DE9204046U1 - Schüttmaterial zur Herstellung von Schüttkörpern für die Wasserreinigung - Google Patents

Description

Uwe Piamann, 3510 HanaMünden

Schüttmaterial zur Herstellung von Schüttkörpern für die Wasserreinigung

10

Zur weitgehenden natürlichen Wasserreinigung sind u.a. biologische Abwasserkläranlagen bekannt, die als technisch oder natürlich belüftete Teichanlagen ausgebildet werden. Sie bewirken eine weitgehende Mineralisierung, d.h. im Rahmen des natürlichen Stoffkreislaufs einen Abbau toter organischer Stoffe bis zur anorganischen bzw. mineralischen Stufe und dabei insbesondere einen Kohlenstoffabbau. Im Hinblick auf die Mineralisationsprodukte Phosphor und Stickstoff reinigen derartige Anlagen das Abwasser dagegen nur unvollständig. Da diese Stoffe aber nach dem Wasserabgabengesetz vom 5. März 1987 ebenfalls in die Festsetzung der Wasserabgabe eingehen, sollten sie auch bei kleineren Kläranlagen für z.B. weniger als 5000 Einwohner bzw. Einwohnergleichwerte beachtet und weitgehend aus dem Abwasser entfernt werden.

Hierzu ist es bei den im Rahmen der Erfindung bevorzugt angewendeten, natumahen Abwasserteichen bekannt, aus Gesteinsbrocken, insbesondere Lavaschlacke, mit vorgewählter Korngröße bestehende Tropfkörper vorzusehen, die ohne Aufstau vom zu reinigenden Wasser vertikal, d.h. von oben nach unten, durchströmt werden. Die Gesteinsbrocken sind in Hochbehältern übereinander geschichtet und werden von oben her mit dem nach unten strömenden Abwasser, von unten dagegen im Gegenstrom mit Luft beschickt, die durch das Porenmaterial nach oben strömt. Die Gesteinsbrocken überziehen sich dabei nach einer Einarbeitungszeit mit schleimigen Bakterienhäuten, in denen die Wasserreinigung vor sich geht Wirksam im Sinne der Wasserreinigung sind daher die benetzten und bewachsenen Oberflächen des Tropfkörpermaterials. Beim Durchtropfen spült das Wasser stets einen geringen Teil des Tropfkörperbewuchses ab, der sich in nachgeschalteten Becken absetzen läßt (siehe dazu Imhoff: Taschenbuch der Stadtentwässerung, 27. Aufl., Oldenburg-Verlag 1990, Seite 158 ff.).

25

Aufgrund ihres Aufbaus ist für Tropfkörperanlagen dieser Art ein hoher technischer Aufwand erforderlich. Bei unvollständiger Reinigung muß das aus den Tropfkörpern ausfließende Abwasser an den Anfang der Kläranlage oder an die Eingänge der Hochbehälter, in denen die Tropfkörper angeordnet sind, zurückgeführt werden. Dadurch entstehen erhebliche Kosten für elektrische Energie, Schmiermittel, Ersatzteile od. dgl., was insgesamt nicht befriedigend ist. Hochbehälter werden darüber hinaus bei naturnahen Anlagen als störender Eingriff in die Landschaft empfunden.

Daneben ist es bekannt, Abwasser in Pflanzenteichen zu reinigen, die in teichartig angelegten Anlagen sogenannte Festbettreaktoren enthalten, die einen Nährboden für das Pflanzenwachstum, insbesondere von Schilf, Binsen od. dgl. bilden. Dabei wird bezweckt, daß sich die Wurzeln der Pflanzen ihre Nahrung (Phosphate, Stickstoffverbindungen) aus dem Wasser holen und damit eine natürliche Reinigung bewirken. Alternativ könnten dem Festbettreaktor zur Reinigung des Wassers bzw. zur Förderung der Bildung von aeroben oder anaeroben Bakterien auch Kohlenstoffverbindungen zugesetzt werden, in welchem Fall die Bepflanzung unterbleiben könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material zu schaffen, das insbesondere in kleineren, natumahen, mit bepflanzten oder unbepflanzten Teichen betriebenen Kläranlagen zur Herstellung von Schüttkörpern in Form von Festbettreaktoren, Tropfkörpern od. dgl. verwendet werden kann, zusätzliche Fremdenergie unnötig macht, eine einfache Anpassung der Teiche bzw. Schüttkörper an die natürlichen Gegebenheiten eines Geländes gestattet und im Bedarfsfall auch einen guten Nährboden für Pflanzen bildet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Schüttmaterial für die Wasserreinigung, vorzugsweise zur Herstellung von Schüttkörpern vor, das durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet ist.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. 30

