Reihenschaltung von mehreren bepflanzten Bo-denfiltern:Die Reihenschaltung von mehreren bepflanzten Bodenfiltern ist besonders zur Sicherung weiterge-hender Anforderungen zweckmäßig. Dabei müssen die Bemessungsanforderungen nach Abschnitt 3.3 für jede Stufe separat eingehalten werden. Die Kom-bination vertikal durchströmter bepflanzter Boden-filter mit nachgeschaltetem horizontal durchström-tem bepflanztem Bodenfilter hat sich besonders be-währt.

Nitrifikation:Anforderungen an die Nitrifikation von SNH4-N ≤ 10 mg/l (T ≥ 12 °C) können nur mit Hilfe von Verti-kalfiltern erfüllt werden. Für die Nitrifikation bei Tem-peraturen über 12 °C ist mit einem Wirkungsgrad von rund 85 % bis 90 % bezogen auf TKN zu rechnen. Bei karbonatarmem Filtermaterial sollte eine maxi-male TKN-Flächenbelastung von ca. < 10 g/(m² · d) angesetzt werden.

Denitrifikation:Horizontal durchströmte bepflanzte Bodenfilter, in geringerem Maße auch vertikal durchströmte be-pflanzte Bodenfilter, weisen eine signifikante Ge-samtstickstoffelimination auf.

Soll in größerem Umfang denitrifiziert werden, ha-ben sich vertikal durchströmte bepflanzte Bodenfil-ter mit Rückführung des Filterablaufs in den Zulauf (vorgeschaltete Denitrifikation) bewährt. Dabei kann mit Eliminationsraten von insgesamt 50 % bis 70 % (bei ≥ 12 °C im Ablauf) gerechnet werden. Eine ge-sicherte Bemessung zur Einhaltung eines Grenz-wertes für Gesamtstickstoff von SanorgN ≤ 18 mg/l.ist aber nach dem heutigen Wissensstand nicht möglich.

Bei Anwendung der vorgeschalteten Denitrifikati-on darf der Rücklauf vom Bodenfilter nicht in den Schlammsammelraum eines Emscherbrunnens ge-führt werden. In diesem Fall ist dafür ein gesonderter Reaktor erforderlich. Der Rücklaufvolumenstrom muss bei der Auslegung des Absetzraumes eines Emscherbrunnens berücksichtigt werden, wenn er diesen durchfließt.

Bei Vorklärteichen oder Mehrkammergruben muss der Rücklauf vom Bodenfilter in den Zulaufbereich der Vorklärung geführt werden.

Der Wirkungsgrad bei Anwendung der vorge-schalteten Denitrifikation (�DN) ist abhängig vom Rücklaufverhältnis (RV) und der zusätzlichen De-nitrifikationsleistung im vertikal durchströmten be-pflanzten Bodenfilter (�VF), die mit 10 % bis 20 % angesetzt werden kann. Der Gesamtwirkungsgrad berechnet sich wie folgt:

�

DN =

1 - 1 + �VF

(11) 1 + RV

Ein RV > 2 führt erfahrungsgemäß zu keiner wei-teren Verbesserung der Reinigungsleistung.

Die Bemessung des vertikal durchströmten be-pflanzten Bodenfilters erfolgt hierbei grundsätzlich entsprechend den Vorgaben in Abschnitt 3.3.5. Ab-weichend davon kann die Flächenbeschickung bei Bemessungszufluss bei ≥ 12 °C mit ≤ 120 l/(m² · d) gewählt und die Einsickerzeit zwischen den Beschi-ckungen halbiert werden.

Phosphorelimination:Obwohl bepflanzte Bodenfilter nicht auf Phosphor-elimination bemessen werden können, besitzen sie diesbezüglich grundsätzlich ein sehr hohes Leis-tungspotenzial. Je nach Zusammensetzung des Fil-termaterials kann über einen Zeitraum von mehre-ren Jahren Phosphor adsorptiv gebunden werden. Im Laufe der Betriebszeit erschöpft sich die Sorpti-onskapazität und es kommt zum Anstieg der Phos-phorwerte im Ablauf des bepflanzten Bodenfilters.

