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Bayerisches Landesamt für Umwelt
Neues von naturnahen biologischen
Abwasserreinigungslagen
Erich EnglmannBayerisches Landesamt für Umwelt
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Gliederung des Vortrags
• Bedeutung der naturnahen Verfahren in Bayern
• Neues DWA Arbeitsblatt A 201 für Abwasserteiche• Neue Ergebnisse zur Reinigungsleistung von Teichen• Behebung von Betriebsproblemen bei Teichen • Neues DWA Arbeitsblatt A 262 für Pflanzenkläranlagen mit bepflanzten Bodenfiltern• Zusammenfassung
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Naturnahe Abwasserreinigungsverfahren
• Abwasserteiche• Bepflanzte Bodenfilter (Pflanzenkläranlage)
• Abwasserbehandlung in Fischteichen• Landbehandlung mittels Verrieselung und Verregnung
• Abwasserteiche mit Schwimmpflanzen• Künstliche Feuchtgebiete (constructed wetlands)
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Teichanlagen und bepflanzte Bodenfilter in Bayern (12/2004)
Anlage < 1.000 EW 1.000 EW
bis 5.000 EW
> 5.000 EW Gesamt
Abwasser- teich
Anzahl
Ausbau-größe
952
354.147
319
635.414
9
97.500
1.280
1.087.066
Bepflanzter Bodenfilter
Anzahl
Ausbau-größe
37
6.930
- -
- -
37
6.930
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Abwasserteicharten
• Absetzteiche (AT)• Unbelüftete Abwasserteiche (UBT)• Belüftete Abwasserteiche (BT)• Abwasserteiche in Kombination mit Biofilmreaktoren• Nachklärteiche• Schönungsteiche
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Unbelüfteter Abwasserteich
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Abwasserteiche - Das neue Arbeitsblatt DWA-A 201 vom August 2005
• Die Bemessungswerte haben sich im Vergleich zum A 201(1989) im Wesentlichen nicht geändert
• Neu enthalten sind Nachklärteiche und• Abwasserteiche in Kombination mit Biofilmreaktoren• Das bisherige Arbeitsblatt A 257 wurde eingearbeitet
und entfällt somit ersatzlos
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Teichart Bemessungsparameter
Absetzteich Spez. Volumen VEW ≥ 0,5 m3/E Wassertiefe h > 1,5 m Durchflusszeit tR > 1 d
Unbelüfteter Teich Spez. Oberfläche AEW ≥ 10 m²/E 1); ≥ 8m²/E 2)
Mitbehandlung von Regenwasser: Zuschlag AEW ≥ 5 m²/E Für teilweise Nitrifikation: AEW ≥ 15 m²/E Wassertiefe h ~ 1m Flächenaufteilung auf 3 1) bzw. 2 2)Teiche
Belüfteter Teich Raumbelastung BR, BSB5 ≤ 25 g/(m³• d) Wassertiefe h = 1,5 – 3,5 m Sauerstoffverbrauch OV C, BSB5 ≥ 1,5 Kg O2 /kg BSB5
Nachklärteich Wassertiefe h > 1,2 m Durchflusszeit tR > 1 d
Schönungsteich Wassertiefe h = 1 – 2 m Durchflusszeit bei Trockenwetter tR = 1 – 2 d
1) ohne vorgeschaltetem Absetzteich 2) mit vorgeschaltetem Absetztei
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Reinigungsleistung von Abwasserteichen
• Das LfU hat Ablaufwerte von 786 UBT und 202 BT für die Jahre 2002, 2003 und 2004 ausgewertet
• Bei der Einhaltung der Mindestanforderungen nach Anhang 1 AVO, bezogen auf BSB5 und CSB könnenbeide Verfahren als gleichwertig bezeichnet werden
• Mit Ablaufwerten von i.M. 8 mg/l für den BSB5 und 52 mg/l für den CSB kann von einer stabilenbiologischen Reinigungsleistung gesprochen werden
• Eine Signifikanz für die Verschlechterung der Reinigungsleistung im Winter zeigt sich nicht
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Ablaufwerte unbelüfteter Teiche in Bayern
Jahr Anzahl BSB5 mg/l
Anzahl CSBmg/l
2002 1208 7,0 927 42
2003 1328 9,4 1099 57
2004 1205 9,1 984 55
2002-2004 3741 8,5 3010 52