Das erfindungsgemäße Schüttmaterial kann in Teichen zu einem flachen Schüttkörper geformt oder auch als Flächentropfkörper od. dgl. angewendet werden, der mit geringer Strömungsgeschwindigkeit vom zu reinigenden Wasser vorzugsweise in überwiegend horizontaler Richtung durchströmt wird. Aufgrund seiner Zusammensetzung ergeben sich

ausgezeichnete Reinigungswerte im Hinblick auf Phosphatbindung, Nitrifikation und Denitrifikation.

Die Erfindung bringt weiter den Vorteil mit sich, daß das zu reinigende Wasser, das z.B. einem Misch- oder Trennkanalsystem entnommen wird, wahlweise in einem natürlichen Teich behandelt oder auch nach Art einer Hangrieselung das erfindungsgemäße Schüttmaterial durchströmen kann. Die Breite und Länge des jeweiligen Schüttkörpers können dabei in Abhängigkeit von der anfallenden Wassermenge, d.h. individuell vorgegeben werden, ohne daß dazu spezielle Hochbehälter od. dgl. erforderlich sind. Es werden auch keinerlei Pump-, Belüftungs- oder Umwälzaggregate benötigt, d.h. es besteht kein Bedarf an Fremdenergie. Die Reinigungsleistung ist vielmehr im wesentlichen nur vom jeweiligen Schüttmaterial abhängig. Das erfindungsgemäße Schüttmaterial eignet sich vor allem für eine naturnahe Abwasserreinigung, wobei es z.B. in Form eines Übergangsbauwerks zwischen zwei der Abwasserreinigung dienenden Teichstufen oder in einer einer belüfteten oder unbelüfteten Abwasserteichanlage nachgeschalteten Reinigungsstufe angewendet werden kann. In beiden Fällen wird eine so weitgehende Reinigung des Wassers erzielt, daß dieses keine oder nur noch unwesentliche Mengen an Stickstoff- und Phosphorverbindungen enthält. Schließlich eignet sich das erfindungsgemäße, preisgünstige Schüttmaterial insbesondere für dünn besiedelte, ländliche Bereiche, wo genügend große Flächen zur Herstellung der Teiche usw. zur Verfügung stehen. Die vorhandene Landschaft wird dabei nur wenig beeinflußt. Gleichzeitig können wertvolle Feuchtgebiete geschaffen werden, die eine Lebensgrundlage für viele, zum Teil bedrohte Tier- und Pflanzenarten bieten. Dabei können vorhandene Teiche mit so flachen Böschungswinkeln (1: 4 bis 1: 6) angelegt werden, daß eine abgestufte, zonierte Bepflanzung der Uferzone möglich wird, die die Reinigungswirkung erhöht und gleichzeitig die natürliche Entwicklung einer vielfältigen, intakten Lebensgemeinschaft von Pflanzen und Tieren begünstigt.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
30

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Abwasserkläranlage; und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Abwasserkläranlage nach Fig. 1.

In Fig. 1 und 2 wird das erfindungsgemäße Schüttmaterial anhand eines als Flächentropfkörper ausgebildeten Schüttkörpers näher erläutert. Dieser ist an ein Mischkanalsystem für Regen- und Schmutzwasser angeschlossen, wobei in einer ersten Reinigungsstufe 1, bei der es sich z.B. um einen belüfteten oder unbelüfteten Oxidationsteich handelt, eine biologische Vorreinigung stattfinden kann. Von dort gelangt das Abwasser durch eine zur Berücksichtigung wechselnder Niederschlagsmengen bestimmte Abflußbegrenzung 2 in ein Becken 3, das ebenfalls als Teich ausgebildet sein kann. Die Abflußbegrenzung 2 ist z.B. so eingestellt, daß auch bei starken Regenfällen maximal das Doppelte derjenigen Mischwassermenge in das Becken 3 gelangen kann, die bei Trockenwetter von den Haushalten od. dgl. abgegeben wird. Abflußbegrenzer dieser Art sind allgemein bekannt und werden z.B. von der Firma Oswald Schulze in D4390 Gladbeck hergestellt und vertrieben.

