Wie funktionieren Kleinkläranlagen (KKA), insbesondere Pflanzenkläranlagen (PKA)?

Allgemeiner Prinzipaufbau einer vollbiologischen KKA

Allgemeiner Prinzipaufbau einer vollbiologischen KKA
Die Abwässer von allen Anfallstellen (im Haushalt) werden in der sog. Hausentwässerung üblicherweise zusammengeführt. Man kann aber auch die Abwasserströme getrennt lassen und einzeln einer Abwasserbehandlung bzw. Verwertung unterziehen. Dadurch könnte vor allem Trinkwasser gespart werden. Besonders interessant ist die Brauchwasseraufbereitung. Nachdem die absetzbaren und Schwimmstoffe in der mechanischen Klärstufe abgetrennt wurden (und regelmäßig vom AZV oder Landwirt entnommen und entsorgt werden), wird die organische Schmutzfracht im Abwasser in der biologischen Klärstufe durch Mikroben abgebaut. Je nach Abbaubarkeit der Schmutzstoffe und Verweilzeit des Abwassers in dieser Klärstufe erfolgt der Abbau mehr oder weniger vollständig, was durch die Kenngröße Reinigungsleistung beschrieben wird. Im Folgenden werden drei Ausführungsvarianten der o. g. Klärprinzips vorgestellt.

Kleinbelebungsanlage

Kleinbelebungsanlage

Tropfkörperanlage

Tropfkörperanlage

Planzenklaeranlage

Die biologische Stufe wird hier durch ein Sumpfpflanzenbeet gebildet, das mit Hilfe geeigneter Dichtungsbahnen oder -folie, Beton- oder Kunststoffwanne oder tonigem Material gegen den Untergrund abgedichtet und mit Filtersubstrat befüllt ist. Nach der Art des Filtersubstrats (Torf, Schlick, Sand, Kies, abgestufte Sande usw.) unterscheiden sich die PKA-Typen. Die Bepflanzung erfolgt vorzugsweise mit Schilf, da es mit seinen Rhizomen und Wurzeln den Boden dauerhaft wasserdurchlässig hält. Aber auch andere (Sumpf)Pflanzen (Rohrkolben, Binsen, Simsen, Lilien usw.) können verwendet werden. Die Pflanzen unterstützen den Reinigungsprozess. Das Abwasser wird durch die sich im Bodenfilter befindenden Bakterien gereinigt. Das Filtersubstrat trägt durch chemisch- physikalische Ionenaustausch- und Bindereaktionen erheblich zur Abwasserreinigung bei. Deshalb werden PKA auch häufig korrekterweise als bewachsene Bodenfilter bezeichnet. In der Fachliteratur und im Volksmund kursieren jedoch ebenso andere Bezeichnungen (mitunter recht phantasievolle). Zur Steuerung des Wasserhaushalts im Pflanzenbeet wird eine Wasserstandsregulation eingebaut, mit deren Hilfe man vor allem in warmen und niederschlagsarmen Zeiten ein Trockenfallen verhindern kann – die Wasserverdunstung über die Blattfläche (Evapotranspiration) ist bei fast allen Sumpfpflanzen ganz erheblich. Überstaute Pflanzenbeete sind wegen der Geruchsabgabe offener Abwasserflächen hingegen wenig beliebt und zu vermeiden.
Pflanzenkläranlage
Pflanzenkläranlage
Pflanzenkläranlage

PKA-Dimensionierung

Absetzgrube: Dreikammergrube mit 0,5 m³/E und min. 3 m³ bei jährlicher Entschlammung gemäß DWA-A262 jedoch Mehrkammerausfaulgrube nach DIN 4261 mit 1,5 m³/E und min. 6 m³, was der Empfehlung von PKA-Experten, den Betrag der Anfaulung und Abkühlung möglichst klein zu halten, zuwiderläuft. Damit wird unsinnigerweise die praktisch erreichbare Reinigungsleistung begrenzt.

Pflanzenbeet Horizontalfilter
Fläche: min. 5 m²/E, vorzugsweise kaskadisch, Seitenverhältnis L : B vorzugsweise > 3 : 2 Tiefe: min. 50 cm Abdichtung gegen Erdreich mit wurzelfester, UV-beständiger Folie, min. 1 mm dick

Verrohrung: im Gelände DN 150

Betrieb und Wartung

Eine ausführliche Betriebs- und Pflegeanweisung für alle in der Praxis auftretenden Betriebszustände und Vegetationsphasen soll dem Betreiber der PKA alle notwendigen Informationen für den Betrieb, die Wartung und Eigenkontrolle der Anlage geben. Zu den anlagenbezogenen Eigenkontrollen gehören insb. die Führung eines Betriebstagebuches, regelmäßige Sichtkontrollen (auf Auffälligkeiten), Frostschutzmaßnahmen vor starken Frösten sowie die Schlammspiegelkontrolle in der Absetzgrube.
Der Abschluss eines Wartungsvertrages mit einer Fachfirma wird empfohlen und gewährt eine fachgerechte und regelmäßige Inspektion und Wartung sowie Abwasseruntersuchung. Eine Verpflichtung zum Wartungsvertrag und zur Abwasseruntersuchung wird für KKA zwar von der SächsEigenkontrollVO-1999 nicht verlangt, kann aber bei begründetem Verdacht auf Funktionsmängel der Anlage angeordnet werden. Der Schlammräumung aus der Absetzgrube sollte angemessene Aufmerksamkeit gewidmet werden und ist bedarfsbezogen spätestens bei Erreichen des Schlammpegels bei 1/3 des Gesamtnutzvolumens (i.d.R. einmal jährlich) vorzunehmen.

Erfahrungen

Eine ordentlich gebaute PKA funktioniert sehr sicher und erfordert nur geringen Wartungsaufwand. Pfützenbildung, Geruchsentwicklung und Aussehen der Sumpfpflanzen sind sichere Signale für die Funktionstüchtigkeit bzw. Mängel der PKA. Die funktionale Zuverlässigkeit wächst, wenn die Pflanzenbeete großzügig lang dimensioniert, zu einer Kaskade geschaltet, ein sonniger Standort gewählt, die Einlaufkulissen gut bepflanzt, der Wasserstand in den Pflanzenbeeten laufend an den Abwasserdurchfluß und die Durchwurzelungstiefe anpasst und die Wasserstandsregelung in kleinen Schritten (insb. langsames Absenken des Wasserstandes) vorgenommen werden. Das gefürchtete Verstopfen des Bodenfilters (Soil clogging) wird hauptsächlich durch Halmbewegungen, Rhizomwachstum und –absterben sowie Minimierung der Sauerstoffzehrung im einlaufenden Abwasser verhindert. Insofern ist das (im DWA-A262 empfohlene) große spezifische Volumen einer vorgeschalteten Ausfaulgrube kontraproduktiv. Die aus der Absetzgrube noch mitgeführten Schwebstoffe (AFS) werden bereits vom Biorasen im Sickerrohr der Einlaufkulisse des Pflanzenbeetes abgefangen, ein Zuviel führt hier zu Verstopfungen, die leicht bemerkt und behoben werden können.