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März 2006 19

Sofern ein Phosphorgrenzwert eingehalten werden muss, so muss dafür eine separate Anlagenstufe (z. B. Sorptionsstufe oder Nachfällung) vorgesehen werden. Eine Vorfällung ist dabei nicht zu empfeh-len. Durch möglichen Abtrieb der gebildeten Flocken aus der Vorbehandlung auf den bepflanzten Boden-filter besteht erhöhte Kolmationsgefahr.

Hygienische Anforderungen:Einstufige bepflanzte Bodenfilter erreichen in der Regel Eliminationsraten von 1,5 bis 2,5 Zehnerpo-tenzen bezogen auf alle wichtigen Indikatororganis-men und Krankheitserreger. In Reihe angeordnete mehrstufige bepflanzte Bodenfilter weisen deutlich bessere Eliminationsleistungen auf.

Sofern hygienische Anforderungen an das gereinigte Abwasser festgelegt sind, reichen zwei Mehrfachbe-probungen pro Jahr (eine Sommer- und eine Win-terbeprobung) aus. Zur Beurteilung des Leistungs-bildes der Anlagen hinsichtlich der hygienischen An-forderungen kann Escherichia coli als Leitparameter dienen.

5 Betrieb

5.1 Grundsätze

Für eine Pflanzenkläranlage muss eine umfassende allgemeinverständliche Betriebs- und Pflegeanwei-sung für alle in der Praxis auftretenden Betriebszu-stände und vor allem für die verschiedenen Vegeta-tionsphasen vom Planer erstellt und dem Anlagen-betreiber ausgehändigt werden.

Pflanzenkläranlagen bedürfen fachgerechter und regelmäßiger Inspektion und Wartung. Diese muss sorgfältig dokumentiert werden. Dem Betreiber wird der Abschluss eines Vertrages zur Funktionskontrol-le, Anlagenwartung und Pflanzenpflege mit einem Fachkundigen empfohlen. Für Kleinkläranlagen muss ein Wartungsvertrag abgeschlossen werden.

Die Vorgaben der einschlägigen Unfallverhütungs-vorschriften müssen beachtet werden.

Anlagenteil auszuführende ArbeitenMindest-

häufigkeitBemerkungen

AllgemeinFühren des Betriebstage-buches

Dokumentation der durchge-führten Kontrollen und Wartungs-arbeiten

Vorbehandlung

Sichtkontrolle des Wasser-spiegels und des Zu- und Ablaufs auf Auffälligkeiten(analog nach DIN 4261-1)

monatlichz. B. Undichtheiten, Verstop-fungen, Schlammabtrieb

Entschlammung(analog nach DIN 4261-1)

nach Bedarf (entsprechend Ergebnis der Schlammspie-gelmessung)

Abfuhr des Fäkalschlamms durch den Entsorgungspflichtigen ver-anlassen

Pumpenschacht (soweit vorhanden)

BetriebsbereitschaftBetriebsstundenzähler ablesen

monatlichAutomatische Fehlermeldung erforderlichEintragung in Betriebstagebuch

ZulaufeinrichtungSichtkontrolle auf Funktions-fähigkeit

monatlich ggf. säubern

Bepflanzter BodenfilterSichtkontrolle auf Pfützen-bildung und Pflanzenbestand

monatlichbei negativem Befund Fachfirma hinzuziehen

AblaufSichtkontrolle auf Auffällig-keiten

monatlich

Tabelle 5: Arbeiten zur Eigenkontrolle bei Kleinkläranlagen durch den Anlagenbetreiber

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20 März 2006

5.2 Funktionskontrolle

5.2.1 Allgemeines

Vom Betreiber einer Pflanzenkläranlage müssen grundsätzlich anlagenbezogene Eigenkontrollen in dem Umfang durchgeführt werden, wie sie für her-kömmliche Kläranlagen gleicher Ausbaugröße üb-lich sind. Die Eigenkontrollvorschriften der Länder können Einzelheiten regeln.