Auf der Abflußseite weist das Becken 3 eine schematisch angedeutete Überlaufschwelle 4 auf, die auf ihrer Oberseite z.B. glatt oder kammartig ausgebildet sein kann (z.B. aus Edelstahl hergestellte Zahnschwelle). Das Höhenniveau dieser Überlaufschwelle 4 ist in Kombination mit dem Abflußbegrenzer 2 so gewählt, daß unabhängig vom momentanen Füllvolumen der ersten Reinigungsstufe 1 nur eine vorgewählte maximale Abwassermenge die Überlaufschwelle 4 überströmen und auf einen hinter dieser beginnenden Flächentropfkörper 5 gelangen kann, der eine zweite Reinigungsstufe bildet.

Der Flächentropfkörper 5 ist vorzugsweise in der Draufsicht bzw. im Horizontalschnitt rechteckförmig, wobei die Überlaufschwelle 4 an einer Schmal- oder Breitseite angeordnet und vorzugsweise über deren ganze Länge erstreckt ist. Der Flächentropfkörper 5 erstreckt sich längs einer in die Landschaft eingearbeiteten oder natürlicherweise vorhandenen Schräge, die ggf. durch entsprechende Aufschüttung oder Abtragung des Erdreichs erhalten werden kan. Das über die Überlaufschwelle tretende Abwasser durchfließt bzw. durchrieselt aufgrund des vorgesehenen Gefälles den Flächentropfkörper 5 auf seiner gesamten Länge und Breite und gelangt dann in ein vorzugsweise wiederum als Teich ausgebildetes Sammelbecken 6, das auch als Nachreinigungsbecken einer dritten Reinigungsstufe, insbesondere als Pflanzenteich ausgebildet sein kann, und wird von dort in Richtung eines Pfeils 7 einem Vorfluter zugeführt.

Bei der ersten und dritten Reinigungsstufe sowie bei ggf. weiterhin vorhandenen Reinigungsstufen kann es sich um bereits vorhandene Reinigungsanlagen handeln, zwischen die

die zweite, den Flächentropfkörper 5 enthaltene Reinigungsstufe geschaltet ist. Alternativ ist es allerdings auch möglich, daß eine erste Teichkläranlage vorhanden ist, welcher der Flächentropfkörper 5 nachgeschaltet wird.

Im Gegensatz zu bekannten, vertikal durchströmten Tropfkörpern ist der Flächentropfkörper 5 aus erfindungsgemäßem Schüttmaterial mit einer geringen Schichtdicke von z.B. 10 bis 30 cm längs einer Schräge angeordnet, so daß das Abwasser an der Kopfseite auf der ganzen Breite einströmt. Um dabei eine möglichst gleichförmige Durchrieselung zu erhalten, ist einerseits die Überlaufschwelle 4 exakt horizontal ausgebildet und über die gesamte Strömungsbreite erstreckt, während andererseits das Schüttmaterial des Flächentropfkörpers 5, insbesondere dessen abgestufte Korngröße, so gewählt wird, daß sich ein vorgewählter Durchlässigkeitsbeiwert ergibt. Dabei sollte die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers so gewählt werden, daß es nach dem Überströmen der Überlaufschwelle 4 sofort in den Flächentropfkörper 5 eindringt und diesen daher vorzugsweise auf seiner Gesamtlänge in Richtung eines Pfeils &ngr; durchströmt. Die Höhe, bis zu welcher der Flächentropfkörper 5 dabei, bezogen auf seinen Boden, benetzt wird, kann in Abhängigkeit vom Einzelfall gewählt und ggf. durch Versuche ermittelt oder berechnet werden. Würde das Abwasser dagegen auf der Oberfläche des Flächentropfkörpers 5 entlangströmen und erst an seinem Ende kurzzeitig senkrecht durch ihn hindurchtreten, wäre der Wirkungsgrad weit weniger gut. Der Neigungswinkel des Gefälles hängt insbesondere von der im Einzelfall gewünschten Leistung der gesamten Anlage und der vorgegebenen Wassermenge ab und liegt vorzugsweise bei 8 bis 25 %.

Zur weiteren Sicherstellung einer gleichmäßigen Strömung ist vorgesehen, innerhalb des Flächentropfkörpers 5 zusätzliche Verteilerelemente 8, z.B. quer zur Flußrichtung angeordnete und über die ganze Breite erstreckte Holzstämme, vorzusehen, die im Verlauf der Strömungslänge mehrmals eine Wasserverteilung erzwingen und dadurch die Bildung von zusammengezogenen Strömungsfaden verhindern. Gleichzeitig stellen die Verteilerelemente 8 eine praktisch vollständige Benetzung des Flächentropfkörpers 5 sicher. Der flach ausgebreitete Flächentropfkörper 5 begünstigt außerdem eine rasche Eindiffusion von Luftsauerstoff in das durchrieselnde Abwasser und den sich bildenden, biochemisch aktiven Mikrobenfilm sowie überwiegend oxidative Milieubedingungen und ist unter Berücksichtigung bekannter hydraulischer und frachtbezogener Kennwerte exakt berechenbar.

Das am Fußende des Flächentropfkörpers 5 austretende Rieselwasser wird im Vorratsbecken 6 gesammelt, damit sich ggf. geringe Mengen angeschwemmte Biomasse absetzen können, könnte aber auch direkt oder über eine kurze Bodenpassage zur Mikrosiebung dem Vorfluter zugeführt werden.
5

Das zur Herstellung des Flächentropfkörpers 5 verwendete, erfindungsgemäße Schüttmaterial besteht aus einer kornabgestuften, 50 bis 80 Gew.% Kalkstein und 20 bis 50 Gew.% poröses Naturgestein enthaltenden Mischung. Vorzugsweise enthält die Mischung nur 50 bis 70 Gew.% Kalkstein und nur 20 bis 40 Gew.% Naturgestein, während als Rest, wenigstens jedoch 2 Gew.% nicht toxische Kohlenstoffverbindungen zugegeben sind. Die Kornabstufung beträgt 0 bis 45 mm, vorzugsweise 0 bis 32 mm, wobei der überwiegende Anteil die Korngröße 5 bis 32 mm besitzt, während ein geringfügiger Anteil von z.B. 5 bis 10 Gew.% aus Staub bzw. Sand mit einer Korngröße von 0 bis 2 mm besteht und ein geringfügiger Anteil von z.B. bis max. 10 % eine Korngröße von mehr als 32 mm aufweist. Die Zusammensetzung ist so gewählt, daß sich daraus sowohl eine spezifisch große Oberfläche als auch ein günstiges, vorzugsweise neutrales bis schwach basisches Ionenmilieu zur Bindung von Phosphor und/oder zur Nitrifikation bzw. Denitrifikation der Stickstoffverbindungen ergibt. Außerdem sollte eine definierte hydraulische Durchlässigkeit bzw. Kapillarwirkung erreicht werden. Hierzu wird die Feinporigkeit der verwendeten Materialien so gewählt und/oder die Zusammensetzung der Mischung so eingestellt, daß sich eine Benetzung des Flächentropfkörpers 5 möglichst auf seiner ganzen Dicke (Höhe) ergibt. Daneben sollte das Schüttmaterial bepflanzbar bzw. pflanzenverträglich sein.

Im übrigen ist das Schüttmaterial beispielsweise aus den nachfolgend genannten Materialien zusammengesetzt, die in einem vorgewählten, vorzugsweise eine gleichmäßige Versorgung des Abwassers mit Kohlenstoff garantierenden Mischungsverhältnis vorgesehen werden.

Das aus den vorgelagerten Reinigungsstufen kommende, biologisch vorgereinigte Abwasser besitzt einen vergleichsweise geringen BSB-Wert (biologischer Sauerstoffbedarf) und damit nur vergleichsweise geringe Kohlenstoffkonzentrationen, die an sich für die mikrowellen Nitrifikations- bzw. Denitrifikationsprozesse erwünscht sind. Daher werden dem Schüttmaterial vorzugsweise die nicht toxischen Kohlenstoffverbindungen zugegeben, bei denen es sich vorzugsweise um feste fossile Stoffe wie Koks, Holzkohle od. dgl. oder um pflanzliche Kohlenstoffverbindungen wie Stroh, Binsen, Kokosfasern, Schilf od. dgl. handeln kann.

AIs Kalkstein wird vorzugsweise ein weicher, in Wasser möglichst stark löslicher Kalkstein, z.B. Muschelkalk, verwendet. Hierdurch erhält das Schüttmaterial ein für die bakterielle Nitrifikation bzw. Denitrifikation günstiges Säuren/Basen-Gleichgewicht.

