Dissertation Hasselbach TU-KL 2013.pdf - KLUEDO - Universität ...

Gesamtsystems aller untersuchten Lavasand-Anlagen und der Hauptbodenfilter derKläranlage Büschdorf über die Betriebsdauer bei Vollanschluss des Einzugsgebietsgemittelten Eliminationsraten (mindestens 93,5 %) sind durchweg höher als die mittlereAbbaurate von 84,2 %, die Vymazal (2007) auf Basis der Auswertung von Daten aus 12Ländern für vertikal durchflossene Bodenfilter ausweist, oder die von Börner (1992) inAbhängigkeit von Filtersubstraten und hydraulischer Belastung ermittelten Wirkungsgrade.Die Phosphorelimination nimmt über die Betriebsdauer ab. Allerdings stabilisieren sich dieEliminationsraten in nicht von einer Fremdwasserproblematik geprägtenPflanzenkläranlagen bei Werten in einer Mindestgrößenordnung von 55 bis 60 % bezogenauf das Gesamtsystem einschließlich der Vorreinigung. Phosphor wird im Boden angelagert,als Summe aus biologischer Fixierung in Mikroorganismen, Sorption und Fällungsprozessen.Die Fähigkeit, Phosphat durch Sorption zurückzuhalten, ist endlich. Es wurde aufgezeigt,dass die Sorptionskapazität zumindest bei der Kläranlage Büschdorf trotz einesBetriebszeitraums von 7 Jahren nicht erschöpft ist.Die stabilen Ergebnisse hinsichtlich der Reinigungsleistung werden bei der im Vergleichzum DWA A 262 höheren hydraulischen Belastung der Bodenfilter gemäß den Bemessungsvorgabenzu den Lavasand-Bodenfiltern (Drescher, Hasselbach, Rampendahl 2007)erreicht. Alternierend und intermittierend betriebene vertikal durchflossene Bodenfilterkönnen also mindestens für eine Spitzenbelastung von 120 l/(m²*d) dimensioniert werden.Selbst eine Erhöhung der maximalen Belastung der HBF auf bis zu 224,6 l/(m 2 *d) auf derKläranlage Büschdorf führte nicht zu einem Einbruch der Reinigungsleistung hinsichtlichder wasserrechtlich relevanten Parameter CSB und NH4-N. Innerhalb der Starkregenphasevom 01.12. - 19.12.2011 lag die mittlere stoffliche Belastung auf dem gerade in Betriebbefindlichen Hauptbodenfilter, d. h. bezogen auf die Fläche eines HBF, bei 35,6 g CSB/(m²*d)und somit erheblich über dem Bemessungswert von 20 g CSB/(m²*d) gemäß A 262(DWA 2006). Es wird durch diesen Wert verdeutlicht, dass mit der erhöhten hydraulischenBelastung der HBF auch eine starke stoffliche Belastung einherging. Somit ist die guteReinigungsleistung der HBF bei extremer hydraulischer Belastung nicht auf eine geringeKonzentration bzw. eine geringe Fracht bei Regenwetter zurückzuführen.Eine Belastungsgrenze für die HBF konnte innerhalb der Messkampagnen des EVS auf derKläranlage Büschdorf nicht festgestellt werden.6.3.2 Reinigungsleistung unterschiedlicher LavasandeAuf der Kläranlage Riesweiler wurde einer der beiden Hauptbodenfilter in drei Segmenteunterteilt, in die Lavasande unterschiedlicher Herkunft mit unterschiedlichenbodenphysikalischen Eigenschaften eingebaut wurden. Ziel war das Herausarbeiten vonsubstratspezifischen Unterschieden, sofern vorhanden.Die besten Abbauleistungen korrelieren substratabhängig mit der höchsten spezifischenOberfläche. Die höchsten Nitrifikationsraten stehen darüber hinaus im Zusammenhang mitder Kationenaustauschkapazität.Lavasande mit einer niedrigen Infiltrationskapazität, einer hohen spezifischen Oberfläche imFilterkörper und einer hohen Kationenaustauschkapazität sind demnach besonders geeignet,eine weitgehende Nitrifikation bei hoher hydraulischer Belastung zu erreichen (Hasselbach,Bruch, Hahn 2011).- 151 -