Tabelle 6: Wartungsarbeiten bei Kleinkläranlagen, durch Fachfirma durchzuführen

Anlagenteil auszuführende ArbeitenMindest-

häufigkeitBemerkungen

AllgemeinErstellen des Wartungsbe-richtes

Ablage in Betriebstagebuch

Vorbehandlung

Kontrolle auf:sichtbare Bauwerksschäden,freier Durchfluss Zulauf/Ablauf und Tauchrohre(analog nach DIN 4261-1)

jährlich

Be- und Entlüftung alle 5 Jahre mit Nebelmaschine oder -kerze

Schwimmschlammschicht und Schlammspiegel messen (analog nach DIN 4261-1)

jährlich

bei Bedarf Schwimmschlamm-schicht entfernen und unverzüg-lich Schlamm räumung durchfüh-ren lassen

AFS im Ablauf der Vorbehand-lung messen

jährlichbei Bedarf umgehende Schlamm-räumung durchführen lassen

Pumpenschacht (soweit vorhanden)

Funktionskontrolle jährlichSchwimmerschalter und Pumpen, soweit vorhanden Alarmeinrich-tungen kontrollieren

Zulaufeinrichtung Funktionskontrolle jährlichbei Bedarf an Abwasseranfall an-passen

Bepflanzter BodenfilterSichtkontrolle auf Kolmation, Zustand der Pflanzen, Fremd-bewuchs

jährlichggf. Schlamm und obere Boden-schicht, Fremdbewuchs, Blätter usw. entfernen

Ablaufdränung Kontrolle auf Funktionsfähigkeit jährlich ggf. spülen

AblaufbauwerkSichtkontrolle auf Bauwerks-schäden, Verschlammung, Rückstau

jährlich ggf. säubern und reparieren

MessschachtAbwasseruntersuchung einer Stichprobe im Ablauf des be-pflanzten Bodenfilters

jährlichC

CSB, S

anorgN (wenn erforder-

lich), Geruch, Farbe, pH-Wert, Tem peratur

AuslaufbauwerkSichtkontrolle auf freien Ablauf und Bauwerksschäden

jährlich ggf. säubern und reparieren

5.2.2 Eigenkontrolle und Wartung bei Kleinkläranlagen

Zur Absicherung des Betriebs und ggf. von Gewähr-leistungsansprüchen müssen, zusätzlich zu den in Abschnitt 5.2.1 geforderten Eigenkontrollen, die in den Tabellen 5 und 6 (nach Kommunale Umwelt-AktioN U.A.N., Heft 42, modifiziert) beschriebenen Kontrollen und Wartungsarbeiten bei Kleinkläranla-gen durchgeführt werden.

Es wird empfohlen, die Wartungsarbeiten über den Mindestumfang hinaus halbjährlich durchzuführen. Sind bei der jährlichen Wartung gravierende Pro-bleme aufgetreten, so ist die nächste Wartung spä-testens nach einem halben Jahr durchzuführen.

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März 2006 21

5.2.3 Eigenkontrolle und Wartung bei kleinen Kläranlagen

Zur Absicherung des Betriebs und ggf. von Gewähr-leistungsansprüchen müssen, zusätzlich zu den in Abschnitt 5.2.1 geforderten Eigenkontrollen, die nachfolgend beschriebenen Kontrollen bei kleinen Kläranlagen durchgeführt werden:

• Im Rahmen der Eigenkontrolle zur Bestimmung des Räumungsbedarfs der Vorbehandlung müs-sen neben dem Schlammspiegel die Gehalte an AFS und CSB im Ablauf der Vorbehandlung re-gelmäßig bestimmt werden.

• Bei vertikal durchströmten bepflanzten Bodenfil-tern muss die Bestimmung der Ammoniumgehalte im Ablauf des Bodenfilters monatlich durchge-führt werden. Dies ermöglicht die Kontrolle einer ausreichenden Belüftung des Filterkörpers und dient der Vermeidung von Kolmation. Ablaufwerte

über SNH4 = 10 mg/l sind nach der Einfahrphase ein Kennzeichen für eine Fehlfunktion der Beschi-ckung bzw. Dränung (z. B. keine ausreichende Verteilung, fehlende Pausen, hydraulische Über-lastung, Verstopfung der Dränungen) oder einer stofflichen Überlastung.Alternativ kann auch der Verlauf des Redoxpo-tenzials beobachtet werden. Reduzierende Ver-hältnisse zeigen einen Sauerstoffmangel an, der auf organische oder hydraulische Überlastung zurückgeführt werden kann. Im weiteren Verlauf kann es zur Kolmation der Oberfläche kommen.

