Rund 150 Liter Abwasser produziert jeder Einwohner pro Tag. Diesesmuss vor der Einleitung in Gewässer, z.B.in Bäche oder Grundwasser, gereinigt werden. Die Haushalte, die an das öffentlicheKanalnetz angeschlossen sind, kümmertdies wenig. Anders dagegen die rund zweiMillionen Haushalte vor allem im ländlichen Bereich, die ihr Abwasser dezentral,also über eine Kleinkläranlage, entsorgen.Seit 2002 gelten dafür strengere Auflagen:Mit der EU-Richtlinie 91/271 und den daraus folgenden Änderungsverordnungenwurde die Überarbeitung des deutschenWasserhaushaltsgesetzes notwendig, umEU-Recht in nationales Recht umzusetzen. Die 5. Verordnung zur Änderung derAbwasserverordnung trat im August 2002in Kraft. Mit ihr wurden erstmals für Kleinkläranlagen Anforderungen an das Einleiten von Abwasser gestellt. Umrüsten oder Neubau? Die EU-Richtlinie schreibt u.a. vor,dass bis spätestens 2005 alle Abwässer vordem Einleiten biologisch gereinigt werdenmüssen (was damit gemeint ist: siehe Kasten). Damit dürfen bisherige Systeme wieSickerschächte oder Untergrundverrieselung nur noch übergangsweise betriebenwerden. Viele Betreiber von Kleinkläranlagenstehen daher vor dem Problem: Umrüstenoder neu bauen. Allein in Niedersachsenseien drei Viertel der rund 2000 Kleinkläranlagen davon betroffen, schätzt dasniedersächsische Umweltministerium. Für die Nachrüstung oder den Neubaueiner Anlage zur biologischen Abwasserreinigung stehen verschiedene Systeme zur Auswahl, von denen die wichtigsten in der Übersicht auf Seite 88 aufgeführt sind. Je nach Anwendungsfall und Preisgestaltung werden: ?Tropfkörperanlagen, ?SBR-Anlagen, ?Festbett- bzw. Wirbelbettanlagen oder ?Pflanzenkläranlagen eingesetzt. Tropfkörper: Bakterien siedeln auf Lavaschlacke Tropfkörperanlagen fanden insbesondere in den neunziger Jahren eine weite Verbreitung. Die biologische Abwasserreinigung findet auf dem Trägermaterial statt, auf welchem sich die Bakterien ansiedeln. Um eine möglichst große Besiedlungsfläche zu schaffen, werden entsprechende Materialien mit einer großen Oberfläche verwendet. Dies sind Lavaschlacke oder entsprechend geformte Kunststoffteile. Hierüber rieselt das Abwasser von oben nach unten. Die Schmutzstoffe darin liefern Nahrung für die Bakterien. Die in den Hohlräumen zwischen den Feststoffen befindliche Luft sorgt für die Sauerstoffversorgung. Unter optimalen Lebensbedingungen beginnen sich die angesiedelten Bakterien zu vermehren. Es entsteht der so genannte Biorasen, auf dem die eigentliche biologische Reinigung stattfindet. Unter dem Tropfkörper befindet sich ein Hohlraum, der eine offene Verbindung zum Pumpenraum besitzt. Hier sammeln sich das gereinigte Abwasser sowie die abgeschwemmten Biorasenstücke. Eine Pumpe fördert das Abwasser in das Nachklärbecken. Die Biorasenstücke sinken als Schlamm auf den Grund des Beckens. Die an der Behältersohle montierte zweite Pumpe fördert in einem bestimmten Rhythmus den abgesetzten Schlamm in die Vorklärstufe. Da das Abwasser nach einem einmaligen Durchlaufen des Tropfkörpers noch nicht ausreichend gereinigt ist, wird das behandelte Wasser wieder in die Vorklärung gepumpt und noch zwei mal dem Behandlungsablauf unterzogen. Das im Tropfkörper gereinigte und in der Nachklärung von den Feststoffen befreite Abwasser kann nunmehr unter Beachtung der Auflagen der zuständigen Wasserbehörde eingeleitet werden. Die Kosten der Anlage für acht Personen liegen ohne Tiefbau bei ca. 5300 E. Bei allen Preisangaben ist jedoch zu beachten, dass