1981-1996 1916 9 1916 47
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Anlage Ablaufbeschaffenheit Überschreitungshäufig-keit ( Anhang 1 AVO) *
Jahr BSB5
mg/l
CSBmg/l
Pges
mg/l
Nges
Sommer mg/l
BSB5
%
CSB %
Unbelüftete Abwasser-
teiche,
786 Anlagen
200220032004
7,09,49,1
425755
1,72,52,4
9,61312
i. M. 8,5 52 2,2 11,7 3,2 2,8
Belüftete Abwasser-
teiche,
202 Anlagen
200220032004
6,67,8718
445554
2,02,82,8
172221
i. M. 7,4 51 2,6 20 2,9 4,3
*Vermindert um 15 mg/l beim CSB und 5 mg/l beim BSB5
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Ablaufwerte unbelüfteter Teiche aus Bayern Sommer / Winter
Zeitraum2002 - 2004
Anzahl1 BSB5
mg/l
Anzahl1 CSBmg/l
Sommer2 2565 7,7 2110 54
Winter3 1176 10,2 900 47
Gesamt 3741 8,5 3010 521 Anzahl Werte 2 Mittlere Ablauftemperatur: 16,5°C3 Mittlere Ablauftemperatur: 6,5°C
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Mögliche Ursachen für Bescheidswertüberschreitungen
• Anlagen mit Trennsystem zeigen häufiger Bescheidswertüberschreitungen
• Im ausgeprägten Trockenjahr 2003 ist eine Tendenz zu höherer Überschreitungshäufigkeit erkennbar
• Hohe BSB5- und CSB-Konzentrationen im Zulauf wirken sich auf die Reinigungsleistung offensichtlich ungünstig aus
• Die vorgenannten Erkenntnisse werden durch Untersuchungen in Mecklenburg-Vorpommern bestätigt
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Einfluss der CSB-Zulaufkonzentration auf die CSB-Ablaufkonzentration in UBT
y = 17,48 x0,714
r = 0,46 _____
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Ablauf-CSB [mg/l]
Ro
hzu
lau
f-C
SB
[m
g/l]
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Algen – ein häufig auftretendes Problem
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bepflanzter Ablauffilter zur Verminderung des Algenabtriebes
• Anordnung eines bepflanzten Bodenfilters am Ablauf
• Über gesamte Breite des letzten Teiches anordnen
• Filterlänge mindestens 4 m
• Filterkörper aus Mittelsand-Feinkies (Rundkorn) mit einer Tiefe von 0,5 – 1,0 m unter Wasserspiegel
• Bemessung der Filterfläche : 0,5 bis 1,0 m²/EW
• Böschungsneigung im Einsickerbereich: 1:3 – 1:5
• Mischbepflanzung mit Schilf und Rohrkolben
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Schema eines bepflanzten Ablauffilters
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Bepflanzte Bodenfilter
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Was ist neu im DWA-A 262?• Erweiterung des Einsatzbereiches (Kleinkläranlagen +
kleine Kläranlagen im Trennsystem, Kombinationsanlagen, Nachreinigung)
• Vorbehandlung nach dem Stand der Technik
• Bemessung vertikal und horizontal durchströmter bepflanzter BF
• Einhaltung weitergehender Anforderungen in Kombinationsanlagen (Hybridanlagen, Nachreinigung)
• Bemessung von bepflanzten BF in KKA mit pauschalem Flächenansatz
• Höhe der Filterschicht
• Wartung und Funktionskontrolle werden detailliert erläutert
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Parameter ATV-DVWK A 262 DWA-A 262
Einsatzbereich Kleine KA bis 1.000 EW Klein-KA + kleine Kläranlage, Nachreinigungsstufe
Bemessung für Kohlenstoff-Abbau, d.h. Mindestanforderungen nach GK 1, Anh. 1 AbwV
Kohlenstoff-Abbau Nitrifikation,Denitrifikation, d.h. auch für weitergehende Anforderungen
Bepflanzter Bodenfilter
Horizontal durchströmt Horizontal und vertikal durchströmt, Hybridbetrieb
Wartung Wenig behandelt Klare Vorgaben für Art und Umfang
Vorbehandlung Wenig behandelt Ausführlich für KKA und kleine Kläranlagen beschrieben
