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"Mangroven - Donaudelta" - Konzept (Teichmatten + OLOID'e) !?

  

"EINFACH" verbesserte Teichkläranlagen nach DWA A 201, Orts-Kläranlagen für Mischwasser, GKl. 1-2,

für ~50 - 5.000 EW

 

Bilder teilweise von Headley & Tanner 2006 und OLOIDBilder teilweise von Headley & Tanner 2006 und OLOID

Verbesserte aerobe Vorklärung für stromlose TKA nach DWA A 262 und "Mangroven- & Donaudelta"- Konzept zur verbesserten Steuerung & Nitrifikation von vorhandenen und neuen TKA's nach DWA A 201, wenn vorhandener Mischwasserkanal für fäkale Feststoffel schwemmfähig ist.

 

verbesserte Teichkläranlage, ~ 8 m2/EWverbesserte Teichkläranlage, ~ 8 m2/EW

 Weiternutzung der oft vorhandenen Vorklärungen an den Häusern als dezentrale Vorklärungen der TKA, wenn vorhandener Mischwasserkanal für fäkale Feststoffel nicht schwemmfähig ist.

Nachteil: das vor-geklärte Abwasser ist Sauerstoffarm oder gar anaerob und Bedarf höherer zusätzlicher Belüftung.

 

Die "Mangroven"-Optimierungen der Orts-Teichkläranlagen basieren auf Empfehlungen von:

1. Bayrisches Merkblatt Nr. 4.4/23, 15.12.2015, Ertüchtigung und Sanierung von Abwasserteichanlagen im ländlichen Raum.
2. Fachinformationen des Landesamt für Umweltschutzes (LAU), S-A, März 2007 zur Optimierung von bestehenden Teichkläranlagen“
3. Headley & Tanner 2006, Floating Treatment Wetland (FTW) & Dodkins & Mendzil, 2014, SEACAMS Swansea University, Wales, GB
4. Prof. D. Mara, Universität Leeds, GB:  "vereinfachte Kanalisation", http://www.efm.leeds.ac.uk/CIVE/Sewerage/
 
Verbesserungen der DWA A 201 Planungsvorgaben:
(dadurch geringerer TKA-Flächenbedarf & bessere KA-Ablaufwerte)
 
- Nutzung von vorhandenen/alten oft bisher ungeeigneter Mischwasserkanäle durch den sicheren Rückhalt von Abwasser-Feststoffen in vorhandenen oder neuen Absetzgruben.
- Nur Tages-Belüftung/Umwälzung (~8-12 h/d) und impulsartiges sanftes Durchströmen der gesamten Teichkläranlage und Wurzelräume mit extrem geringen Energieaufwand, nur ~50-250 W Leistungsaufnahme via OLOID'e Typ 200  oder 400.
- Natürliche Biofilm-Aufwuchsträger (FTW), die Wurzelflächen unterhalb der Teichmatten, die impulsartig & sanft mit sauerstoffreichen Abwasser durchströmt werden (nur ~8-12 oder 24 h/d), d.h. eine weitestgehend "EINFACHE" & naturnahe Gestaltung der gesamten Kläranlage. Dies verhindert auch das "Auswaschen" der für die Stoffumsetzungen wichtigen Mikroorganismen.
 
Das "Teichmatten-OLOID-System" adaptiert ("kopiert") die mechanische und biologische "Filterwirkung" der tropischen Mangroven  bzw. des Donaudelta's, die durch ständige impulsartige Wellenbewegungen bzw. Ebbe und Flut sehr stark beeinflusst werden.
 
Ein sehr ähnliches System wurde vor tausenden von Jahren in vereinfachter Form von den Azteken und Inkas für ihre "Abwasserbehandlung" = Wasser-Gemüsegartenbau (Chinampa) verwendet. Bild
 
Wir holen auf, ohne zu überholen! ;-)  Durch ein "einfaches":
 
"Mangroven - Donaudelta" - Konzept (Teichmatten + OLOID'e) !?
 

 
Ingenieurbüro Blumberg:  "Die Abwasserreinigungswirksamkeit solcher Vegetationsmatten [FTW] ist in Mitteleuropa bisher noch wenig erforscht. Sie ist jedoch evident, da eine Fülle von Fachpublikationen vergleichbarer Verfahren vorliegt, vornehmlich aus den tropischen und subtropischen Breitengraden....", siehe Headley and Tanner u.a..
 