diese regional je nach Wettbewerbssituation und Hersteller schwanken können. Die Vorteile des Tropfkörpers: ?seit Jahren bewährte Technologie, ?geringe Energiekosten, ?bis auf die Steuerung können alle Komponenten wie Pumpen, Schwimmer und Leitungen bei Defekt herstellerunabhängig gekauft werden. Demgegenüber stehen als Nachteile die Anfälligkeit bei Lüftungsproblemen, da nur eine natürliche Lüftung vorhanden ist, sowie das große Bauvolumen. Einige Hersteller haben die Tropfkörperanlagen daher bereits aus ihrem Produktprogramm herausgenommen. Festbett: Sauerstoffzufuhr wie im Aquarium Auch Fest- bzw. Wirbelbettanlagen haben seit über 10 Jahren ihren festen Platz in der dezentralen Abwasserbeseitigung. Für bis zu 12 Einwohnern werden Festbettanlagen in der Regel als Einbehälteranlagen mit integrierter Vorklärung angeboten. Größere Anlagen werden als Zwei- oder Mehrbehälteranlagen gebaut. Die Abwasserreinigung erfolgt wie bei Tropfkörperanlagen durch Bakterien, die nicht frei herumschwimmen, sondern sich auf einem getauchten Festbett ansiedeln. Man spricht in diesem Zusammenhang von sesshaften Bakterien, die auf dem Festbett einen Biorasen entwickeln. Im Zuge der biologischen Abwasserreinigung entziehen sie dem Abwasser ständig Inhaltsstoffe und wandeln diese in Zellsubstanz um. Durch Zellteilung wächst der Biorasen. Das getauchte Festbett besteht aus meist röhrenförmigen netzartigen Kunststoffblöcken mit einer sehr großen Oberfläche zur Ansiedlung möglichst vieler Bakterien. Da die Bakterien Sauerstoff zum Abbau von organischen Verbindungen benötigen, wird dieser durch auf dem Boden des Belebungsbecken liegende Belüftungseinrichtungen wie in einem Aquarium eingetragen. Die Membranen bestehen aus sehr elastischem Material und weisen eine große Anzahl kleiner Löcher auf, durch die die verdichtete Luft austritt und dabei in kleinen Blasen an die Oberfläche aufsteigen. Durch die Aufwärtsbewegung der Luftblasen erfolgt eine stetige Vermischung des Abwassers mit den auf dem Trägermaterial anhaftenden Bakterien. Gleichzeitig wird durch Aufwärtsbewegung überschüssiger Biorasen vom Festbett abgeschwemmt. Die Belüftungseinrichtungen werden in einem so genannten Pausen-Laufzeit-Intervall mit Druckluft versorgt. Dies bedeutet, dass nach einer bestimmten Laufzeit (im allgemeinen zwischen 15 und 30 Minuten) eine entsprechende Pausenzeit folgt (ebenfalls ca. 15 bis 30 Minuten). Durch den ständigen Zufluss von Abwasser aus der Vorklärung ins Belebungsbecken findet eine stetige Verdrängung von gereinigtem Abwasser, vermischt mit Resten vom Biorasen, in Richtung Nachklärbecken statt. Im Nachklärbecken trennt sich der Schlamm, der aus abgeschwemmtem Biorasen besteht, vom gereinigten Abwasser. Der Schlamm sinkt zu Boden und wird vom Tiefpunkt zeitgesteuert in die Vorklärung zurückgefördert. Das biologisch gereinigte Abwasser fließt nach einer Aufenthaltszeit von mehren Stunden im freien Gefälle aus der Nachklärung ab. Schwimmschlamm (der z.B. durch Denitrifikationsvorgänge entstehen kann) wird durch ein getauchtes Rohr oder eine Tauchwand zurückgehalten. Eine Festbettanlage für acht Personen kostet ohne Tiefbau etwa 4700 E. Die Vorteile des Systems: ?vorhandene Dreikammeranlagen können nachgerüstet werden (Bedingung: Dichtigkeit des Behälters und gute Bausubstanz), ?läuft sicher im Unterlastbereich, also auch, wenn wenig Biomasse als Nahrung für die Bakterien vorhanden ist. Als Nachteil hat sich dagegen gezeigt: Wenn der für den Sauerstoffeintrag