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Pflanzenkläranlagen

Mit einer Pflanzenkläranlage wird Abwasser in einem naturnahen Verfahren gereinigt. Die biologische Stufe, in der die Kohlenwasserstoffverbindungen abgebaut werden, besteht aus einem Planzenbeet, dass ohne Maschinen auskommt und ohne Geruchsbelästigung arbeitet. Das Verfahren hat sich besonders in ländlichen Gebieten bewährt, wo das häusliche Abwasser auf dem Grundstück schadlos beseitigt werden muss, weil eine öffentliche Kläranlage nicht vorhanden ist.

Das mechanisch vorgereinigte Abwasser wird durch die Pflanzenkläranlage geleitet, in der die biologische Reinigung stattfindet.

Das Pflanzenklärbeet besteht aus einem 40 cm dicken Beet aus Kies, das horizontal vom zu reinigenden Abwasser langsam durchflossen wird. Ins Kiesbett wird Schilf gepflanzt. Das Abwasser wird über eine Schotterpackung - eine Rigole - am Einlauf in Beetbreite verteilt, und ebenso am Beetablauf gesammelt:

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Der Kläreffekt wird erreicht, indem das Wasser an den Wurzeln des Schilfes (phragmitis communis) vorbeistreicht, wo Mikroorganismen mit Sauerstoff versorgt werden und die aerobe Reinigung stattfindet. Zwischen den Wurzelbereichen herrscht Sauerstoffknappheit, weshalb sich dort anaerobe Mikroorganismen ansiedeln. Wenn sich das Wasser langsam im Wurzelraum fortbewegt, gelangt es abwechselnd in aerobe und anaerobe Bereiche. Das wirkt sich günstig auf den Reinigungsprozess aus und kann bereits zu einer signifikanten Stickstoffelimination durch Nitrifizierung und Denitrifizierung führen.

Der für den aeroben Prozess erforderliche Gastransport stellt sich durch den jeweiligen höheren Partialdruck von Sauerstoff und Kohlendioxid zur Atmosphäre ein. Er erfolgt über das Aerenchym (Luftgewebe) der hier eingesetzten emersen Sumpfpflanzen, nämlich des Schilfs. Deshalb funktioniert die Anlage auch im Winter, weil Halme, Wurzeln und Rhizome auch im Winter vorhanden sind (weshalb auch nicht ohne Rücksicht auf diese Zusammenhänge gemäht werden darf!). Hierbei wird eine Eigenschaft der emersen Sumpfpflanzen ausgenutzt: Diese Pflanzen versorgen mittels der Gasdiffusion durch ihr Aerenchym die unter dem Wasserspiegel liegenden Pflanzenteile von oben mit Sauerstoff und entsorgen auf dem gleichen Wege das Kohlendioxid nach oben, wodurch die untergetauchten Pflanzenteile nicht abfaulen, auch nicht im Winter. Man kann diesen Vorgang unterbrechen, indem man die Halme abschneidet und das Innere mit Wasser füllt, wodurch das Pflanzengewebe in Wurzeln und Rhizomen nach kurzer Zeit abstirbt, weil es anaerob zersetzt wird, es verfault.

Von den emersen Sumpfpflanzen wurden Schilf (phragmitis communis) und verschiedene Binsenarten in Pflanzenkläranlagen eingesetzt. Das Schilf hat sich als die wohl geeignetste Pflanze herausgestellt: Während bei Flecht- und Teichbinsen die Halme im Winter durch die Schneelast niedergedrückt werden und einen dichten Mulchteppich bilden, bleiben beim Schilf noch ausreichend Halme über den Winter senkrecht stehen, um den Gastransport auch im Winter aufrecht zu erhalten. Der Mulchteppich beim Binsenbeet hat einen zweifachen Effekt: Das Aerenchym in den Halmen wird am Knick eingeschnürt. Weiterhin führt die Mulchschicht über dem Beet zum Abfaulen einer beträchtlichen Pflanzenmasse.

Die Aufnahme von Nährstoffen durch die Pflanzen trägt in der Vegetationszeit allenfalls mit wenigen Prozent zur Klärleistung bei. Insbesondere wird nur wenig Phosphor abgebaut. Die Phosphorelimination ist durch Gelatbildung möglich, wozu dann allerdings ausreichend Eisen im Pflanzenbeet vorhanden sein muß, das durch Düngung mit Eisen eingebracht werden kann. Quantitativ können darüber aber keine genauen Angaben gemacht werden. Die Eisendüngung ist hier nicht vorgesehen.

Wichtig für das Funktionieren der Anlage ist die ausreichende Durchlässigkeit im Pflanzbeet. Bei zu geringer Bodendurchlässigkeit fließt das zu klärende Wasser oberirdisch in Rinnen ab - ein Mangel an mehreren Versuchsanlagen, die mit bindigem Bodenmaterial ausgerüstet waren, in der vergeblichen Hoffnung, dass durch absterbende Rhizome der kf-Wert um zwei bis drei Zehnerpotenzen herabgesetzt werden würde. Klärbeete hingegen mit nichtbindigem Boden haben sich in zahlreichen Anlagen als zuverlässig erwiesen.

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