• Die Messung und Aufzeichnung der Wassermen-gen bei kleinen Kläranlagen, z. B. über einfache Zählwerke zur Erfassung der Pumpenhübe aus der Wasservorlage, muss erfolgen.

Tabelle 7 gibt einen Überblick über Umfang und Zeit-plan für Eigenkontrollen bei kleinen Kläranlagen.

Tabelle 7: Umfang und Zeitplan für Eigenkontrollen bei kleinen Kläranlagen

Kontrolle Rhythmus

Art Ort Intervall Zeitpunkt

SchlammspiegelVorbehandlung, je Kammer

je nach Art der Vorbehandlung

vor der Räumung zur Bestimmung der Menge

AFS Ablauf Vorbehandlung monatlich

CCSB

Ablauf Vorbehandlung monatlich

SNH4-N

oderRedoxpotenzial

Ablauf vertikal durch-strömter bepflanzter Bodenfilter

monatlich

phasenweise oder kontinuierlich (optional)

besonders im Frühjahr

Beschickungsmengen, und ggf. Rücklaufverhält-nis

Zulauf Bodenfilter (bei parallelen Filtern gesondert)

wöchentlich

Wasserverteilung und -ablauf

Bodenfilter wöchentlich

Zusätzliche Analysen werden bei besonderen An-forderungen oder bei Grenzwert-Überschreitungen erforderlich.

Die bepflanzten Bodenfilter müssen regelmäßig auf Wassereinstau an der Oberfläche geprüft werden. Wassereinstau kann u. U. von April bis Juli (Kolmati-onsgefahr) oder bei Dauerfrost auftreten.

Störender Fremdbewuchs muss entfernt werden.

Der Verbleib der im Herbst absterbenden Pflanzen auf der Filteroberfläche über die Frostperioden zur Wärmedämmung ist zweckmäßig.

Verstopfte Filterpartien eines bepflanzten Bodenfil-ters sind wieder aufzuarbeiten oder auszutauschen.

Die Wartung muss mindestens dem Umfang der er-forderlichen Wartungsarbeiten in Tabelle 6 entspre-chen.

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22 März 2006

5.3 Schlammräumung in der Vorbehandlung

5.3.1 Mehrkammergruben

Eine Entschlammung (entsprechend DIN 4261-1) von Mehrkammergruben muss abweichend von der DIN 4261-1 bereits durchgeführt werden, wenn der Schlamm 1/3 des Gesamt-Nutzvolumens ausfüllt, um die erforderliche niedrige Konzentration an AFS im Ablauf der Vorklärung zu gewährleisten. Wird im Zulauf zum bepflanzten Bodenfilter der Grenzwert von 100 mg /l AFS überschritten, muss unverzüglich eine Entschlammung durchgeführt werden.

5.3.2 Absetzteiche

Die regelmäßigen Arbeiten an Absetzteichen be-schränken sich im Wesentlichen auf das Reinigen der Ein- und Ausläufe und das Abschöpfen von Schwimmstoffen; Krautbewuchs muss entfernt wer-den. Der Schlamm aus Absetzteichen muss in der Regel einmal im Jahr oder nach Bedarf geräumt werden (siehe oben). Eine Mindestwassertiefe von 1 m gemäß DIN EN 12255-5 über dem Schlamm-spiegel muss eingehalten werden.

5.3.3 Emscherbrunnen

Der Schlamm von Emscherbrunnen muss nach Be-darf entnommen werden. Wird im Zulauf zum be-pflanzten Bodenfilter der Grenzwert von 100 mg/lAFS vor Erreichung des planmäßigen Schlamm-räumungszeitpunktes überschritten, muss eine Schlamm räumung durchgeführt werden. Der Schlamm räumzyklus muss dann entsprechend ver-kürzt werden.

Der Schwimmschlamm auf dem Absetzraum muss regelmäßig abgeschöpft werden.