notwendige Belüfter unterhalb des Festbettes defekt ist, ist ein aufwändiges Entfernen des darüber befindlichen Festbettes notwendig. Kompakt und preiswert: SBR-Anlagen SBR-Anlagen (Sequencing Batch Reactor, auch Aufstauanlage genannt) haben sich in den letzten Jahren zum marktführenden System entwickelt. Denn gegenüber den bislang beschriebenen Systemen weisen sie folgende Vorteile auf: ?geringe Bauvolumina, ?einfache Montage, ?günstige Kosten: Eine Anlage für acht Personen kostet etwa 4500 E(ohne Tiefbau). Als Nachteil ist zu nennen, dass das System als Aufstauanlage anfällig gegen kurzfristig auftretende große Wassermengen ist. Bei einigen Fabrikaten ist auch das Probenahmesystem im Einsatz nicht immer anwenderfreundlich. SBR-Anlagen unterscheiden sich von Tropfkörper- und Festbettanlagen durch zwei wesentliche Merkmale: ?Die Bakterien sind nicht auf einem Trägermaterial fixiert, sondern schwimmen im Verbund als Belebtschlammflocken frei im Abwasser herum. ?Belebungsbecken und Nachklärbecken sind nicht räumlich, sondern zeitlich voneinander getrennt. Der SBR-Reaktor dient für eine bestimmte Zeit als Belebungsbecken und anschließend als Nachklärbecken. Dieser Funktionswechsel findet innerhalb so genannter Zyklen statt. Die Zykluszeiten, in der jeweils die einzelnen Phasen ablaufen, betragen zwischen 6 und 24 Stunden, so dass pro Tag zwischen ein und vier Zyklen stattfinden. In einem Zyklus finden folgende Phasen statt: Beschickung, Belüftung, Absetzen, Klarwasserabzug und Überschuss-Schlammabzug. Die Zykluszeiten schwanken herstellerund damit systembedingt. Am längsten dauert die Belüftungsphase mit rund zwei Drittel der Zykluszeit. Ein Zyklus beginnt mit der so genannten Beschickungsphase. Das mechanisch vorgereinigte Abwasser gelangt aus der Vorklärung in den Reaktor. Nach der Füllphase erfolgt die biologische Abwasserreinigung in der Belüftungsphase. Danach beginnt die Absetzphase mit einer Dauer von bis zu zwei Stunden. Während der Absetzphase wird das zuvor als Belebungsbecken genutzte Behältervolumen als Nachklärbecken genutzt. Jetzt setzt sich der Belebtschlamm auf der Beckensohle ab. Das gereinigte und von Belebtschlamm befreite Abwasser befindet sich im oberen Bereich, der als Klarwasserzone bezeichnet wird. In der Klarwasserabzugsphase wird dasgereinigte Abwasser abgepumpt und übereinen kleinen Vorlagebehälter mit Überlauf dem Ablaufrohr zugeführt. Dieser stetsgefüllte Vorlagebehälter ist notwendig, umbei der Wartung eine gesicherte Probenahme zu ermöglichen, da die Reinigung imZyklus abläuft und somit nur zu bestimmten Zeiten am Tag gereinigtes Abwasserdie Anlage verlässt. Herstellerabhängigwird der Überschussschlamm vor oder nachder Klarwasserabzugsphase abgezogen. Pflanzenkläranlagen: Naturnah ohne viel Technik Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen technischen Anlagen ist die Pflanzenkläranlage ein naturnahes Verfahren.Hierbei siedeln die zur biologischenAbwasserreinigung notwendigen Bakterien auf dem Bodensubstrat selbst. Die biologische Abwasserreinigung im Pflanzenbeet wird durch eine Vielzahl physikalischer (z.B. Filterwirkung) und chemischerProzesse im Bodenkörper unterstützt. Man unterscheidet horizontal und vertikal durchströmte Pflanzenbeete. Das zugeführte, mechanisch vorgereinigte Abwasser fließt beim horizontal durchströmten Pflanzenbeet gleichmäßig verteilt auf der einen Seite des Beetes zu. Nach Durchströmen des Beetes in überwiegend horizontaler Richtung wird das Abwasser mit einem