Pflanzenkläranlagen

Pflanzenkläranlagen sind Anlagen zur Behandlung von häuslichem Schmutzwasser. Der Begriff Pflanzenkläranlage wird häufig in Zusammenhang mit Kleinkläranlagen gebraucht. Er umfasst meist einen bewachsenen Bodenfilter sowie die mechanische Vorklärung (z. B. in einer Mehrkammerabsetzgrube).

In der ersten Reinigungsstufe dient zumeist eine Dreikammerabsetz- oder -ausfaulgrube der Vorreinigung. Das Reinigungsprinzip funktioniert hier mechanisch durch Aufschwimm- und Absinkprozesse. Ein biologischer Abbau findet in der Absetzgrube nahezu nicht statt. Bei der viel größeren Ausfaulgrube werden aufgrund der langen Aufenthaltszeit des Abwassers die organischen Anteile im Abwasser und insbesondere im Schlamm teilweise anaerob abgebaut. Die einzelnen Kammern werden in beiden Fällen nacheinander durchflossen. Die Kammern sind so miteinander zu verbinden, dass möglichst wenig Feststoffe in der nächsten Reinigungsstufe ankommen. Die gesammelten Schwimm- und Sinkstoffe müssen je nach Aufkommen und Größe der Grube etwa einmal im Jahr oder auch seltener abgepumpt werden. Dies geschieht in den meisten Fällen durch befugte Entsorgungsbetriebe, wenn keine eigenen Klärschlammvererdungsbecken vorhanden sind.

Nach der mechanischen Vorklärung in der ersten Reinigungsstufe gelangt das Abwasser in einen Beschickungsschacht. Hier soll ein definiertes Volumen gesammelt werden, um dann entweder durch eine automatische mechanische Einrichtung (z. B. ein schwimmender Tauchsyphon) oder eine Pumpe mit Schwimmerschalter schwallartig auf den Bodenfilter geleitet werden. Dieser Vorgang wird Intervallbeschickung genannt. Im Bodenfilter wird das Abwasser von Mikroorganismen, vornehmlich Bakterien, biologisch durch aerobe Stoffwechselprozesse gereinigt. Zur gleichmäßigen Verteilung des Abwassers auf dem Bodenfilter sind je nach Bauart entweder gelochte Rohre auf der Oberfläche des Filters oder perforierte Druckleitungen in der oberen Filterschicht verlegt. Bei Großanlagen erfolgt die Verteilung häufig über Schwanenhalsrohre und Prallplatten. Das Abwasser sickert als mehr oder weniger gleichmäßiger Wasserfilm durch den Bodenfilter nach unten. Der Filterkörper ist schichtenweise von unten nach oben aufgebaut und besteht aus nichtbindigen, gewaschenen Sanden und Kiesen mit definierten Korngrößenverteilungen. Die im Abwasser enthaltenen Mikroorganismen setzen sich an den Oberflächen des Filtermaterials fest und bilden mit der Zeit einen Biofilm, der den ganzen Filterkörper durchzieht. Über das komplexe Zusammenspiel der vielen verschiedenen Bakterien und Mikroorganismen und deren Stoffwechselprozesse wird die Schmutzfracht des Abwassers zu einem großen Teil abgebaut. Am Boden des Filterkörpers wird das gereinigte Abwasser zumeist über Drainageleitungen zum Kontrollschacht geleitet. Dieser bietet die rechtlich vorgeschriebene Möglichkeit zur Probenahme, um die Reinigungsleistung der Anlage zu prüfen. Im Anschluss wird das gereinigte Abwasser bei den meisten Anlagen in ein Oberflächengewässer oder durch Versickerung ins Grundwasser eingeleitet. Durch die Intervallbeschickung kann der Filterkörper nach jeder Beschickung austrocknen, sodass sich die Porenräume wieder mit Luft füllen können. Hierdurch herrschen in dieser zweiten Reinigungsstufe vorwiegend aerobe Verhältnisse.

Bewachsene Bodenfilter werden mit Sumpfpflanzen (vorwiegend Schilf) bepflanzt. Durch das stetige Rhizomwachstum im Filterkörper und die damit einhergehende Umschichtung des Filtermaterials wird die Durchlässigkeit des Filterkörpers und die natürliche Sauerstoffversorgung für die Mikroorganismen auf Dauer erhalten. Oberhalb des Filterkörpers verbessert die geschlossene Vegetationsdecke durch Beschattung und Isolation das bodennahe Mikroklima. Unter abgestorbenem Schilf finden Bakterien auch im Winter noch Temperaturen um +5 °C vor.