DE2148996C3

DE2148996C3 - Verfahren zur Abwasserreinigung

Info

Publication number: DE2148996C3
Application number: DE2148996A
Authority: DE
Inventors: Kaethe Dr. 4150 Krefeld Seidel
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1971-09-30
Filing date: 1971-09-30
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2148996A1; DE2148996B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abwasserreinigung unter Durchleiten des Abwassers durch den Wurzelbereich von Pflanzungen.

Aus der DE-OS 14 84 837 ist ein derartiges Verfahren zur Abwasserreinigung bekannt, bei welchem das zunächst künstlich mit Sauerstoff angereicherte Abwasser durch mehrere Becken mit emersen höheren Wasserpflanzen geleitet wird, wobei das Wasser durch den Wurzelbereich dieser Pflanzen strömt. Bei diesem Verfahren bildet sich eine Biozönose zwischen Belebtschlamm und den emersen Wasserpflanzen aus, die eine Reinigungswirkung erzielt.

Mit diesem Verfahren wird zwar eine gewisse Entkeimung durch Filterwirkung des Belebtschlammes und der Pflanzenwurzeln auch erzielt, jedoch ist die keimentfernende Wirkung gering, da der Belebtschlamm selbst die Keime nicht eliminieren kann, sondern lediglich gelöste Verunreinigungen verarbeitet, indem er sie als Nährstoffe ausnutzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die keimentfernende Wirkung, insbesondere die Entfernung von pathogenen Keimen verbessert ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Abwasserreinigung unter Durchleiten des Abwassers durch den Wurzelbereich von Pflanzungen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß das keimhaltige Wasser durch den Wurzelbereich von Pflanzen mit KnöUchenbakterien, vorzugsweise Alnusarten, geleitet wird.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß bestimmte Pflanzen, und zwar solche mit KnöUchenbakterien, pathogene Keime, wie Escherichia coli und Enterokokken, Salmonellen u. dgl., in Wasser abzutöten vermögen, wenn das zu reinigende Wasser mit dem Wurzelbereich dieser Pflanzen in Berührung gebracht wird. Es wird angenommen, daß

ίο diese Wirkung mit den Wurzelknöllchen dieser Pflanzen zusammenhängt, die als Stickstoflsammler bekannt sind. Vermutlich werden in den Erlenknöllchen eine oder mehrere Substanzen mit antibiotischer Wirksamkeit gebildet und an die Pflanze abgegeben. Die Pflanze selbst kann dann den Wirkstoff an das Wasser abgeben, wo die pathogenen Keime abgetötet werden. Es wird angenommen, daß diese Wirksubstanz dem Streptomycin nahesteht. Als Pflanzen mit KnöUchenbakterien werden Alnus arten, insbesondere Alnus glutinosa, bevorzugt Ein anderes Beispiel für geeignete Pflanzen ist die Akazie.

Besonders zweckmäßig ist es, Alnus glutinosa in

einem flachen Graben oder in mehreren derartigen

Gräben anzupflanzen, deren Breite so bemessen ist,

daß die heckenartigen Pflanzungen gut zu kontrollieren und in Stand zu halten sind und das fallende Laub im Herbst gut abgeharkt werden kann. Die Verweilzeit des Wassers in diesem Graben richtet sich nach dem Grad des Befalls mit pathogenen Keimen und

to läßt sich durch einfache Mittel regulieren. Beispielsweise können flache Staustufen in den Gräben angeordnet werden, in denen das Wasser im gewünschten Ausmaß zurückgehalten wird. Um bei größeren anfallenden Wassermengen eine möglichst gute Aus-

i-i nutzung der Pflanzen zu erhalten, werden mehrere flache Gräben parallel angeordnet, die am Ablaufende durch einen Quergraben verbunden werden, aus dem das biologisch gereinigte Abwasser dann weitergeleitet werden kann.