Zur zusätzlichen Eliminierung der Phosphate können z.B. nicht toxische Eisen- und Kalziumverbindungen zugesetzt werden, aus denen dann in Wasser schwer lösliche Eisen- und Kalziumphosphate entstehen, die ausfallen, damit dem Wasser entzogen sind und im Schüttmaterial haften bleiben. Besonders zweckmäßig ist dabei die Zugabe von nicht toxischem, mineralischem Eisen, z.B. in Form von Eisenerz. Zur Beseitigung der gebundenen Phosphate kann es zweckmäßig sein, das Schüttmaterial von Zeit zu Zeit auszuwaschen, obwohl es über vergleichsweise lange Zeiträume hinweg brauchbar ist.

Bei dem porösen Naturgestein handelt es sich zweckmäßig um ein hochporöses, dadurch eine große Oberfläche und eine gute Kapillarwirkung aufweisendes, vulkanisches Gestein, insbesondere Lavagestein, Schaumlava oder Lavabims, wobei schwereres Gestein als Bims bevorzugt wird, um ein zu schnelles Wegspülen durch das Wasser zu vermeiden. Mit besonderem Vorteil werden allerdings eisenhaltige Lavagesteine verwendet, wie sie in der Gegend von Bell in der Eifel anzutreffen sind. Solche Lavagesteine enthalten bis zu 14 Gew.% Eisenmineralien und eignen sich daher ohne weitere Maßnahmen auch zur Phosphatbindung.

Die Kornabstufung wird vorzugsweise so eingestellt, daß das Schüttmaterial oder der daraus hergestellte Schüttkörper, z.B. Flächentropfkörper, einen vorgewählten Durchströmungsherd k, aufweist. Dieser liegt beim erfindungsgemäßen Schüttmaterial vorzugsweise bei 10"³ m/sec < k, < 10'² m/sec. Dadurch wird einerseits eine hohe Fließgeschwindigkeit durch das Schüttmaterial erreicht, andererseits eine ausreichende Verweilzeit im Schüttmaterial sichergestellt.

Mit der Bezeichnung "nicht toxisch" werden im Rahmen der Erfindung solche Stoffe versehen, die in so hohen Schadstoffkonzentrationen auftreten, daß sie eine giftige Wirkung auf das zu reinigende Wasser selbst oder die der Abwasserreinigung dienenden aeroben oder anaeroben Bakterien haben, die sich beim Gebrauch auf dem erfindungsgemäßen Schüttmaterial bilden und den Abbau der Stickstoff- und Phosphatverbindungen bewirken. Toxische Materialien im Bereich der Kohlenstoffverbindungen wären z.B. die meisten

aromatischen Verbindungen, insbesondere die Phenole und Benzole, aber auch Öle od. dgl., oder im Bereich der Eisenverbindungen verschiedene Hochofenschlacken.

Die Kornabstufung des erfindungsgemäßen Schüttmatenals ist vorzugsweise so gewählt, daß sich vorhandene gröbere Teilchen und vorhandene feinere Teilchen beim Gebrauch möglichst wenig entmischen, aber dennoch die gewünschten Porositäten, Durchströmungswerte, Kapülareffekte usw. erzielt werden. Dabei soll die Kapillarwirkung vor allem sicherstellen, daß das das Schüttmaterial durchströmende Wasser für den Fall, daß der Wasserstand unter das Oberflächenniveau des Schüttmatenals bzw. Schüttkörpers absinkt, dennoch aufgrund der Kapillarität an die freien Oberflächen gelangt und diese benetzt, um dadurch die auf ihnen bereits gebildeten Bakterienschichten zu erhalten bzw. nicht austrocknen zu lassen. Dadurch wird sichergestellt, daß die Bakterienschichten nicht immer neu gebildet werden müssen, wenn der Wasserspiegel in trockenen Jahreszeiten einmal unter ein bestimmtes Niveau abgesunken ist.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Schüttmaterials erfolgt dadurch, daß der Kalkstein, das poröse Naturgestein und die Kohlenstoffverbindungen in Einzelfraktionen angeliefert werden, der Kalkstein z.B. in Fraktionen von 2 bis 11 mm bzw. 11 bis 45 mm Korngröße, das Naturgestein dagegen z.B. in 0 bis 16 mm und 16 bis 32 mm Korngröße. Anschließend werden diese Materialien durch Brechen zerkleinert, gesiebt und entsprechend einer vorgewählten Sieblinie miteinander vermischt. Liegen die Kohlenstoffverbindungen z.B. in Form von Stroh, Binsen od. dgl. vor, dann wird dieses Material vorzugsweise gehäckselt, in welchem Fall natürlich keine Korngröße bis 45 mm eingehalten werden braucht.