5.4 Betriebsanweisung

Eine vom Planer zu erstellende Betriebsanweisung muss u. a. Folgendes beinhalten:

• Es muss vorgegeben werden, ob ein bepflanzter Bodenfilter kontinuierlich oder diskontinuierlich oder – bei mehreren parallel betreibbaren Boden-filtern – alternierend zu beschicken ist. Diskonti-nuierlicher oder alternierender Betrieb fördert die Reinigungsleistung, wenn eine weitgehende Ent-leerung des Filterkörpers in den Beschickungs-pausen gewährleistet ist.

• Es muss angegeben werden, welche Auswir-kungen ein unplanmäßiger Überstau eines be-pflanzten Bodenfilters hat und welche Maßnah-men in diesem Falle zu ergreifen sind.

• Es muss angegeben werden, wie einer Ansiede-lung von Fremdpflanzen im Bodenfilter begegnet werden kann.

• Bei Einsatz von bepflanzten Bodenfiltern zur Reinigung des Abwassers aus Saisonbetrieben (z. B. Campingplätze, Ferienhotels, Freizeitein-richtungen) muss dargelegt werden, wie die Bo-denfilter außerhalb der Saison zu betreiben sind, um ihre Leistungsfähigkeit zu erhalten.

• Es muss dargelegt werden, ob und ggf. welche vorbeugenden Maßnahmen für den Winterbetrieb eines bepflanzten Bodenfilters zu ergreifen sind und wie der Betrieb auch bei lang anhaltenden strengen Frösten aufrecht erhalten werden kann.

• Die gemäß Abschnitt 5.2.2, 5.2.3 und 5.3 vorzu-nehmenden Kontroll- und Wartungsarbeiten, müs-sen in der Betriebsanleitung angeführt werden.

• Es muss dargelegt werden, welche Pflanzenpfle-gemaßnahmen zu welchen Zeiten erforderlich sind.

• Es muss aufgezeigt werden, wie und wie oft zu-rückgehaltene Grobstoffe und Schlamm aus der Vorbehandlung zu entnehmen, zu behandeln und zu entsorgen sind. Ein Verbringen auf die der Abwasserbehandlung dienenden bepflanzten Bo-denfilter ist nicht zulässig.

• Es muss festgelegt werden, welche maxima-len Schlammspiegel und Ablaufkonzentrationen (z. B. CCSB, AFS) im Ablauf der Vorklärung zuläs-sig sind, und welche Maßnahmen bei Überschrei-tung erforderlich sind.

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März 2006 23

6 Kosten Bei Kostenangaben und -vergleichen ist darauf zu achten, dass alle notwendigen Einrichtungen und Ausstattungen einer Kläranlage mit bepflanzten Bo-denfiltern unter Angabe der Nutzungsdauer mit be-rücksichtigt werden. So müssen u. a. die Anlagen zur Vorbehandlung, ferner die Schlammbehand-lungseinrichtungen und alle erforderlichen Neben-einrichtungen mit erfasst werden.

Nicht ausreichende mechanische Vorbehandlung verkürzt die Standzeit eines bepflanzten Bodenfil-ters und vermindert die Wirtschaftlichkeit einer sol-chen Kläranlage.

Die Betriebskosten von Pflanzenkläranlagen beste-hen hauptsächlich aus Wartungskosten für Dienst-leister bzw. Personalkosten für Kontrollen und Pfle-ge des Geländes sowie für die Klärschlammentsor-gung, die sich hier auf Primärschlamm beschränkt. Die Energiekosten berechnen sich aus Pumpenleis-tung und -laufzeiten für die Beschickung, falls kein natürliches Gefälle genutzt werden kann.

7 UmweltauswirkungenDie Pflanzen in einem bepflanzten Bodenfilter sor-gen für eine hohe Verdunstung und tragen damit zu einer Verbesserung des Kleinklimas bei. Es entsteht im Bodenfilter nur wenig Sekundärschlamm und es ist nur ein geringer Einsatz von Fremdenergie erfor-derlich.

