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

Für die Reinigungsleistung maßgebend ist ebenso die für Mikroorganismen zur Verfügungstehende besiedelbare Fläche (Wissing, Hofmann 2002). Zwischen der spezifischenOberfläche der Körner, der damit korrelierenden Kationenaustauschkapazität und somitdem Sorptionsvermögen eines Substrats einerseits und dem Wirkungsgrad bei derAbwasserreinigung andererseits besteht ein Zusammenhang (Uhl, Jübner 2004).Bei gleichbleibendem Porenvolumen ist die besiedelbare Oberfläche umso größer, je kleinerdie Bodenpartikel sind. Der Porenrahmen wird bei nicht bindigen Böden durch die Rhizomegelockert und offengehalten (Börner 1992). Hierin kann eine wesentliche Aufgabe der Pflanzenin bewachsenen Bodenfiltern gesehen werden.Umso weiter die Form eines Korns vom Idealbild der Kugel abweicht, vergrößert sich diespezifische Oberfläche dieses Korns im Verhältnis zu seinem Volumen. Daher weisen flächenförmigeKörper in Relation zu ihrem Volumen bzw. ihrer Masse die größte Oberflächeauf. Die massenspezifische Oberfläche nimmt aufgrund der Kornform von Sand über Schluffzu Ton zu (Blume et al. 2010).2.3.2 Kenntnisstand zur Reinigungsleistung unterschiedlicher FiltersubstrateDie Leistungsfähigkeit von Pflanzenkläranlagen ist abhängig von der Zulaufbelastung, derArt und dem Wirkungsgrad der mechanischen Vorreinigung, der Gestaltung der Bodenfilterund vom Filtersubstrat. Kies mit einer hohen Durchlässigkeit und geringenSorptionsfähigkeit, Sand mit einer guten, aber im Vergleich zu Kiesen geringerenDurchlässigkeit und bindige Materialien mit einer niedrigen Durchlässigkeit und hohenSorptionsfähigkeit bewirken als Filtersubstrat große Unterschiede in der Durchströmung desFilters, hinsichtlich der Aufenthaltszeit und somit parameterabhängig in derReinigungsleistung. Unabhängig von der Gestaltung der Pflanzenkläranlage und vomeingesetzten Filtermaterial sinkt der Wirkungsgrad ebenso wie bei bewachsenen Teichen mitsteigender Flächenbelastung (Börner 1990).Mit Hilfe einer Differenzierung der Systemvarianten der Abwasserreinigung mit Pflanzen inbewachsenen Teichen, Wurzelraumanlagen und bewachsenen Bodenfiltern mit bindigenBöden, Sand-, Sand-/Kies- und Kies-/Schotterkörpern sowie mehrstufigen Sand-/Kieskörpernwies Börner 1992 die gestaltungs- und substratabhängigen Unterschiede in Abhängigkeitvon der hydraulischen Flächenbelastung nach. Dabei stellte er je nach Anlagengestaltungeine breite Streuung der Betriebsmittelwerte im Ablauf und der Wirkungsgrade fest.Während bei sehr geringer hydraulischer Belastung (< 20 l/(m 2 *d)) alle Systemvarianten einegute Reinigungsleistung hinsichtlich BSB5 und CSB aufwiesen, ergab sich mit steigenderBelastung eine deutliche Differenzierung. Der schlechteste Wirkungsgrad wurdeunabhängig von der hydraulischen Belastung mit bewachsenen Teichen erzielt, der beste mitmehrstufigen Sand-/Kiesfilterkörpern. Hinsichtlich des Parameters BSB5 fielen die Anlagenmit bindigen Böden bei steigender hydraulischer Belastung weniger im Wirkungsgrad imVergleich zu Filtern mit höherer Durchlässigkeit ab als beim CSB.In Bild 2.1 sind substratspezfische Wirkungsgrade hinsichtlich der Elimination vonAmmoniumsticktoff in Abhängigkeit von der Flächenbelastung nach Börner (1992)aufgetragen.- 15 -