Das im Einzelfall eingestellte Mischungsverhältnis hängt insbesondere vom verwendeten Kalkstein und Naturgestein ab. Dasselbe gilt für die vorgesehene Sieblinie, die allerdings stets stetig, d.h. ohne größere Sprünge, Knicke, Hoch- und Tiefpunkte, Wendepunkte od. dgl. verlaufen sollte. Dabei ist das Schüttmaterial um so standfester und homogener, je feiner es ist, so daß es gut eingebaut werden kann, ohne daß seine Entmischung befürchtet werden muß. Dagegen fördern gröbere Materialien den gewünschten hohen Durchströmungswert, gleichzeitig aber auch die Entmischbarkeit und eine kleinere Effektivität. Die Sieblinie muß daher einen ausgewogenen Kompromiß herbeiführen und auf den Einzelfall abgestimmt werden.

Das erfindungsgemäße Schüttmaterial kann ohne jede Bepflanzung als Flächentropfkörper 5 nach Fig. 1 und 2 angewendet werden, in welchem Fall die Schüttung zweckmäßig eine Tiefe von 20 bis 30 cm nicht übersteigt. Das zu reinigende Wasser überströmt in diesem Fall die Überlaufschwelle 4, wonach es gleichmäßig und, auf der gesamten Breite in den Flächentropfkörper 5 eindringt, anschließend diesen in vorwiegend horizontaler Richtung und in Form eines fein verteilten Wasserfilms durchströmt und schließlich direkt oder über eine Pflanzenbarriere, eine Bodenfilterstrecke od. dgl. dem Vorfluter 7 zugeführt wird. Mit dem Flächentropfkörper 5 werden dabei die erforderlichen physikochemischen und biochemischen Reaktionsbedingungen für die Phosphatfestlegung und die bakterielle Stickstoffoxidation bzw. -reduktion (Stickstoffausgasung) geschaffen. Dabei wird der Flächentropfkörper im Gegensatz zu herkömmlichen Tropfkörpern nicht für eine Belastung durch organisches Material, ausgedrückt z.B. als BSB5, ausgelegt, sondern für die Belastung durch Stickstoffverbindungen, vor allem Ammonium-Stickstoff. Es wird von einer maximal zulässigen Flächenbelastung von z.B. 0,8 Gramm NH4-N pro Quadratmeter Bewuchsoberfläche und Tag ausgegangen (siehe P. Wolf: Denitrifikation bei Festbettreaktoren, Korrespondenz Abwasser 7 (1991), Seiten 937 bis 939). Alternativ ist aber auch eine Bepflanzung eines aus dem Schüttmaterial hergestellten Schüttkörpers möglich. In diesem Fall werden in die Oberfläche des Schüttkörpers z.B. Löcher eingestochen, die mit Schilf, Binsen od. dgl. bepflanzt und dann wieder abgedeckt werden. Hierzu eignen sich Schüttungen bis z.B. 80 cm Tiefe mit dem Vorteil, daß die Wurzeln der Pflanzen bis in dieselbe Tiefe vordringen können. Diese Alternative eignet sich vor allem für Pflanzenkläranlagen, bei denen eine Reinigungswirkung auch über die Pflanzenwurzeln erzielt wird, an denen sich Bakterien ansetzen und die, wenn sie hohl sind, auch den für aerobe Bakterien benötigten Sauerstoff herantransportieren können. Schüttkörper dieser Art werden vorzugsweise am Boden von Teichen abgelegt, in denen das zu reinigende Wasser überwiegend steht bzw. nur sehr langsam strömt.