Unabhängig von der Baugröße kann mit einem zwei-stufigen bepflanzten Bodenfilter erwartet werden, dass er im Ablauf die hygienischen Anforderungen an Badegewässer erfüllt. Eine gesicherte Bemes-sung ist aber nach dem heutigen Wissensstand nicht möglich. Sofern ein Grenzwert eingehalten werden muss, so muss dafür eine zusätzliche Behandlungs-stufe vorgesehen werden.

Eine besondere Schadstoffbelastung der Filterkör-per konnte auch im Langzeitbetrieb nicht festgestellt werden. Bei Rückbau bzw. Austausch des Filterma-terials ist eine Untersuchung desselben dennoch er-forderlich, um eine geordnete Entsorgung/Verwer-tung sicherzustellen.

Es handelt sich um Feuchtflächen, die den natür-lichen Charakter der Landschaft erhalten oder wie-der herstellen können. Sie sind Lebensraum für se-kundäre nicht am Abwasserprozess beteiligte Or-ganismen. Der Flächenverbrauch von bepflanzten Bodenfiltern ist höher als der von technischen Reak-toren und geringer als bei Abwasserteichen. Nach-teilig ist die Abhängigkeit von regional verfügbaren Filtermaterialien. Lange Transportwege könnten die Umweltverträglichkeit erheblich mindern.

Geruchsemissionen können zeitweilig auftreten, wenn Abwasser oberflächlich aufgebracht wird. Bei anaerober Vorbehandlung oder in tiefen horizontal durchströmten bepflanzten Bodenfiltern entweicht zusätzlich Methan ungefasst zu einem verhältnis-mäßig größeren Anteil als bei anderen Kläranlagen.

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24 März 2006

LiteraturAbwV-Abwasserverordnung:

Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer vom 17. Juni 2004; BGBl.I S. 1108

DWA-A 118 (In Vorbereitung 2006): Hydraulische Bemessung und Nachweis von Ent-wässerungssystemen

ATV-DVWK-A 198 (April 2003): Vereinheitlichung und Herleitung von Bemes-sungswerten für Abwasseranlagen

DWA-A 201 (August 2005): Grundsätze für Bemessung, Bau und Betrieb von Abwasserteichanlagen

ATV-DVWK-A 400 (Juli 2000): Grundsätze für die Erarbeitung des ATV-DVWK-Regelwerkes

DWA-M 178 (Oktober 2005): Empfehlungen für Planung, Bau und Betrieb von Retentionsbodenfiltern zur weitergehenden Re-genwasserbehandlung im Misch- und Trennsys-tem

DIN 4045 (August 2003): Abwassertechnik – Grundbegriffe

DIN 4261-1 (Dezember 2002): Kleinkläranlagen – Teil 1: Anlagen zur Abwasser-vorbehandlung

DIN 18130-1 (Mai 1998): Baugrund – Untersuchung von Bodenproben; Bestimmung des Wasserdurchlässigkeitsbei-werts – Teil 1: Laborversuche

DIN EN 12255-5 (Dezember 1999): Kläranlagen – Teil 5: Abwasserbehandlung in Teichen

DIN EN 12566-1 (Mai 2004): Kleinkläranlagen für bis zu 50 EW – Teil 1: Werk-mäßig hergestellte Faulgruben (enthält Änderung A1:2003)

DIN EN 12566-3 (Oktober 2005): Kleinkläranlagen für bis zu 50 EW – Teil 3: Vorge-fertigte und/oder vor Ort montierte Anlagen zur Behandlung von häuslichem Schmutzwasser

DIN 38409-2 (März 1987): Deutsche Einheitsverfahren zur Wasser-, Abwas-ser- und Schlammuntersuchung; Summarische Wirkungs- und Stoffkenngrößen (Gruppe H); Bestimmung der abfiltrierbaren Stoffe und des Glührückstandes (H2)

DVGW W 300 (Juni 2005): Wasserspeicherung – Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Wasserbehältern in der Trink-wasserversorgung; Arbeitsblatt

Bezugsquellen:

DWA (vormals ATV-DVWK) - Publikationen:DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft,Abwasser und Abfall e. V., 53773 Hennef

DIN-Normen: Beuth-Verlag GmbH, 10772 Berlin

DVGW-Regelwerk: Wirtschafts- und Verlagsgesellschaft Gas und Wasser mbH, 53056 Bonn