Zeitschrift EE

Zurück zu den Beiträgen

2007-03: Vorbei an Kioto

Wassermanagement

Pflanzenkläranlagen sind äußerst zuverlässig bei der Reinigung von häuslichen Abwässern. Ihre Robustheit und die günstigen, bodenähnlichen Bedingungen sollten auch die Reinigung schwieriger Abwässer ermöglichen. Ihre Anwendung bei Deponiesickerwässern, Flughafenenteisungswässern, Abwässern von Molkereien, Gerbereien sowie Industrien mit ölhältigen Abwässern ist jedoch in in Österreich noch nicht etabliert.

Potenzial für Pflanzenkläranlagen in der Steiermark

Von Martin Regelsberger *

Abbildung 1: Schaffung eines Biotops statt Ableitung von Regenwasser in einem Siedlungsgebiet

Pflanzenkläranlagen eliminieren unterschiedliche Verunreinigungen durch eine Vielzahl physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse. Sie entsprechen denen natürlicher biologischer Systeme. Bau-, Betriebs- und Instandhaltungskosten sind, wegen des einfachen Systems, niedriger als bei konventionellen Anlagen. Pflanzenkläranlagen sind bereits für die Reinigung von kommunalem Abwasser erfolgreich im Einsatz.
Eine vom Amt der Steiermärkischen Landesregierung finanzierte Erhebung sollte es ermöglichen, Anwendungsmöglichkeiten für Pflanzenkläranlagen über den häuslichen Bereich hinaus zu identifizieren.
Dieser Kurzbericht soll einen der untersuchten Bereiche beleuchten: die Reinigung von Straßenabläufen und das umfassende Regenwassermanagement, in dem Pflanzenkläranlagen eine feste Rolle haben. Vor allem in England und Australien wird daran gearbeitet, aber auch aus Deutschland gibt es unter der Bezeichnung Retentionsbodenfilter Beispiele.

Spezifische Abwasserqualität

Niederschlagsabflüsse von stark befahrenen Strassen weisen unter anderem Belastungen mit Schwermetallen, polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) und mineralischen Kohlenwasserstoffen (MKW) auf. Gerade die Zuflüsse aus der städtischen Entwässerung können im Vorfluter mehr als 50 % des gelösten Feststoffeintrages, 16 % des Gesamt-Kohlenwasserstoff- und zwischen 35 und 75 % des Schwermetall-Eintrages, darunter vor allem Cadmium, Kupfer, Blei und Zinn, ausmachen (COOPER & al., 1996). In städtischen Oberflächenwässern beträgt die Konzentration an Gesamt-Kohlenwasserstoffen im allgemeinen zwischen 1 und 25 mg/l. Bei Starkregenereignissen kann diese bis auf 400 mg/l ansteigen. Ab einer Konzentration von ca. 5 bis 10 mg/l ist ein sichtbarer „Ölfilm“ erkennbar.

Ist – Situation

Derzeit werden

  • in der Steiermark keine Pflanzenkläranlagen zur Reinigung von Straßenabwässern eingesetzt
  • Straßenabwässer, wo immer möglich, direkt seitlich über das unbefestigte Bankett, die Straßenböschung oder seitliche Mulden in den Untergrund versickert
  • bei unvermeidbaren Konzentrationen z.B. bei Brücken, Steilstrecken, vor der Einleitung in den Vorfluter ein Rückhaltebecken bzw. Absetzbecken und eventuell ein Filterbecken vorgesehen.
  • Straßenabwässer im Ortsbereich in Regenwasser- oder Mischkanälen abgeleitet und mechanisch gereinigt, bzw. z.T. der Kläranlage zugeführt. Eine biologische Reinigung der Überläufe oder eigene biologische Reinigung von Regenwetterabläufen aus Trennsystemen, wie zum Teil in Deutschland, England oder Australien, ist derzeit noch nicht umgesetzt.
  • Tunnelabläufe über eine Gewässerschutzanlage geführt und in den Vorfluter eingeleitet.
  • Tunnelwaschwässer laut FA 18 zum Großteil direkt vor Ort durch mobile Reinigungseinrichtungen gereinigt.
    Nach häufig vorherrschender Meinung sollen Straßenabwässer schnellstmöglich aus dem Siedlungsbereich abtransportiert und/ oder versickert werden.

Abbildung 2: Brückenentwässerung alt (links) und neu (rechts) mit der Gewässerschutzanlage rechts unten im Bild

In der Steiermark sind bisher keine Pflanzenkläranlagen für Straßenabläufe oder allgemeiner für die Regenwasserreinigung eingesetzt worden. Die zunehmende Belastung der Gewässer durch Regenwasser hat aber in den umliegenden Ländern zu Versuchen mit solchen Anlagen geführt. Nachfolgend sind einige Beispiele aus der Literatur beziehungsweise aus Projekten mit Partnern genannt.