Besonders gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn Alnus glutinosa in Kombination mit anderen Pflanzen verwendet wird, wobei insbesondere Mentha aquatica (Wasserminie) und Iris pseudacarus (gelbe Schwertlilie) hervorragende Ergebnisse in Kombination mit Alnus glutinosa ergaben. Vorzugsweise werden daher diese Pflanzenarten mit Alnus glutinosa kombiniert angewendet. Gute Ergebnisse wurden aber auch bei Anwendung von Alisma plantage» (Froschlöffel), Juncus effusus (Saure Wiesenbinse), Scirpus lacustris

w (Flechtbinse) und Phragmites communis (Schilf) erzielt.

Bei Kombination von Alnus glutinosa mit einer oder mehreren der anderen erwähnten Pflanzenarten geht man zweckmäßig so vor, daß das belastete Wasser zuerst mit Alnus glutinosa in Berührung gebracht und danach mit der weiteren oder den weiteren Pflanzenarten zusammengebracht wird. Dies kann zweckmäßig so erfolgen, daß bei Anwendung mehrerer parallel angeordneter Gräben mit Alnus glutinosa der

bo Quergraben mit Mentha aquatica allein oder zusammen mit Iris pseudacaraus bepflanzt wird. Hierbei kommt Mentha aquatica eine besonders gute Wirksamkeit zur Entfernung restlicher Keime zu, während Iris pseudacarus sich besonders durch eine ganzjährige

b5 Wirksamkeit auszeichnet, die auch in der ungünstigen, d. h. kalten Jahreszeit noch eine zuverlässige Entfernung der Keime sicherstellt. Diese Anordnung hat auch den Vorteil, daß die kleinen Blätter von

Metna aquatica aus dem Wasser schlecht zu entfernen sind und bei Anordnung in einem am Schluß der Anlage geschalteten Quergraben leicht ausgetragen werden. In dieser Hinsicht eignet sich die Kombination mit Scirpus lacustris besonders in solchen Fällen, wo eine sekundäre Verschmutzung durch BläUer oder Halme unbedingt vermieden werden soll.

Bei besonders hohem Salmonellengehalt wird die Kombination von Alnus glutinosa mit Alisma plantage) bevorzugt, da letzterer Pflanze hierin eine besonders gute Wirksamkeit zukommt, welche sogar der von Mentha aquatica kaum nachsteht

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur alleinigen Anwendung bei der Entfernung von pathogenen Keimen aus Wasser. Da das zu reinigende Wasser jedoch vielfach ein Abwasser mit sehr hoher Verseuchung darstellt, wird zweckmäßig eine übliche Kläranlage vorgeschaltet Bevorzugt wird hierbei die Kombination mit einer Oxydationsgrabenkläranlage, da diese zwar hohe Verschmutzungsgrade reiativ rasch absenkt, den Restgehalt an pathogenen Keimen aber nicht mehr entfernen kann.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung weiter. Beispiel
A. Oxydationsgrabenmethode

Die Abwasser eines Krankenhauses mit Isolierstation wurden einer wie folgt aufgebauten Oxydationsgrabenkläranlage zugeführt: Das einlaufende unbehandelte Abwasser wird in einen O-förmigen Graben geleitet und durch Bürstenwalzen in Bewegung gebracht und mit Sauerstoff angereichert Während dieses Grabenwasser anschließend 1 Stunde segmentiert und danach 1 Stunde durch eine Kipprinne abläuft, läuft in einem Zwillingsgraben unbehandeltes Wasser während dieser Sedimentations-und Ablaufzeit ein. Die beiden O-förmigen Gräben sind durch einen Quergraben miteinander verbunden, so daß kein Hochwasser entstehen kann. Unterhalb der Anlage sind Schlammbeete angeordnet. Das »gereinigte« Auslaufwasser weist nach der Behandlung im Oxydationsgraben eine immer noch sehr hohe Belastung durch pathogenc Keime auf, wie die in der nachstehenden Tabelle angegebenen Orientierungszahlen (Durchschnittszahlen in 1 ml) für bestimmte charakteristische Verunreinigungen /eigen:

E. coli

Enlerokokken

Salmonellen

Auslauf aus dem O-Graben

Im Schlamm (Mai-Okt.)

