In unserem neuesten Forschungsvorhaben DeWaResT [1]setzen wir ganz auf Nature Based Solutions (NBS), um gebrauchtes Wasser aus Haushalten wieder verwendbar zu machen. Schon lange ist es ein Ärgernis, dass hochwertiges Trinkwasser erst für die Toilettenspülung genutzt wird und am Ende teils über lange Leitungen zur Kläranlage gepumpt werden muss. Danach steht es dem lokalen Wasserhaushalt nicht mehr zur Verfügung und führt mehr oder weniger gut gereinigt zu einer unvermeidbaren und bei geringer werdenden Abflüssen größer werdenden chemischen Belastung der Gewässer. Dabei ist bereits jetzt deutlich, dass durch die steigenden Temperaturen der Wasserverbrauch in der Landschaft stark ansteigt. Gleichzeitig fallen in einigen Regionen Brandenburgs weniger Niederschläge. Dadurch sinken die Grundwasserspiegel und Seen und Fließgewässer trocknen aus.

Gemäß der Europäischen Richtlinie 91/271/EWG und der Brandenburgischen Kommunalabwasserverordnung (§7 BbgKAbwV) soll deshalb die Wasserentnahme aus den natürlichen Vorkommen reduziert und gereinigtes Abwasser nach Möglichkeit wiederverwendet werden. An die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser in der Landwirtschaft werden aber hohe Anforderungen zum Schutz der Umwelt und der Produkte gestellt. Es wird geschätzt, dass das in dezentralen Sammelgruben erfasste Abwasser in Brandenburg bis zu 20% des Bewässerungsbedarfs in der Landwirtschaft decken könnte, wenn es entsprechend dezentral gereinigt würde. Die Europäische Verordnung zur Wasserwiederverwendung (EU-Wasser-WVVO) regelt in Zukunft die Anforderungen an Reinigung und Überwachung.

Der Beitrag unseres Forschungsvorhabens besteht darin, solche dezentralen Wasserkreisläufe zu ermöglichen. Hierzu werden Pflanzenkläranlagen verfahrenstechnisch optimiert und nach Bedarf mit weiteren Reinigungsstufen kombiniert. Derartige Bewachsene Bodenfilter sind aufgrund ihres einfachen und robusten Betriebs besonders für die dezentrale Anwendung geeignet. Durch integrierte Stufen sollen Keime und Spurenstoffe weitergehend entfernt werden.

Der neuartige Bodenfilter ist kompakt und kommt mit einer sehr geringen Fläche aus. Zwei Pilotanlagen in Brandenburg dienen der Optimierung und Weiterentwicklung. Die Anlage Pehlitzwerder dient dem Nachweis der Anwendbarkeit auf einem entfernt gelegenen Naturcampingplatz mit sehr hohen Anforderungen an den Naturschutz mitten im Biosphärenreservat Schorfheide-Chorin. Die zweite Anlage behandelt reguläres Haushaltsabwasser. Nach Abschluss der Untersuchungen in 2023 und Auswertung der Ergebnisse soll dieser neue Typ von Pflanzenkläranlagen für zukünftige dezentrale Anwendungen zur Verfügung stehen. Damit soll die Lücke in der land(wirt)schaftlichen Wasserwiederverwertung geschlossen werden.

Diese Forschung wird gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Fördermaßnahme „KMU-innovativ“, Technologiefeld „Ressourceneffizienz und Klimaschutz“, Anwendungsbereich „Nachhaltiges Wassermanagement“. Projektpartner ist das KWB Kompetenzzentrum Wasser gGmbH, Berlin.