Umgesetzte Projekte

Bulc & Slak 2003 beschreiben eine Anlage zur Reinigung des Abflusses aus einem Autobahnabschnitt in Slowenien. Die Anlage ist für eine maximale Abflussmenge von 11,75 l/s für rund 0,75 ha Abflussfläche dimensioniert. Sie besteht aus einem vorgeschalteten Sedimentationsbecken von 36 m² und einem Pflanzenbecken mit 85 m². Einjährige Messungen zeigten eine gute Reinigungsleistung.
Zwei Anlagen reinigen die Oberflächenabflüsse eines 1,5 km langen Straßenabschnittes in Großbritannien „Reed Bed Windsor Road West“ und „Reed Bed Windsor Road East“ (SWIFT & LANSDOWN, 1994) (PUSSARNIG 2000)
Die Pflanzenkläranlage der Gemeinde Great Notley Garden Village, Essex/Großbritannien zur Behandlung von Oberflächenabflüssen von Straßen im städtischen Bereich beschreibt COOPER & al. (1996)
In den letzten Jahren sind in Großbritannien einige Anlagen zur Reinigung von Straßenabwässern errichtet worden. Derzeit gibt es etwa 100 Pflanzenkläranlagen für die Regenwasserreinigung, darunter 32 für Autobahnen und Straßen. Dabei handelt es sich in der Mehrzahl um Teichanlagen, zu einem kleineren Teil um Bodenfilter (Shutes B. et al. 2004). Diese Anlagen wurden im Rahmen eines integrierten Ansatzes für die Regenwasserbewirtschaftung, mit der Bezeichnung „Sustainable Urban Drainage Systems“ (SUDS), geplant und errichtet (siehe auch weiter unten).
In Deutschland werden Pflanzenkläranlagen im Zusammenhang mit Regenwasser allgemein als Bodenfilter bezeichnet. Meist sind sie als sogenannte Retentionsbodenfilter (RBF) ausgeführt, als Anlagen also, die die Funktionen Rückhalt und Reinigung in sich vereinen, wie das meist auch in England der Fall ist. Die RBF haben sich in den vergangenen Jahren als leistungsfähige Anlagen zur Regenwasserbehandlung in Misch- und Trennsystemen und in der Straßenentwässerung erwiesen. Mittlerweile gibt es aus Nordrhein-Westfalen ein Handbuch zum Bau solcher Anlagen (Uhl M. et al. 2003).
Ein interessantes Sonderbeispiel ist eine Anlage in Berlin, die speziell zur Reinigung und Nutzung des Spülstoßes aus Straßenabläufen konzipiert wurde und Wasser für die Toilettenspülung und andere häusliche Zwecke der angrenzenden Wohnhausanlage produziert. Der Hauptzweck der Anlage ist der Schutz der ohnehin schon stark belasteten Berliner Vorfluter. (Nolde 2006)

Regenwasserbewirtschaftung statt Regenwasserentsorgung

Die Überschwemmungen der letzten Jahre haben es deutlich gemacht: der Hochwasserschutz wird eine zunehmende Herausforderung.

Abbildung 3: Hochwasser in Graz am 22.8.2005 (Quelle: Foto Fischer)

Der Schutz kleiner städtischer Einzugsgebiete vor Überflutungen ist auch in der Steiermark ein Problem. Auch hier können Pflanzenkläranlagen einen Beitrag als Retentionsbecken leisten, die sich für eine gärtnerische Gestaltung gut eignen. Allerdings sollten Pflanzenkläranlagen dabei nicht als isolierte Schutzeinrichtungen realisiert werden, sondern Teil eines integrierten Bewirtschaftungskonzeptes sein.

Ein solcher ganzheitlicher Ansatz kann eine Kombination folgender Einzelmaßnahmen in unterschiedlicher Zusammensetzung umfassen:

  • Regenwassersammlung und Wiederverwendung vor Ort
  • Durchlässige befestigte Flächen
  • Regenwasserversickerung von Parkflächen, großen asphaltierten Flächen...
  • Kombinierte Versickerung und Ableitung von Regenwasser in offenen Rigolensystemen
  • kombinierte Rückhaltebecken und Reinigungsanlagen, in Form von Pflanzenkläranlagen als lokale Feuchtbiotope ausgeführt, zur größerräumigen Entlastung von Regenwasserkanälen bzw. Vorflutern.