Drainagerohr gesammelt und über einen nachgeordneten Kontrollschacht abgeleitet. Die Beschickung über die Beetoberfläche erfolgt beim vertikal durchströmten Beet meist in bestimmten Abständen mittels Pumpen, um eine gleichzeitige undgleichmäßige Verteilung des Abwassers auf der gesamten Beetfläche zu erreichen. Mehrere über dem Beet oder im Bereich der Beetoberfläche verlegte gelochte Rohre verteilen das zufließende Abwasser über die gesamte Oberfläche. Der Reinigungsprozess wird wesentlich vom Bodenkörper und seinem Aufbau beeinflusst. Die biologischen Abbauvorgänge laufen auf der Oberfläche der Bodenpartikel und der Pflanzenwurzeln ab. Hier sind Bakterien (Mikroorganismen) angesiedelt, die Abwasserinhaltsstoffe aufnehmen und abbauen. Dazu muss der Bodenkörper dauerhaft eine ausreichende Durchlässigkeit aufweisen. Daneben spielen vor allem Filtrations- und Anlagerungsvorgänge eine wesentliche Rolle. Verarbeitet werden können nur biologisch gut abbaubare Stoffe, wie sie üblicherweise im häuslichen Abwasser enthalten sind. Phosphate lassen sich biologisch nicht abbauen, sie können aber teilweise an die geringen Anteile bindigen Materials angelagert bzw. in Wachstumsphasen von Pflanzen aufgenommen werden. Die Größe einer Pflanzenkläranlage ist von der Bauart abhängig: ?Vertikal beschickte Anlagen benötigen 3 m 2 Beetfläche pro Einwohner, ?horizontal beschickte Anlagen benötigen 5 m 2 Beetfläche pro Einwohner. Als Vorteil gilt vor allem die einfache Technologie mit wenigen Technikkomponenten. Auch ermöglicht Eigenleistung beim Bau eine Kostensenkung. Als Nachteile sind dagegen anzuführen: ?Bei einer Verlegung (Verstopfung) des Bodenkörpers mit Schlammbestandteilen ist eine sehr aufwändige Sanierung bzw. ein neues Pflanzenbeet notwendig; ?Flächenbedarf ist entsprechend groß; ?der Reinigungsprozess kann nicht gesteuert werden; ?bis auf wenige Ausnahmen gibt es keine bauartzugelassenen Anlagen, sie müssen jeweils einzeln genehmigt werden. Die Kosten einer Anlage für acht Einwohner liegen mit 50 Eim Bereich der anderen Systeme. Doch gerade bei den Pflanzenkläranlagen sind große Preisunterschiede am Markt zu beobachten. Anbieter, Verfahren und Anteil der Eigenleistungen können sich stark auswirken. Insofern sind die vorstehend genannten Kosten nur als Richtwert anzusehen. Der Zustand der Altanlage ist wichtig Bei der Planung einer Kleinkläranlage sind folgende Gegebenheiten zu berücksichtigen: ?Art und Beschaffenheit der eventuell vorhandenen Altanlage, ?Art und Menge des anfallenden Abwassers, ?Anzahl der Einwohner, ?entsprechende Rechtsgrundlagen. Ob eine Anlage neu gebaut oder lediglich umgerüstet werden muss, hängt davon ab, ob bereits eine mechanische Kleinkläranlage (Dreikammergrube, Klärgrube etc.) vorhanden ist und mit einem so genannten Nachrüstsatz zu einer vollbiologischen Kleinkläranlage umgerüstet werden kann. Auf dem Markt sind heute eine Vielzahl von so genannten Nachrüstsätzen als SBR-, Festbett- bzw. die ähnlich funktionierenden Wirbelbettanlagen erhältlich. Sie enthalten die notwendigen Komponenten, um aus einer mechanischen eine vollbiologische Kleinkläranlage zu machen. Die Vorteile einer Nachrüstung sind: ?keine Erdarbeiten, ?kurze Bauzeit, ?Kosteneinsparung, ?gleiche Funktionen wie bei einer neu errichteten Kleinkläranlage. Die Nachrüstung kann jedoch nur unter bestimmten Bedingungen an einer vorhandenen Anlage durchgeführt werden. Sie sollte unterbleiben, wenn: ?der vorhandene Betonbehälter eine starke Korrosion