 
Zusammenfassung: 
Umwälzung & gezielte sachte impulsartige Anströmung und Durchströmung der natürlichen Biofilm-Aufwuchsträger (einem getauchten belüfteten "natürlichen" Festbett) =  gute Sauerstoff- und Nährstoffzufuhr zum Biofilm = Nitrifikation
 

 
FTW, Sumpfpflanzenwurzeln der Teichmatten als natürlicher Biofilm-Aufwuchsträger:
 
Quelle: Headley and Tanner 2006Quelle: Headley and Tanner 2006
 
Sumpf-Pflanzenwurzeln in nährstoffarmen Gewässer, nach ca. 3 Jahren, Headley and Tanner 2006Sumpf-Pflanzenwurzeln in nährstoffarmen Gewässer, nach ca. 3 Jahren, Headley and Tanner 2006
 

 
Wie ein Fisch im Wasser - Umwälzung & Belüftung
 
mit Technik werden sanfte/sachte bzw. impulsartige Bewegungen in der Natur nachempfunden, die OLOID-Bewegungen ähneln sehr der Bewegungen von Fischflossen, dadurch wird mit geringsten energetischen/technischen Aufwand stagnierendes Abwasser umgewälzt und belüftet bzw. natürliche Biofilmaufwuchsflächen impulsartig angeströmt , kleiner Film.
 
Sanfte Umwälzung/Belüftung (turbulente - impulsartige Strömung) bis zu ~30 m Reichweite und ~3 m Tiefe, mit nur ~70 W Leistungsaufnahme via OLOID 200:   
 
OLOID 400,        Bildquelle: oloid.chOLOID 400, Bildquelle: oloid.ch
- typ 200: [bis ~1.000 m³ Wasser] Nettoleistungsaufnahme bei 125 U/Min: ~70 W, Strömung: ~30 m weit, ~3 m tief, Sauerstoffeintrag: bis 50 gO2/h, Sauerstoffertrag: bis 1,65 kgO2/kWh
 
- typ 400: [bis ~10.000 m³ Wasser] Nettoleistungsaufnahme bei 55 U/Min: ~200 W, Strömung: ~100m weit, ~3 – 6m tief, Förderleistung: ~700 m3/h, Sauerstoffeintrag: bis 250 gO2/h, Sauerstoffertrag: bis 1,25 kgO2/kWh
 
- typ 600: [bis ~25.000 m³ Wasser] Nettoleistungsaufnahme ~445 - 470 W, Strömung: ~200 m weit, ~3 – 6 m tief, Förderleistung: ~1.400 m3/h, eher "nur" für Umwälzungen
 
 

 
Das theoretische Orginalkonzept von Dr. Ian Donkin's und das mit Hilfe "sanfter" impulsartiger OLOID-Anströmung "kopierte" warme "Mangroven" - Konzept, bzw. des kalten Donaudelta's:
 
‘adapted from Dodkins and Mendzil (2014)’‘adapted from Dodkins and Mendzil (2014)’
 
Dr. Ian DODKINS von SEACAMS Swansea University, GB, hält einen 19 min Vortrag zum Thema in Englischer Sprache: https://www.youtube.com/watch?v=KKAVq5Rv1tE
Zusammenfassung: klare ~7% & ~6%-Aussagen bezüglich N & P!!! "up takes" (Aufnahme durch Pflanzen) im Vergleich zu den ~62% N & ~75% P-Wirkungen von Biofilm inklusive Absetzen und periodischer Entschlammung der Sedimente nach maximal 8 Jahren.
 
Die fachlichen Unterschiede zum theoretischen Originalkonzept von Dr. Donkins bzw. zu technischen Kläranlagen:

Im Unterschied zum theoretischen Originalkonzept versuchen wir nicht nur die Reinigungsleistungen an relativ "einfachen" Regenwasserbehandlungsanlagen oder in nachgeschalteten Abwasserbehandlungen mit Hilfe passiver natürlicher Biofilmträger (Teichmatten, Technische Feuchtgebiete, Pflanzenschwimmmatten, schwimmende Vegetationsmatten, Floating Treatment Wetlands FTW, Floating Islands, Constructed Floating Wetlands, natürliche Schilfrohrgabione, schwimmende Vegetationsstrukturen usw. ...) in oft stagnierenden Teichen und Seen zu verstärken. Wir möchten die "Produktion" und "Entfernung" von Biofilm auf den natürlichen Biofilmträgern inklusive dessen Sedimentation (mit periodischer Entschlammung nach ~5-8 Jahren), durch die impulsartige Zirkulationen von Abwasser mit Hilfe von OLOID'en verstärken. Dabei "kopieren" wir "nur" klein-maßstäblich in Abwasserteichkläranlagen die vorhandenen groß-maßstäblichen und natürlichen Vorgänge der "warmen" tropischen Mangroven bzw. die des "kalten" Donaudelta's.  Unser Ziel ist es dadurch vorhandene und neue Abwasserteichkläranlage für häusliches Abwasser via relativ "einfacher" und robuster Maßnahmen zu optimieren, welche dadurch ein aktiv steuerbares System für diesen Kläranlagentyp darstellen. Im Gegensatz zu "unserem" relativ "einfachen" "Mangroven" - "Donaudelta" Ansatz, steht der Abriss von passiven Teichkläranlagen inklusive Ersatzneubau von Energie-intensiven technische Kläranlagen (z.B. SBR) mit der verfahrenstechnisch notwendigen Produktion von Überschussschlamm und dessen Entsorgungsproblemen/-Kosten.

Wir favorisieren den Weg des „open source“ und des „nicht-proprietären” Technologie-Ansatzes, da wir dadurch den fachlich offenen Austausch fördern wollen, einen ökologisch effektiven Mehrwert für die Gesellschaft sehen und auch Vorteile für die wirtschaftliche Ausbreitung von "einfachen" und natur-nahen Ansätzen, wie des "Mangroven"-Ansatzes erwarten, durch die Kombination von Teichmatten mit OLOID`en.

 

Funktionsschema der natürlichen Biofilm-Aufwuchsträger (Teichmatten, FTW):
 
 
1. via Settling: Reduzierung  von TSS, P & N, via "Klebe - Loslöse - &  Absetz - Prozesse"
2. via Gasaustausch: Reduzierung  von Kohlenstoff & N, via CO2 & N-Gas
 
Durch die künstlich erzeugten sachten bzw. impulsartigen OLOID-Strömungen werden die "Klebe-Loslöse-Absetz-Prozesse" für abfiltrierbare Stoffe (TSS = total suspended solids, feinste schwebende Partikel) und für Phosphor (P) bzw. Stickstoffverbindungen ermöglicht bzw. verstärkt. Durch den Biofilm wird Kohlenstoff als CO2 und Stickstoff (N) aus dem Abwasser in Gasform an die Atmosphäre abgegeben bzw. werden Stickstoffverbindungen ( ~ ? % ) Sedimentiert. Mit Hilfe der Mattenanordnung in Verbindung mit OLOID'en als Strömungserzeuger, wird an den Wurzeln (Rhizosphere) der vorhandene Biofilm ständig impulsartig angeströmt, mehr und mehr feinste Partikel "kleben" dadurch am Biofilm fest, bis sie gemeinsam schwer genug werden bzw. der erzeugten Strömung größere Fläche bieten, so das sie sich mit ihrem höheren Gewicht oder Fläche als gemeinsames Gebilde vom oder mit dem Biofilm wider lösen oder mit den sehr feinen Wurzelhärchen von den Hauptwurzeln abreisen. Diese sehr kleinen "Klümpchen" sinken auf den Boden (Sedimentieren) oder werden von der OLOID-Strömung fort getrieben, bis in "Ecken" mit geringerer künstlicher Strömung. Neue Wurzelhärchen wachsen sehr schnell nach und neuer Biofilm bildet sich umgehend darauf usw.
 
Dies sind gewollte sich ständig wiederholende "Klebe - Loslöse - & Absetz - Prozesse" des Teichmatten-OLOID-Systems. In den tropischen Mangroven und im europäischen Donaudelta geschehen diese Prozesse im größeren Maßstab durch ständige Gezeiten- und Wellenbewegungen des Wasserkörpers.
 
1 m2 Teichmatte soll 100 - 120 m2 Biofilmaufwuchsträgerfläche (Wurzelfläche) besitzen, daß wird bisher nur von Verkäufern behauptet, anerkannte neutrale und  wissenschaftliche Nachweise konnten wir noch nicht finden                   ( 1 m2 =  ?  m2 ).

 
Zitat: Neubauten [& naturnahe Optimierungen] von Teichkläranlagen [und -PKA’s] sind [z.Z.] selten. Die Ursachen dafür liegen wahrscheinlich überwiegend in der zu geringen Gewinnmasse, die sich Planern, Bau- oder Ausrüstungs- oder Betreiberunternehmen [ via HOAI ] bieten.