Untersuchungsvorhaben Retentionsbodenfilter in Hessen

Projekttitel:
Retentionsbodenfilter in Korbach - Großtechnische Umsetzung einer nachgeschalteten Sorptionsstufe zum Rückhalt von Phosphor, Schwermetallen und Mikroverunreinigungen

Drittmittelgeber:
Hessisches Ministerium für Umwelt, Klimaschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz

Projektlaufzeit:
01.07.2014 – 01.08.2017

Projektbeschreibung:
Wie aus dem Bewirtschaftungsplan zur Umsetzung der Wasserrahmenrichtlinie in Hessen (HMUELV 2009) hervorgeht, besteht ein erheblicher Bedarf zur Reduzierung der Belastung der Gewässer mit Phosphor.

Bei den im Jahre 2009 bis 2010 durch das Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft der Universität Kassel (FG SWW) durchgeführten Untersuchungen zum Phosphor– und Schwermetallrückhalt in RBF-Anlagen wurde festgestellt, dass ein stabiler und langfristiger Phosphorrückhalt durch eisenhaltige Stoffe mit möglichst hohem oxalat- und dithionitlöslichen Anteil der Eisenoxide erfolgt. Bisher werden diese Stoffe den großtechnischen RBF als Zuschlagsstoffe im Rahmen einer Melioration beigemischt, sofern seitens der Aufsichtsbehörde mit Blick auf das Gewässer eine Verminderung der Phosphorfracht gefordert ist. Die Untersuchungen fanden am großtechnischen RBF Kleingladenbach (Landkreis Marburg-Biedenkopf) statt und an der halbtechnischen Lysimeteranlage des FG SWW. Die durchgeführten halbtechnischen Vergleiche zwischen drei unmeliorierten Substraten und einem meliorierten Filtersubstrat zeigten bei den durchgeführten Versuchen eindrucksvoll die hohe Wirksamkeit des meliorierten Filtersubstrates hinsichtlich des Phosphorrückhaltes.

Als nachteilig muss bei dieser Art der Substratmelioration jedoch folgendes konstatiert werden:

• Es ist ein hoher und dadurch kostentreibender Material- und Einbauaufwand erforderlich.
• Eine nachträgliche Melioration eines RBF-Bodenkörpers ist unter laufendem Betrieb nicht möglich. Sie ist nur möglich, wenn die erforderliche Außerbetriebnahme des RBF über einen Zeitraum von mindestens einem Jahr (Vegetationsperiode) mit allen damit verbundenen nachteiligen Auswirkungen auf den Gewässerschutz akzeptiert würden.

Alle diese Nachteile können umgangen werden, wenn an Stelle einer Substratmelioration eine Adsorberstufe, die ausschließlich mit eisenhydroxidhaltigen Zuschlagstoffen gefüllt ist, dem RBF nachgeschaltet wird. Damit können der hohe Material- und Einbauaufwand für die Einbringung eisenhydroxidhaltiger Zuschlagsstoffe in einen RBF eingespart werden. Der Materialverbrauch würde sich nur auf die nachgeschaltete, kompakte Adsorberstufe in Form einer Filtereinheit beschränken, welche bei Bedarf problemlos ausgetauscht werden kann. Daher erscheint es auch sinnvoll, eine nachgeschaltete Adsorberstufe nicht anhand der Menge an Zuschlagstoff, die bei einem konventionell meliorierten RBF hinzu gemischt würde, auszulegen, sondern deutlich kleiner.

Im halbtechnischen Maßstab ist damit zunächst die die grundsätzliche Machbarkeit dieser Anlagenkonzeption und Verfahrensführung nachgewiesen, was Voraussetzung für die Umsetzung in eine Demonstrationsanlage im großtechnischen Maßstab ist. Diese Voraussetzung ist damit geschaffen.

Im Rahmen dieses Projektes wird an einem bestehenden Retentionsbodenfilter der Stadt Korbauch eine Demonstrationsanlage im großtechnischen Maßstab errichtet.
Der Focus der Untersuchungen ist auf die Leistungsfähigkeit der nachgeschalteten Sorptionsstufe gerichtet. Dabei steht die Beantwortung folgender 3 Kernfragen im Vordergrund:

• Ist es möglich, einen erhöhten Phosphorrückhalt aus dem verfahrenstechnischen Umstand zu erzielen, dass eine nachgeschaltete Sorptionsstufe mit einem durch eine Bodenfilterpassage bereits mechanisch und biologisch vorbehandelten Mischwasser beschickt wird, welches frei von Feststoffen und auch frei von möglichen Konkurrenzstoffen, bezogen auf das Adsorptionsmaterial, ist?
• Lassen sich, bezogen auf den Zuschlagstoff, eine höhere Standzeit und damit langfristig Kosteneinsparungen beim Zuschlagmaterial erzielen?
• Wie wirkt sich die nachgeschaltete Stufe auf den Rückhalt von Schwermetallen und Mikroverunreinigungen aus?

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