aufweist, ?das Alter der vorhandenen Anlage einen wirtschaftlichen Betrieb nicht zulässt, ?die Trennwände undicht oder statisch nicht mehr ausreichend sind. Das trifft insbesondere bei der Nachrüstung mit SBRAnlagen zu, die mit unterschiedlichen Moderne Kleinkläranlagen benötigen oft nur noch einen Betonbehälter zur Abwasserreinigung. Wasserständen in den einzelnen Behältersegmenten arbeiten. Daher ist mit den verschiedenen Anbietern vor Angebotsabgabe unbedingt eine Ortsbesichtigung erforderlich. In gleicher Weise sollte die zuständige Untere Wasserbehörde zu Rate gezogen werden. Anlagengröße: Vorausschauend planen Die Größe einer Kleinkläranlage wird in so genannten EW (Einwohnerwerten) angegeben. Jeder Einwohner im Haushalt zählt als ein EW. Wohnen also sechs Personen im Haus, ist bereits eine Größenordnung von sechs EW erreicht. Da aber eine Kleinkläranlage für einen langen Zeitraum errichtet wird, ist auch eine sorgfältige Betrachtung der notwendigen Größenordnung angeraten. Steht z.B. eine Einliegerwohnung momentan leer oder ist der Bau einer Altenteilerwohnung vorgesehen, so sind entsprechende Reserven in der Anlagenplanung zu berücksichtigen. Die notwendige Größe der Anlage hängt von der zu reinigenden Wassermenge ab. Das Abwasser kann sowohl aus dem häuslichen als auch aus dem gewerblichen Bereich stammen. Das häusliche Schmutzwasser stammt aus Küchen, Waschküchen, Baderäumen und Toiletten. Dabei wird üblicherweise von einem mittleren spezifischen Abwasseranfall von 150 l je Einwohner und Tag ausgegangen. Gewerbliches Abwasser kann in der Regel in einer Kleinkläranlage behandelt werden, wenn es hinsichtlich der Abwasserinhaltsstoffe mit häuslichem Schmutzwasser vergleichbar ist. Dazu zählen auch das in landwirtschaftlichen Betrieben anfallende Abwasser aus der Milchkammer, Gemüsewaschwasser oder Abwasser aus der Fleischverarbeitung. Wichtig ist eine gleichmäßige Beschickung der Kleinkläranlage. Bei stoßweisem Anfall könnte ein Pufferbehälter sinnvoll sein. Auch sollten nur angepasste Reinigungsmittel verwendet werden. Wenn größere Mengen Abwasser anfallen oder dessen Zusammensetzung vom häuslichen Abwasser stark abweicht, kann dies zu Störungen im Anlagenbetrieb führen. Jauche und Gülle dürfen der Kleinkläranlage nicht zugeführt werden. In vielen Fällen werden Abwässer (z.B. aus der Milchkammer) gemeinsam mit der Jauche und Gülle gelagert und verwertet. Dies sollte jedoch immer in Abstimmung mit der zuständigen Aufsichtsbehörde geschehen. Abwasser aus Schlachtungen weist hohe Konzentrationen an organischen Stoffen auf und fällt nur stoßweise an. Eine Mitbehandlung in der Kleinkläranlage ist nur möglich, wenn der Anteil der Schlachtabwässer max. 10% des gesamten häuslichen Schmutzwassers ausmacht. Ist der Anteil höher, muss das Abwasser in einem separaten Behälter gesammelt und zu einer kommunalen Kläranlage abgefahren werden. Sickerwasser aus Silage kann in Kleinkläranlagen aufgrund der darin enthaltenen Inhaltsstoffe nur unzureichend abgebaut werden, so dass es in die Jauche-, Gülle- oder andere abflusslose Gruben eingeleitet werden muss. Die Planung einer Kleinkläranlage sollte immer in Abstimmung mit der zuständigen Wasserbehörde und dem Anlagenhersteller vorgenommen werden. Insbesondere auch in Bezug auf die Gewährleistung der Werte des gereinigten Abwassers sollte der Anlagenhersteller die örtlichen Verhältnisse genau kennen. Im Auftragsschreiben sollten die Angaben des Anlagenherstellers mit enthalten sein.