DE29919732U1

DE29919732U1 - Pflanzenkläranlage im modularen Aufbau

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Publication number: DE29919732U1
Application number: DE29919732U
Authority: DE
Original assignee: AKUT UMWELTSCHUTZ INGENIEURGES
Current assignee: AKUT UMWELTSCHUTZ INGENIEURGES
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2000-02-24
Anticipated expiration: 2009-11-03

Description

Einleitung:

Die Erfindung betrifft die Verwendung von bewachsenen Bodenfiltern zur biologischen Abwasserreinigung, auch Pflanzenkläranlagen genannt.

Die Erfindung dient der Reinigung von Abwässern, vorzugsweise häuslichen, aber auch landwirtschaftlichen und gewerblichen Ursprungs mit Hilfe von bepflanzten Behältern in Modulbauweise. Es kann sowohl das gesamte häusliche Schmutzwasser als auch das fäkalfreie und geringer belastete sogenannte Grauwasser in der Anlage behandelt werden.

Letzteres kann nach der Bodenpassage als Betriebswasser wiederverwendet werden, wenn es eine den Anforderungen entsprechende Qualität aufweist.

Stand der Technik:

Die Reinigung von Abwasser mit Hilfe von bewachsenen Bodenfiltern ist bekannt. Seit 1998 liegen mit dem Arbeitsblatt A 262 der Abwassertechnischen Vereinigung (ATV) allgemein anerkannte Regeln vor. Auch die Behandlung von Grauwasser ist bereits beschrieben (z.B.

in DE 29707266 U 1).

Bewachsene Bodenfilter weisen generell eine gute Keimelimination und eine sehr weitgehende biologische Grundreinigung auf.

Solche Bodenfilter können horizontal oder vertikal durchströmt werden. Wegen der besseren Reinigungsleistung hinsichtlich Ammoniumabbau und sauerstoffzehrender Inhaltsstoffe sind vertikaldurchströmte Bodenkörper zu bevorzugen.

Die bekannten Nachteile dieser Technologie liegen in. der aufwendigen Bauweise und der Genehmigungspraxis. Solche Pflanzenklärbeete werden individuell geplant, Funktion und Betrieb muß der Genehmigungsbehörde in jedem Einzelfall plausibel gemacht und von dieser genehmigt werden. Schließlich gestaltet sich die Ausführung vor Ort meist sehr aufwendig. Die Boden- und Grundwasserverhältnisse lassen Erdbauweise oft nicht zu. Die Baukosten liegen dadurch meist über den Kosten von technischen Kläranlagen.

Eine Verbesserung gegenüber der üblichen Erdbauweise unter Verwendung von Folienoder Tonabdichtungen stellt die Verwendung von Behältern da. Eine solche Anlage wurde bereits in DE 4313902 beschrieben.

Diese Anlage weist jedoch ebenfalls entscheidende Nachteile auf:

1. Es sind bei Beachtung der a.a.R.d.T. bis zu 40 Behälter je Einwohnerwert (EW) erforderlich.

2. Die Anlage ist so aufgebaut, daß alle Behälter der Reihe nach durchströmt werden. Dies hat eine ausgesprochen hohe Belastung der ersten Behälter zur Folge, mit der Gefahr wachsender Kolmation (Verstopfen des Bodenkörpers).

3. Die Strömung in den Behältern ist ungerichtet. Dies bedingt eine schlechte Ausnutzung des Bodenkörpers.

4. Die gewünschte Ablaufqualität des Wassers wird erst im letzten Behälter erzielt. Dadurch ergibt sich eine feste Anlagengröße.

Aufgabe:

Mit der hier vorgestellten Erfindung sollen die Nachteile bisheriger bewachsener Bodenfilter beseitigt und folgende Ziele erreicht werden:

1. Entwicklung eines serienmäßig herzustellenden Bauteils zur Erstellung von Pflanzenkläranlagen in Fertigbauweise (Kosten-/ Zeitvorteil).

2. Dieses Bauteil muß prüffähig im Sinne der Landesbauordnungen sein, und mit einem entsprechenden Prüfzeichen versehen werden können (Genehmigungsvorteil).

3. Die Bauteile müssen auch für die Freiaufstellung oder zur teilweisen Einlassung in das Erdreich geeignet sein (Standortvorteil).

