Forschungseinrichtung Ökotechnologie Langenreichenbach (Deutschland)
Unterflur-Fließbehandlungswetlands (konstruierte Feuchtgebiete) werden häufig zur Behandlung von häuslichem Abwasser bis zu sekundären Standards eingesetzt. Diese Ökotechnologie ist vorteilhaft in Gebieten, in denen eine zentrale Abwasserbehandlung keine kosteneffektive Option darstellt. Im Vergleich zu konventionellen Abwassertechnologien können Behandlungsfeuchtgebiete kostengünstig, einfach zu bedienen und aus lokalen Materialien gebaut sein. Diese Gründe führten zur Nutzung und Implementierung dieser Ökotechnologie weltweit.
Im Rahmen des 2005 abgeschlossenen Projekts „Pathogenreduktion durch konstruierte Feuchtgebiete“ wurden Ökotechnologien in Pilot- und technischem Maßstab hinsichtlich der Reduktion von fäkalen Indikatororganismen und pathogenen/fakultativ pathogenen Mikroorganismen optimiert.
Kürzlich besteht ein wachsendes Interesse daran, ein vollständig nitrifiziertes Effluent aus einem sekundären Behandlungssystem zu erreichen. Tertiäre HSSF-Behandlungsfeuchtgebiete können ein vollständig nitrifiziertes Effluent produzieren, aber wenn sie als sekundäre Behandlungstechnologie verwendet werden, können HSSF-Feuchtgebiete aufgrund ihrer begrenzten Sauerstoffverfügbarkeit nicht vollständig nitrifizieren.
Die begrenzte Sauerstoffübertragungsfähigkeit konventioneller Unterflur-Fließfeuchtgebietsdesigns führte zur Entwicklung von Designkonfigurationen, die die Sauerstoffverfügbarkeit im Substrat verbessern. Diese verbesserten Designs sind in der Lage, ausreichend Sauerstoff für BSB-Abbau und Nitrifikation bereitzustellen, indem Sauerstoff über flache Bettiefen; intermittierende Dosierungsregime, häufige Wasserstandsschwankungen (Gezeitenfluss oder wechselnde Feuchtgebiete) oder direkte mechanische Belüftung des granularen Substrats eingeführt wird. Das Ziel der aktuellen Aktivitäten besteht darin, die Wirksamkeit verschiedener modernster Ökotechnologie-Designanpassungen und Betriebsstrategien hinsichtlich Behandlungseffizienz, Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Erschwinglichkeit umfassend zu untersuchen. In jedem Paar von Feuchtgebietszellen wird eine mit Phragmites australis bepflanzt und die andere bleibt unbepflanzt.
Die Einrichtung umfasst acht Paare von Unterflur-Fließbehandlungsfeuchtgebietszellen, wobei jedes Paar einen anderen Designansatz vertritt, der entweder auf die Optimierung der hydraulischen Effizienz oder der Sauerstoffverfügbarkeit abzielt.
Die zu vergleichenden Feuchtgebietssysteme werden kurz beschrieben:
- Vertikaler Unterflur-Fluss (VSSF) mit ungesättigtem Sandsubstrat und intermittierender Pulsladung
- VSSF mit ungesättigtem Sandsubstrat, betrieben mit regelmäßiger Ruhezeit
- VSSF mit gesättigtem und mit aktiver Belüftung installiertem Substrat
- VSSF mit gesättigtem Substrat und am Boden der Zelle installierter aktiver Belüftung
- Horizontaler Unterflur-Fluss (HSSF) (konventionelles passives Design als Referenz; Wassertiefe = 0,5 m)
- HSSF mit flacher (0,25 m) Wassertiefe
- HSSF mit am Boden der Zelle installierter aktiver Belüftung
- Wechselnd, wobei Wasser in einem abwechselnden Füll- und Zieh-Batch-Prozess zwischen zwei Betten zirkuliert