Im Schlamm-Wasser
(Mai-Okt)

Winter ca. 2(X)O Sommer ca. 35 30 000-50 20000-25000 50- 1000

560-15000

4 000-50000

800-10000

350- 500
5000

8 000-50000
6000-10000

B. Erfindungsgemäßes Verfahren ,,

Es wurde eine Anlage verwendet, wie in Fig. 1 und 2 der Zeichnung dargestellt

Vier flache parallele Gräben 2 mit leicht V-förmigem Querschnitt, die eine Breite von etwa 1 m und eine Länge von etwa 30 m aufwiesen, wurden an ihrem⁴⁰ Zulaufende durch einen Zulaufgraben 1 und an ihrem Ablaufende durch einen Sammelgraben 4 verbunden. In den Gräben 2 wurden Alnus glutinosa-Pflanzen 3 heckenartig angeordnet. Der Sammelgraben 4 wurde an beiden Seiten mit Mentha aquatica 5 und Iris pseudacarus6 bepflanzt Die parallelen Gräben 2 wiesen je vier flache Staustufen 7 auf, die in gleichmäßigem Abstand voneinander angeordnet waren.

In den Zulauf und Verteilergraben wurde das in Beispiel A mit seiner durchschnittlichen Verunreinigung näher beschriebene Abwasser eingeleitet, welches aus der Oxydationsgrabenanlage stammte. Im Ablauf des Sammelgrabens 4 wurden im Verlauf von etwa einem Jahr folgende Restkeimzahlen bestimmt:

Meßlag

Tcmp. Luft Wasser

E. coli EnterukGkken

Salmonellen

E = Einlauf
A = Auslauf

12,5

15,0

17,0

22,0

26,0

8,0

-3	30	25	30	E
	7	6	10	A
16,2	720	50	0	E
	7	20	0	A
8,0	100	35	6	E
	80	6	0	A
14,5	350	56	5	E
	30	0	0	A
13,0	700	7	500	E
	15	7	3	A
15,0	3000	300	150	E
	15	■>	0	A
9,0	22	50	50	E
	1	6	1	A

5 β

Die Länge der Anlage betrug nur 4 m. Bei Ver- Anlage bedarf nur eines äußerst geringen War

längerung der Anlage kann man bis Null kommen. aufwandes, der sich im wesentlichen auf das Ent

Die oben dargestellten Werte zeigen, daß die Keim- der abgefallenen Blätter im Herbst beschränkt. I

zahl durch das erfindungsgemäßc Verfahren auf sehr ders überraschend ist, daß auch in der kalten J

geringe Werte vermindert wird. Die erfindungsgemäße > zeit die Wirksamkeit sehr gut ist.

Hierzu 1 Blatt Z

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Abwasserreinigung unter Durchleiten des Abwassers durch den Wurzelbereich von Pflanzungen, dadurch gekennzeichnet, daß das keimhaltige Wasser durch den Wurzelbereich von Pflanzen mit KnöUchenbakterien, vorzugsweise Alnusarten, geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Alnusarten in Kombination mit Mentha aquatica, Iris pseudacarus, Alisma plantage, Juncus eßusus, Scirpus lacustris oder/und Phragmites conununis verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Alnusarten in wenigstens einem flachen Graben angeordnet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser im Graben durch Staustufen zurückgehalten wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere flache Gräben parallel angeordnet und am Ablaufende durch einen Quergraben verbunden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß im Quergraben Mentha aquatica oder/ und Iris pseudacarus wachsen gelassen werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zu entkeimende Wasser zuerst durch eine übliche Kläranlage laufen gelassen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oxydationsgrabenkläranlage vorgeschaltet wird.