4. Die gleichen Bauteile sollen sich für verschiedene Funktionen innerhalb der Kläranlage oder für verwandte Zwecke eignen (Variabilität).

5. Die Bauteile müssen sich platzsparend und optisch ansprechend in einen Hausgarten integrieren lassen (Funktionalität und Design).

6. Jedes Bauteil muß für sich genommen bereits eine optimale Durchströmung und eine der Auslegung entsprechende ausreichende Reinigungsleistung ermöglichen (Gebrauchstauglichkeit).

7. Die Gesamtanlage muß sich durch Zuschalten weiterer gleichartiger Bauteile beliebig erweitern lassen, dabei soll die Zahl der Behälter je EW zwei nicht überschreiten. (Modularer Aufbau)

Technische Lösung:

Die technische Lösung dieser Aufgabe besteht in der Erfindung gemäß Anspruch 1 in einem Modul, gekennzeichnet dadurch, daß ein vertikal durchströmter bewachsener Bodenfilter in einen anschlußfertigen, transportablen und formstabilen Behälter eingebaut wird, in dem durch ein integriertes Rinnen- oder Drainagesystem am Boden und einem Verteilersystem an der Filteroberfläche eine vertikale Strömung und optimale Ausnutzung des Bodenkörpers erreicht wird, und gekennzeichnet dadurch, daß durch allseitige zueinander passende Seitenformen und Anschlußmöglichkeiten beliebig viele Behälter parallel zu einer einheitlichen Klärstufe zusammen geschaltet werden können.

Zum Einsatz kommt im Gegensatz zum üblichen Folienbau ein definierter formstabiler Behälter. Nur dadurch können die Anforderungen an die Geometrie und Strömungsverhältnisse gewährleistet werden. Daraus ergibt sich auch die Prüffähigkeit des Baumusters. Um die Behälter leicht und transportabel zu gestalten, werden die Wandungen mit Hilfe von Ein- und Ausbuchtungen oder Rippen ausgesteift. Als Material kommt vorzugsweise dünnwandiger abwasserresistenter, UV-beständiger und wurzelfester Kunststoff zum Einsatz.

Die Wandungen können bei Bedarf (z.B. Freiaufstellung) thermisch isoliert werden. Dies kann bei doppelwandiger Ausführung durch Auffüllung mit einem Dämmstoff oder bei einwandiger Ausführung beispielsweise durch witterungsgeschützte Einkleidung mit Schilfrohrmatten oder anderen Dämmatten geschehen.

Die Geometrie des Behälters ist so beschaffen, daß jede Seite in Form und Länge ein entsprechendes Gegenstück beim nächsten anzuschließenden Behälter findet. Diese Anforderung läßt sich beispielsweise mit einer sechseckigen Form realisieren:

Die flächenhafte Entwässerung am Behälterboden wird durch ein Netz eingelassener, abgedeckter Rinnen oder mit Hilfe vormontierter Drainrohre in Kombination mit einer Kiesschicht oder durch eine geeignete Trennlage aus perforiertem Kunststoff oder Filtervlies oder Geotextil mit Stützschicht bewerkstelligt. Die Drainageschicht kann eine Stärke bis zu 0,3 m aufweisen.

Darauf wird die eigentliche Bodenfilterschicht aufgebracht. Diese kann je nach Reinigungsanforderung eine Stärke von 0,4 bis 1,3 m aufweisen. Es kommt nur nichtbindiges Material mit definierten prüfbaren Eigenschaften zum Einsatz. Die Filterschicht kann mit einer luft- und wasserdurchlässigen Schutzschicht abgedeckt werden.

Der Bodenkörper wird mit Repositionspflanzen, vorzugsweise Phragmites australis bepflanzt, deren Rhizome langfristig den Boden durchdringen und deren Wurzeln ein optimales Bodenmillieu besorgen.

Oberhalb des Bodenkörpers befindet sich ein Beschickungssystem, das das vorgeklärte Schmutzwasser oder ungeklärte Grauwasser über die gesamte Oberfläche verteilt. Hierzu werden z.B. gelochte oder geschlitzte Rohre, permeable Schläuche oder Schwalldüsen verwendet.

Die Anschlüsse an die Behälter und untereinander erfolgen mit Hilfe von einfachen Steckverbindungen mit Lippendichtungen oder durch Schlauchverbindungen, Kupplungen oder Flansche.

Die Module müssen intermittierend beschickt werden, um eine optimale Belüftung und Ausnutzung des Bodenkörpers zu bewirken. Bei mehreren Behältern können die Module zudem alternierend betrieben werden, um eine Regeneration der Bodenkörper zu ermöglichen.

Ausführungsbeispiel:

Grundstückskläranlage für das häusliche Schmutzwasser von 4 EW.

In diesem Beispiel gemäß Fig. 1-4 bildet ein Modul mit einer Oberfläche von 2,5 m² die biologische Klärstufe für einen EW. Die gesamte biologische Reinigungsstufe wird hier aus vier Modulen gebildet. Die Vorklärung erfolgt durch mechanisches Absetzen in einer Mehrkammergrube gemäß DIN 4261 Fig. 1(1). In der letzten Kammer befindet sich eine schwimmergesteuerte Pumpe Fig. 1(2), die das abgesetzte Wasser intermittierend in die vier Module Fig.1(3) pumpt. Das ablaufende Klarwasser wird in.einem fünften Modul Fig.1(4) gesammelt und anschließend einer Versickerungsanlage Fig.1(5) zugeführt.

Im bezeichneten Ausführungsbeispiel wird eine sechseckige Modulform gewählt. Die Behälterwände Fig.2(1) sind hier doppelwandig ausgeführt und mit einer Zwischendämmung versehen. Die Anordnung der Module zueinander ist beliebig. Die Beschickung der Bodenkörper in einem Modul erfolgt über gelochte Rohre Fig.2 (2), die sternförmig angeordnet sind und durch die Behälterdurchführung Fig.2 (9) fixiert werden. Nicht benutzte Anschlußmöglichkeiten werden mit Blindstopfen Fig.2 (3) versehen. Als Bodenmaterial Fig.2(4) wurde ein Sand 0/2 a mit einer Stärke von 0,8 m gewählt. Das Freibord Fig.2(5) beträgt hier 0,2 m. Die Initialbepflanzung erfolgt mit 12 St. Topfpflanzen Fig.2(6) je Modul. Die flächenhafte Drainage erfolgt hier durch sternförmig angeordnete, geschlitzte Rohre Fig2/3(7), die sich in einer 15 cm starken Kiesschicht Fig.2(8) am Boden des Behälters befinden. Die Abdichtung zur Behälterwand erfolgt mit Hilfe von Dichtgummis Fig.2(9). Die Verbindungen an die anderen Behälter werden mit Steckmuffen Fig.2(10) hergestellt.

In dem fünften Behälter Fig.1(4) wird kein Bodenmaterial und keine Beschickungsleitung eingebaut. Mit Hilfe eines Einstaurohres am Ablauf des Behälters wird der Wasserspiegel in den vorgeschalteten Modulen geregelt.

Claims

1. Modul, gekennzeichnet dadurch, daß ein vertikal durchströmter bewachsener Bodenfilter in einen formstabilen Behälter eingebaut wird, in dem durch ein anschlußfertiges integriertes Rinnen- oder Drainagesystem am Boden und ein Verteilersystem an der Filteroberfläche eine vertikale Strömung im gesamten Bodenkörper erreicht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß durch allseitige zueinander passende Seitenformen und Anschlußmöglichkeiten des einzelnen Moduls beliebig viele Module in paralleler Betriebsweise zu einer einheitlichen Klärstufe zusammen geschaltet werden können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß natürliche oder künstliche Filtermaterialien eingesetzt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behälter aus abwasserresistentem, grundwasserneutralem, wurzelfestem und UV-beständigem Material bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behälter sich nach unten konisch verjüngen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behälter durch Stege oder Einbuchtungen versteift sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behälter doppelwandig ausgeführt sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet dadurch, daß die Hohlwand mit wärmedämmenden Materialien zur thermischen Isolierung gefüllt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Module Steighilfen für Amphibien enthalten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß in die Behälterwände Vertiefungen zur Befestigung von Laufbohlen oder externen Aussteifungen eingelassen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Behälter mit einem abnehmbaren Deckel versehen sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet dadurch, daß der Deckel aus lichtdurchlässigem Material besteht.