Aktuelle Probleme mit Überschwemmungen unterstreichen die Fehlentwicklung der heute üblichen Regenwasserableitung. Auch die Versickerung über Rigolensysteme bewirkt eine Dynamisierung des Grundwassers und erhöhten Stofftransport an Basen und Nährsalzen. Ein temporär angestauter Regenwasserteich wäre demgegenüber ästhetisch attraktiver und ließe die eingeschwemmten Schadstoffe durch deren Festlegung in den Schlamm und Pflanzen zu einem geringeren Problem werden als deren spätere Eliminierung bei der Trinkwassergewinnung.

Beispiele solcher ganzheitlicher Anätze gibt es in unseren Nachbarländern:

  • Siedlung Vauban in Freiburg
  • Küppersbuschgelände, Gelsenkirchen: Offene Ableitung und Sammlung von Regenwasser in einer Teichanlage, Szyskowitz/Kowalski, Graz
  • Ökokultureller Gewerbehof Frankfurt/Main: Regenwasserrückhaltung über Gründächer und Teiche, Pflanzenklärbecken, Regenwasserverwendung, Joachim Eble Architektur, Tübingen
  • Wasserkonzept Kronsberg:
    In der Grundschule am Kronsberg hat das Wasser eine zentrale Bedeu¬tung. Das gesamte Regenwasser wird auf dem Grundstück des Schulgeländes zurückgehalten, vor Ort versickert und in einer Zisterne gesammelt. Offene, oberflächige Regenwasserableitung, Retention und Versickerungsflächen auf dem Schulgelände werden zu wichtigen Gestaltungselementen, schaffen im Schulgarten Lebensräume für Pflanzen und Tiere und schaffen Erholungsräume. Die geneigte Dachkonstruktion des Schulgebäudes wird extensiv begrünt, so dass der Niederschlag langsamer abfließt.
    Das gesammelte Regenwasser wird als Betriebswasser zur Toilettenspülung oder im Schulgarten genutzt. Die integrierte Regenwassernutzung macht es möglich, jährlich etwa 550 m3 Trinkwasser einzusparen.

Ausblick

Im Bereich der Straßenabläufe gibt es, wenn auch nicht in Österreich so doch in unseren Nachbarländern, schon eine Reihe von erfolgreichen Beispielen, Pflanzenkläranlagen für die Kombination von Reinigung der Abläufe und Reduktion der Abflussspitzen bei Starkregen einzusetzen. In der Steiermark könnten die direkten Einleitungen von Straßenabläufen in Vorfluter schrittweise und nach Maßgabe ihres Gefährdungspotenzials über eine Pflanzenkläranlage geführt werden. Dies könnte sowohl in Form einer systemoptimierten Adaptierung von bestehenden Gewässerschutzanlagen als auch in Form neu zu konzipierender, den spezifischen Anforderungen von Straßenabwässern entsprechender Pflanzenkläranlagen erfolgen.
Dies ist vor allem auch im Rahmen von integrierten Konzepten der Regenwasserbewirtschaftung im Siedlungsraum interessant. Dabei sind Pflanzenkläranlagen ein Element unter vielen und werden als Retentionsraum, Reinigungsanlage, Feuchtbiotop und besonderer gestalterischer Akzent in einer Grünanlage genutzt. Die Maßnahmen eines solchen Gesamtkonzeptes reichen von der direkten Nutzung von Regenwasser über die lokale Versickerung und Entsiegelung befestigter Flächen bis zur Nutzung regionaler Retentionsmöglichkeiten. Solche Konzepte der Regenwasserbewirtschaftung könnten die bisherige Praxis der Regenwasserentsorgung ablösen und eine geeignete Antwort auf steigende Starkregenereignisse sein.

Literatur

  • Cooper P. F. & al. 1996. Reed beds and constructed wetlands for wastewater treatment. – WRc plc. Swindon, Großbritannien.
  • Nolde E., Possibilities of Rainwater Utilisation in Densely Populated Areas Including Precipitation Runoffs from Traffic Surfaces, 2 Zer0-M Tagung zu Sustainable Water management, Marrakech, 2006 Tagungsbeitrag
  • SHUTES B. ET AL. 2004: Constructed Wetlands in UK Urban Drainage Systems, 9th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control, IWA, Tagungsband
  • SWIFT J. & LANSDOWN R. 1994. Design of a vegetative system for motorway run-off treatment: Constraints and design criteria. - In: 4th International Conference on Wetland Systems for Water Pollution Control, pp. 697-708. - Guangzhou, People's Republic of China.
  • UHL M., FUCHS S., GROTEHUSMANN D., KASTING U., LAMBERT B., LIEBESKIND M., ZECH H. 2003: Retentionsbodenfilter – Handbuch für Planung, Bau und Betrieb, Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (MUNLV) des Landes Nordrhein-Westfalen, Düsseldorf

*) Dipl.-Ing. Martin Regelsberger ist Leiter der Abteilung Wasser und Abwasser der AEE INTEC, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , www.zer0-m.org [^]

Top of page