Überblick "altes" und "neues" Arbeitsblatt A 262
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bemessung horizontal durchströmter, bepflanzter Bodenfilter als biologische Hauptstufe
• Gesamte Bodenfilteroberfläche AF > 5 m²/E• und CSB-Flächenbelastung < 16 g/(m²·d)• und hydraulische Flächenbelastung < 40 mm/d• bei QT,d,aM bzw. < 40 l/(m²·d)• und Mindestoberfläche > 20 m²
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bemessung vertikal durchströmter bepflanzter Bodenfilter in kleinen Kläranlagen
Einsatzbereich EinheitBiologische
StufeNachgeschaltete biologische Stufe
spezifische Fläche m² / E > 4oder CSB-Flächenbelastung der Gesamtfläche und der beschickten Stufe
g / (m² x d)< 20< 27
hydraulische Flächenbelastung bei QTd,aM bei < 12 °C
> 12 °Cl / (m² x d) < 80
< 80 < 120
Sickerzeit zwischen Beschickungen bei < 12 °C
> 12 °Ch > 6
> 6> 6> 3Beschickungsvolumen
Beschickungshöhe l / (m² x min)
l / m²
> 6
> 20
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bepflanzte Bodenfilter in Kleinkläranlagen
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Bemessung der biologischen Stufe für Kleinkläranlagen
Horizontalfilter (HF)
• Gesamte Bodenfilteroberfläche > 5 m²/E
• und CSB-Flächenbelastung < 16 g/(m²·d)
• und hydraulische Flächenbel. bei QT,d,aM < 40 mm/d bzw. 40 l/(m²·d)
• und Mindestoberfläche > 20 m²
Vertikalfilter (VF)
• Gesamte Bodenfilteroberfläche > 4 m²/E
• und hydraulische Flächenbel. bei QT,d,aM < 80 mm/d bzw. 80l/(m²·d)
• und Mindestoberfläche > 16 m²
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Geeignete Vorbehandlungsmöglichkeiten für Kleinkläranlagen
Vorbehandlung KKA 6 E KKA 7-10 E KKA 11-50 E
Mehrkammerausfaulgruben nach DIN 4261 mit 1.500 l/E, mindestens 6 m³
Mehrkammergruben nach DIN 4261mit 9 m³ + 750 l/E über 6 E
Mehrkammergruben nach DIN 4261 mit 12 m³ + 500 l/E
über 10 E
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Weitere wichtige Betriebsparameter
• AFS in Vorbehandlung < 100 mg/l (im Jahresmittel)
• Abdichtung notwendig (z.B. PE-Folie < 1 mm, Beton- oder Kunststoffwanne) mit Dichtheitsprüfung durch
Wasserbefüllung )
• Filtermaterial (sandig bis sandig-kiesig, d.h. kf = 10-4 - 10-3 m/s; wirksame Korngröße > 0,2 bis 0,4
mm)
• Filterschicht h > 50 cm
• Bepflanzungüberwiegend Schilf (Phragmites australis)
• Beschickung parallel zur Filteroberfläche, gleichmäßig und schwallweise (insbesondere bei VK)
• Betrieb möglichst alternierend; kein dauerhafter Einstau (insbesondere bei VK)
Bayerisches Landesamt für Umwelt
• Betriebs- und Pflegeanweisung vom Planer unerlässlich
• Fachgerechte und regelmäßige Inspektion und Wartung notwendig
• Wartungsvertrag für Kleinkläranlagen muss abgeschlossen werden
• Betriebstagebuch auch für Kleinkläranlagen
• Wartung bei KKA möglichst einmal pro Halbjahr, mindestens aber einmal pro Jahr
Eigenkontrolle und Wartung
Bayerisches Landesamt für Umwelt
• Abwasserteiche und bepflanzte Bodenfilter sind im ländlichen Raum weiterhin geeignete Verfahren zur Abwassereinigung
• Das DWA-Arbeitsblatt A 201 vom August 2005 bringt für die Bemessung keine wesentlichen Änderungen
• Das DWA-Arbeitsblatt A 262 vom März 2005 gilt nun auch für KKA und enthält neu vertikal durchströmte Bodenfilter. Bei Bemessung und Aufbau des Filters gibt es wesentliche Änderungen. Es werden Hinweise zur Einhaltung weitergehender Anforderungen gegeben.
Zusammenfassung
Bayerisches Landesamt für Umwelt
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !