Phyto-Reinigungssysteme

Phyto-Reinigungssysteme gestatten die natürliche Reinigung von Wasser.

Die Phyto-Reinigung ist eine Wasserreinigungstechnik, die auf der Verwendung von Wasserpflanzen basiert.

Dieses Verfahren erfolgt auf natürliche Weise in Teichen, dank Wasserpflanzen und Bakterien, die in ihren Wurzeln in Symbiose leben.

Dieser Mechanismus wird auch für die Reinigung von Wasser in natürlichen Teichen, Koi-Karpfen-Teichen und für echte Phyto-Reinigungssysteme für zivile und industrielle Abwässer verwendet.

Bei der Reinigung von zivilen und industriellen Abwässern mit Hilfe der Pflanzenkläranlage wird ein Wasser erzeugt, das frei von Schadstoffen und pathogenen Elementen (Viren und Bakterien) ist.

Phyto-Reinigungssysteme beruhen auf der kombinierten Wirkung von:

• Wasserpflanzen,
• Bakterien, die im Substrat rund um die Rhizome der Wasserpflanzen leben,
• und dem zu behandelnden Abwasser.

Die Wasserpflanzen haben die Aufgabe, einen geeigneten Lebensraum für das Wachstum der bakteriellen Flora zu schaffen.

Die Wasserpflanzen nehmen Sauerstoff aus der Atmosphäre auf und transportieren ihn von den Blättern über den Stängel zu den Wurzeln (oder Rhizomen) der Pflanze und dann in die Rhizosphäre (die Bodenschicht, in der sich die Rhizome der Pflanze befinden), um ihn den aeroben Bakterien im Substrat zur Verfügung zu stellen.

Diese mit den Pflanzen in Symbiose lebenden Bakterien benötigen nämlich Sauerstoff, um zu leben und ihre Funktion zu erfüllen.

Ihre Rolle besteht darin, Schadstoffe und organische Substanzen abzubauen, indem sie sie in anorganische Substanzen umwandeln, die den Pflanzen zur Verfügung stehen.

Die Pflanzen wiederum tragen ebenfalls zur Reinigung bei, da sie einige der im Wasser gelösten und von den Bakterien umgewandelten Stoffe als Nährstoffe für ihr Wachstum aufnehmen.

Des Weiteren haben die Pflanzen die Funktion, die Oberfläche des Gewässers zu beschatten und so die Temperatur des Abwassers zu regulieren (eine zu hohe Temperatur kann die lebenswichtigen Funktionen der Bakterien beeinträchtigen).

An den Stellen der Phyto-Reinigung, die keinen Sauerstoff aufnehmen können, leben anaerobe Bakterien, die ebenfalls zum Reinigungsprozess beitragen.

Eine Phyto-Reinigungsanlage kann ihre Funktion bereits einige Monate nach Inbetriebnahme erfüllen, insbesondere wenn die Bepflanzung mit Wasserpflanzen im Frühjahr erfolgt.

Die zu verwendenden Wasserpflanzenarten sind je nach Art der zu errichtenden Pflanzenkläranlage unterschiedlich.

Um mehr über die Konzepte der Phyto-Reinigung und des ausgewogenen aquatischen Lebensraums zu erfahren, laden Sie den kostenlosen „Leitfaden zur Aufzucht von Wasserpflanzen“ herunter.

Arten von Phyto-Reinigungssystemen

Phyto-Reinigungssysteme werden entsprechend den Eigenschaften des Tanks und dem Weg, den die Abwässer innerhalb des Reservoirs nehmen, klassifiziert:

• Phyto-Reinigung durch Systeme mit freier Wasseroberfläche,
• schwimmende Pflanzenkläranlagen,
• Phyto-Reinigung durch horizontale Unterwasserströmungssysteme,
• Phyto-Reinigung durch vertikale Unterwasserströmungssysteme,
• Hybride Systeme.

Phyto-Reinigung durch freie Wasseroberflächensysteme

Dieses System ist das einfachste, es besteht aus einem flachen, wasserdichten Becken wie ein klassischer Teich. Auf dem Boden des Beckens befindet sich ein Substrat, in das Wasserpflanzen gepflanzt werden.

Die verwendeten Pflanzen können sein:

• Sumpfpflanzen (wie Pontederia cordata, Sparganium erectum, Iris pseudacorus, Schoenoplectus lacustris, Glyceria maxima Variegata, Butomus umbellatus),
• Seerosen und Nuphar,
• sauerstoffspendende Unterwasserpflanzen (wie Ceratophyllum demersum, Myriophyllum spicatum, Elodea canadensis).

Dieser Systemtyp beansprucht im Vergleich zu Unterwasserströmungssystemen eine größere Oberfläche, um die gleiche Reinigungsleistung zu erzielen.

Diese Anlage dient nur zur Behandlung von leicht verschmutztem Wasser (z. B. als Nachklärbecken in einem Koi-Karpfen-Teich oder als Teil eines Naturpools) oder als Endbehandlung nach einer Unterwasserströmungsanlage zur Phyto-Reinigung.

Beim Einsatz dieses Systems zur Phyto-Reinigung von stark verschmutztem Wasser gäbe es das Problem der Geruchsbelästigung und es würden sich viele Algen auf der Oberfläche bilden. Daher wird für Wasser aus der Kanalisation oder aus landwirtschaftlichen Betrieben nur das Unterwasserströmungssystem verwendet.

In dieser Abbildung sehen Sie ein Diagramm eines freien Wasseroberflächen Phyto-Reinigungssystems. (Quelle: ISPRA, 2012)

Schwimmende Phyto-Reinigung

Unter den Pflanzenkläranlagen mit freien Oberflächengewässern erfreut sich das schwimmende Phyto-Reinigungssystem zunehmender Beliebtheit. Dabei werden schwimmende Stützen (eine Art Floß) eingesetzt, auf denen Sumpfpflanzen (besonders wirksam bei der Phyto-Reinigung) platziert werden, die sonst nicht schwimmen könnten.

Besonders nützlich ist dieses System für die Reinigung von Kanal- oder Flusswasser, wo es nicht möglich ist, die Pflanzen am Grund zu verwurzeln.

Zum Bau eines schwimmenden Phyto-Reinigungssystems muss eine schwimmende Barriere quer zum Fluss geschaffen werden, die von einem Ufer zum anderen verlegt wird, wobei ein Floß verwendet wird, das im Heimwerkermodus oder mit den patentierten Tech-IA-Modulen hergestellt wird.

Das Tech-IA-Element hat eine rechteckige Form und wiegt etwa 2 kg. Es ist mechanisch hoch belastbar, chemisch, biologisch und klimatisch widerstandsfähig und kann eine Last von bis zu 20 kg tragen. Jedes Element ist mit acht Gittern zur Aufnahme der Pflanzen für die Phyto-Reinigung und sechs Löchern zur Verankerung an den anderen Elementen und an den Ufern für die statische Verankerung ausgestattet.

Die schwimmende Barriere ist mit Seilen und Pfählen am Ufer oder mit Gewichten am Boden des Gewässers verankert, wobei genügend Seil verbleibt, um Schwankungen des Wasserspiegels in sehr regnerischen Zeiten zu ermöglichen.

Sumpfpflanzen für das schwimmende Phyto-Reinigungssystem können beispielsweise sein: Iris pseudacorus, Glyceria maxima Variegata, Carex pseudocyperus, Carex riparia, Juncus effusus.

Die Pflanzenwurzeln reichen bis zu einem Meter tief in das Wasser unter den schwimmenden Modulen und bilden so einen biologischen Filter zur Schadstoffbekämpfung.

Außerdem bietet dieses System auch einen interessanten Lebensraum für Fische und Wasservögel, die zwischen den Pflanzen Unterschlupf finden können.

Phyto-Reinigung durch horizontale unterirdische Durchflusssysteme

Die Phyto-Reinigung mittels horizontaler Unterflursysteme besteht aus einem undurchlässigen Behälter, der am Boden mit einer Kiesschicht gefüllt ist und in den das Abwasser horizontal fließt.

Die Flüssigkeiten kommen so nicht mit der Luft in Berührung, und das Problem der Geruchsbildung wird vermieden.

Die Wurzeln der Pflanzen, die auf der Kiesschicht, durch die das Abwasser fließt, gepflanzt werden, wachsen in den Kies hinein, so dass aerobe Reinigungszonen entstehen, die von anaeroben Reinigungszonen unterbrochen werden.

In diesem System werden Sumpfpflanzen verwendet, wie Phragmites australis, Iris pseudacorus, Glyceria maxima Variegata, Carex pseudocyperus, Carex riparia, Juncus effusus, Cyperus longus.

Diese Pflanzen werden für die Behandlung von zivilen und industriellen Abwässern sowie für die Behandlung von landwirtschaftlichen Abwässern verwendet.

Ich präsentiere hier die Ergebnisse von Analysen, die in einer experimentellen horizontalen Pflanzenkläranlage in Lugo di Baiso (RE) durchgeführt wurden, die seit 1996 in Betrieb ist. Bei den verwendeten Pflanzen handelt es sich um Phramites Australis.

• Wirkungsgrad der Entfernung organischer Abfallstoffe (BSB): 90% (60/70% im Winter),
• Wirkungsgrad bei der Entfernung von Schwebstoffen: 90%,
• Wirkungsgrad der Bakterienentfernung: 90/99%,
• Effizienz bei der Entfernung von Stickstoff und Phosphor: bis zu 90

In dieser Abbildung finden Sie ein Diagramm eines horizontalen Unterwasserreinigungssystems. (Quelle: ISPRA, 2012)

Phyto-Reinigung mit vertikalen Unterwasserströmungsanlagen

Bei den vertikalen Durchflusssystemen handelt es sich ebenfalls um einen undurchlässigen Behälter, in dem die Pflanzen auf einer Kiesschicht stehen, während das Abwasser von oben durch eine Pumpe intermittierend versickert.

Ein solches System hat den Vorteil, dass es die Diffusion von Sauerstoff innerhalb des Substrats erleichtert.

Das Substrat schließt nämlich mit jeder Füllung auch die Luft in der Tiefe ein und bildet selbst im tiefsten und am wenigsten besiedelten Teil der Wurzeln Kolonien von aeroben Bakterien.

In diesem System werden Sumpfpflanzen wie Phragmites australis, Iris pseudacorus, Glyceria maxima Variegata, Carex pseudocyperus, Carex riparia, Juncus effusus, Cyperus longus.

Diese Art von System wird auch für die Behandlung von zivilen und industriellen Abwässern sowie für die Behandlung von landwirtschaftlichen Abwässern verwendet.

In einem vertikalen, Unterwasser-Phyto-Reinigungssystem für Mischwasser in der Gemeinde Gorizia, das seit 1995 in Betrieb ist, wurden diese Werte ermittelt:

• Wirkungsgrad der Entfernung organischer Abfälle: BSB 90% und CSB 65%,
• Wirkungsgrad der Ammoniumentfernung: 60%,
• Gesamtstickstoff-Entfernungsgrad: 75%,
• Wirkungsgrad der Phosphatentfernung: 90%,
• Wirkungsgrad zur Entfernung von Gesamt- und Fäkalcoliformen: > 99%.

In dieser Abbildung finden Sie ein Diagramm eines vertikalen Unterwasser-Phyto-Reinigungssystem für Pflanzenschutzmittel. (Quelle: ISPRA, 2012)

Phyto-Reinigung durch Hybridsysteme

Zur Optimierung der Reinigungsleistung bei bestimmten Abwässern in Industrie und Landwirtschaft können verschiedene Arten von Phyto-Reinigungssystemen kombiniert werden.