Ausführungsbeispiel für ein zu einem Flächentropfkörper verarbeitetes Schüttmaterial 30

Bei einem angenommenen Abwasseranfall von 0,3 Liter pro Sekunde, was etwa 100 Einwohner-Werten entspricht, einer spezifischen N-Fracht von zwölf Gramm N pro Tag und Einwohner, wird unter Berücksichtigung der spezifischen hydraulischen Durchlässigkeit und Oberfläche des Schüttmaterials, einer gewählten Benetzungshöhe von 0,2 Meter

(= Höhe des Wasserfilms im Material) und einer Neigung der Tropfkörperoberfläche von zwölf Prozent insgesamt eine Fläche von 330 Quadratmetern, d.h. eine spezifische Tropfkörperfläche von 3,3 Quadratmetern pro Einwohner benötigt. Als Schüttmaterial wird hierzu eine Mischung aus 70 Gew.% weichem Muschelkalk, 20 Gew.% Lavagestein (Bell/Eifel) und 10 Gew.% Koks verwendet. Die Sieblinie ist dabei wie folgt gewählt:

< 2 % für 0 - 0,09 mm, 8 % für 0 - 2,0 mm, 25 % für 0 - 8 mm, 60 % für 0 -16 mm und

< 90 % für 0 - 32 mm. Der Rest kann aus gröberen Körnern als 32 mm bestehen. Die Prozentzahlen beziehen sich jeweils auf die Gesamtmischung. Der Durchströmungswert k,. liegt dabei zwischen 10"³ und 10"² m/sec.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die sich auf vielfache Weise abwandeln lassen. Dies gilt vor allem für das im Einzelfall verwendete Schüttmaterial und die geometrische Ausgestaltung des Schüttkörpers, aber auch im Hinblick auf die dem Schüttmaterial u.U. vor- oder nachgeschalteten Reinigungsstufen, bei denen es sich insbesondere auch um nicht naturnahe, sondern mehr technisch geprägte Anlagenteile handeln kann. Die Reinigungsstufen werden in Abhängigkeit von den jeweiligen Bodenverhältnissen vorzugsweise so ausgebildet, daß sich zwar insgesamt eine hohen Ansprüchen genügende Abwasserreinigung ergibt, diese jedoch keine aufwendigen, Fremdenergie erfordernden Techniken und keine gravierenden Eingriffe in die Landschaft voraussetzt. Weiter ist es möglich, die das erforderliche Schüttmaterial enthaltende Reinigungsstufe in mehrere, jeweils ein separates Schüttmaterial enthaltende, hintereinander geschaltete Stufen zu unterteilen und das Schüttmaterial in diesen beispielsweise so auszubilden, daß es nur die Phosphatbindung oder nur die Nitrifikation oder Denitrifikation bewirken kann. Alternativ könnte auch vorgesehen sein, in einer kombinierten Stufe die Nitrifikation und die Denitrifikation durchzuführen und die Phosphatbindung auf andere Weise, z.B. auf chemischem Wege, zu bewerksteUigen. In dieser Hinsicht ergeben sich somit zahlreiche Kombinationsmöglichkeiten, die ganz auf den Einzelfall abgestimmt werden können. Im übrigen kann anstelle von Abwasser auch anderes Wasser, z.B. Deponiewasser, Sickerwasser, Trinkwasser, Grauwasser, Industriewasser od. dgl. auf die beschriebene Art gereinigt werden.

Claims (9)

- 11 Ansprüche

1) Schüttmaterial für die Wasserreinigung, vorzugsweise zur Herstellung von Schüttkörpern, bestehend aus einer überwiegend von 0-45 mm kornabgestuften, 50 - 80 Gew.% Kalkstein und 20 - 50 Gew.% poröses Naturgestein enthaltenden Mischung.

2) Schüttmaterial nach Anspruch 1, bestehend aus einer 50 - 70 Gew.% Kalkstein und 20 - 40 Gew.% Naturgestein enthaltenden Mischung, der zusätzlich als Rest, wenigstens aber in einem Anteil von 2 Gew.% nicht toxische Kohlenstoffverbindungen zugegeben sind.

3) Schüttmaterial nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalkstein aus einem weichen Muschelkalk besteht.

4) Schüttmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Naturgestein ein vulkanisches Gestein, vorzugsweise ein Lavagestein ist.

5) Schüttmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Naturgestein eisenhaltig ist.

6) Schüttmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich nicht toxisches, mineralisches Eisen, z.B. Eisenerz, enthält.

7) Schüttmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es Kohlenstoffverbindungen in Form von Koks, Holzkohle, Stroh, Schilf, Binsen, Kokosfasern od. dgl. enthält.

8) Schüttmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Durchströmungswert von 10"³ m/sec < k, < 10'² m/sec besitzt.

9) Schüttmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es höchstens 2 % Körner mit 0 - 0,09 mm, höchstens 10 % Körner mit mehr als 32 mm und im dazwischen liegenden Bereich eine stetige Sieblinie aufweist.