Weitere Informationen: Heribert Rustige

[1] Dezentrale Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung für Regionen mit saisonalem Trockenstress

Vom 22. bis zum 26. Oktober fand in Frankreich die gemeinsame Konferenz „s2small 2017“ der IWA Arbeitsgruppen Kleine Kläranlagen, EcoSan und Dezentrale Kläranlagen statt. Florent Chazarenc von der IMT Atlantique und Organisator der Konferenz betonte, dass kleine Systeme ein entscheidender Teil der Lösung für die humanitären Probleme der Welt sind: „Small is beautiful, efficient and affordable – small is the future“. Mehr als 200 Teilnehmer folgten dem Aufruf und diskutierten ihre Lösungsvorschläge aus den Bereichen Ressourcenorientierte Abwassersysteme, Abwasserbehandlung- und Verwertung.

Als deutschen Beitrag zur Verbesserung von kleinen Kläranlagen stellte Heribert Rustige, AKUT Partner aus Berlin, das neue Arbeitsblatt DWA-A 262 zum Thema Pflanzenkläranlagen vor. Dieses erscheint voraussichtlich im November 2017 und ersetzt das bisherige mit Datum von 2006. Im Unterschied dazu wurden zahlreiche neue Lösungen bzw. Systemvarianten in das neue Arbeitsblatt aufgenommen. Dazu zählt das sogenannte Französische System, das aus einer Kombination mit Rohwasservorbehandlung in einem bepflanzten Kiesfilter und einer Nachbehandlung in einem bepflanzten Sandfilter besteht (z.B. Phragmifiltre). Besonders innovativ ist auch das neu beschriebene Bodenfilterverfahren mit aktiver Belüftung. Dieses wurde von Scott Wallace in den USA entwickelt und mehrere Jahre in Deutschland intensiv vom UFZ Leipzig getestet.

Internationales Interesse an Deutscher  Pflanzenkläranlagenrichtlinie

In der Vergangenheit hatte das A 262 bereits Interesse aus anderen Ländern auf sich gezogen. Zuletzt war es ins Russische übersetzt worden. Auch auf die Veröffentlichung der aktuellen Fassung warten bereits viele Anwender. Die englische Übersetzung wird im nächsten Jahr ebenfalls über die DWA in Hennef zu beziehen sein.

Der Vorteil eines solchen, detaillierten Regelwerks besteht in der erhöhten Sicherheit für Planer und Betreiber. Das Arbeitsblatt nennt minimale Anforderungen an die Dimensionierung von Bodenfiltern und beruft sich auf Werte, die aus der Praxis stammen.  Der Anwender muss jeweils prüfen, ob die Randbedingungen in seinem Anwendungsfall zutreffend sind. Dabei hebt das Regelwerk auf die Behandlung von häuslichem und kommunalem Schmutzwasser, einschließlich Mischkanalisation ab. Darüber hinaus wird auch die Behandlung von Grauwasser in Bodenfiltern berücksichtigt.

Hilfreich sind die Tabellen, die zum Beispiel die verschiedenen Abwasserzusammensetzungen oder spezifische Bemessungswerte berücksichtigen. Verschiedene sinnvolle Verfahrenskombinationen werden aufgezeigt. Rustige betonte allerdings in seinem Vortrag, dass sich die Richtlinie nicht als eine einfache Bauanleitung versteht, denn es werden Fachkenntnisse vorausgesetzt. Auch werden keine Bemessungsformeln oder Modellierungsansätze aufgezeigt, weil sich diese in der Praxis noch nicht bewährt haben. Interessanter ist vielmehr die Darstellung von Mindestanforderungen, mit denen sich bestimmte Ablaufwerte bzw. Reinigungsgrade erzielen lassen. Bei der theoretischen Modellierung der Reinigungsgrade werde leider häufig nicht berücksichtigt, dass die Hydraulik oder der Sauerstoffübergang entscheidende limitierende Faktoren sein können, die im schlimmsten Falle zu einem totalen Versagen des Bodenfilters durch Kolmation führen. Besser ist es da, sich an den aus der Praxis hergeleiteten statistisch relevanten Ergebnissen zu orientieren, wie sie im A 262 verwendet werden.