Beispielsweise ist es möglich, mehrere Unterwasser-Phyto-Reinigungsbecken in Kaskade zu bauen und anschließend ein freies Oberflächenwasserbecken (z. B. einen Teich) nachzuschalten.

Anwendungsbereiche der Phyto-Reinigung

Mit Phyto-Reinigungssystemen ist es möglich, zu reinigen:

• Zierteiche mit Fischen (z. B. Koi-Karpfen), Schildkröten oder Enten,
• Naturpools oder Schwimmteiche,
• landwirtschaftliche Abwässer und Abwässer aus der Lebensmittelindustrie,
• landwirtschaftliche Abwässer aus der Weinherstellung,
• landwirtschaftliche Abwässer, die mit Pestiziden kontaminiert sind,
• Abwässer aus Ställen, Zwingern oder Viehzuchtbetrieben,
• Abwässer aus zivilen Wohngebäuden, von einzelnen Villen bis hin zu ganzen Herrenhäusern,
• Abwässer aus Agrotourismus und Campingplätzen,
• industrielle Abwässer,
• Abwässer aus Weinkellereien und Molkereien,
• Sickerwasser aus Bergwerken und Mülldeponien,
• Ableitungen aus eutrophierten Flüssen.

Gibt es keine öffentliche Kanalisation, können häusliche Abwässer durch eine Pflanzenkläranlage gereinigt werden. Natürlich müssen die Abwässer vorher durch eine IMHOFF-Grube oder eine Klärgrube getrennt werden.

Vorteile der Phyto-Reinigung

Zu den Vorteilen der Phyto-Reinigung gehören:

• Geringere Systemkosten,
• Keinerlei Energieverbrauch,
• Reduzierte Betriebs- und Wartungskosten, die auch von nicht spezialisiertem Personal durchgeführt werden können,
• Einsparung von Rohrkilometern für den Anschluss an die Kanalisation,
• Wiederverwendung des abfließenden Wassers dort, wo kein Trinkwasser benötigt wird (Toilettenspülung, Bewässerung, etc.),
• Einsparung von Strom im Vergleich zu normalen Klärsystemen,
• Lange Nutzungsdauer.

Einsatz von Phyto-Reinigungssystemen heute

Zehntausende von Phyto-Reinigungssystemen sind derzeit in Europa in Betrieb, die meisten davon in den nördlichen Ländern, wo sie seit vielen Jahren zur Verringerung der Verschmutzung durch kleine und mittlere Nutzer eingesetzt werden.

In Europa und Italien werden horizontale und vertikale Unterwasserkläranlagen am häufigsten eingesetzt (mehr als 75 %), hauptsächlich für die Zweitbehandlung von häuslichem und kommunalem Abwasser.

Aus diesen Gründen sind Unterwasserkläranlagen in unseren Gebieten am weitesten verbreitet:

• leichte Integration in die Umwelt in städtischen und/oder stadtnahen Gebieten,
• hohe Reinigungsleistung auch in den Wintermonaten,
• einfachere Bedienung und Wartung,
• keine Probleme im Zusammenhang mit Geruchsbelästigung und Insektenbefall,
• günstigeres Gleichgewicht zwischen erforderlicher Oberfläche und Reinigungsleistung.

Der Einsatz von Phyto-Reinigungssystemen für die Abwasserbehandlung hat in den letzten Jahren stark zugenommen, und wir sehen der Zukunft mit noch größerer Zuversicht entgegen!

Wenn Sie ein Phyto-Reinigungssystem einrichten möchten, können wir Ihnen die für Ihren speziellen Fall am besten geeigneten Abdichtungsbahnen und Pflanzen anbieten.

Kontaktieren Sie uns über die auf der Seite Kontakt angegebenen Kanäle!