Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Gartenbau wird bei verzinkten Stahlbaukonstruktionen \u00e4lterer Gew\u00e4chsh\u00e4user (Dachfl\u00e4che: > 2800 ha) auf Grund des phytotoxischen Potenzials zinkhaltiger Dachabschwemmungen h\u00e4ufig auf ein Dachwasser-Recycling in der Pflanzenproduktion verzichtet. Der zinkhaltige Abfluss wird mangels kosteng\u00fcnstiger Aufbereitungstechnologien stattdessen ungenutzt in die Kanalisation eingeleitet. Da diese und vergleichbare diffuse Metallemissionen heute die wichtigsten Schwermetall-Eintragspfade in Gew\u00e4sser darstellen, war es Ziel des Projektes, durch die Entwicklung eines hocheffektiven, dezentralisierten Filtersystems zur Minderung solcher Emissionen beizutragen. Durch eine entsprechende Nachr\u00fcstung verzinkter Gew\u00e4chsh\u00e4user sollte zugleich im Gartenbau eine rationellere Nutzung verf\u00fcgbarer Wasserressourcen erm\u00f6glicht werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen erfolgten im Rhododendronpark Bremen an einem repr\u00e4sentativen Gew\u00e4chshaus mit feuerverzinktem Stahlskelett und verzinkten Dachsprossen und -rinnen unter den orts\u00fcblichen meteorologischen Bedingungen. Von einer Teildachfl\u00e4che wurde der zinkhaltige Abfluss auf drei Varianten eines bioaktivierten Mehr-Komponenten-Filtersystems mit zinkadsorbierenden Substratkomponenten abgeleitet. Die als Volumenfilter vorgesehenen Kompositfilter erm\u00f6glichten auf Grund ihrer kolmationshemmenden Vegetation eine intensivierte Infiltration. In einem eineinhalbj\u00e4hrigen Beobachtungsintervall wurden unter Praxis-Bedingungen die Systemleistungen qualitativ (Zinkkonzentrationen), quantitativ (Zu \/Abflussvolumen) und in g\u00e4rtnerischer Hinsicht (Eignung als Gie\u00dfwasser von Kulturpflanzen) \u00fcberpr\u00fcft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der halbtechnische Test der substratoptimierten Kompositfilter wurde an einem repr\u00e4sentativen Gew\u00e4chshaus in feuerverzinkter Stahlbauweise durchgef\u00fchrt. Hierf\u00fcr wurden drei unterschiedlich ausgestattete Substratfilter unter standorttypischen meteorologischen Bedingungen 16 Monate lang mit zinkhaltigem Dachablauf beschickt.
\nDie Sekund\u00e4rbelastung des zinkhaltigen Gew\u00e4chshausablaufes \u00fcberstieg bereits unter einer m\u00e4\u00dfig korrosiven Atmosph\u00e4re sowohl rechtliche Pr\u00fcfwerte als auch gartenbauliche Empfehlungen, was in den Wasser- und Pflanzenuntersuchungen best\u00e4tigt wurde. Die Behandlung von Abl\u00e4ufen auch nur teilverzinkter Dachfl\u00e4chen ist demnach erforderlich.
\nDie Versuche zeigten, dass eine mechanische Filtration mit reinem Sandsubstrat zur dauerhaften Reinigung solcher zinkbelasteter W\u00e4sser ungeeignet ist. Nur physiko-chemisch wirkende Filter wie der hier erprobte, bioaktivierte Kompositfilter leisteten bei zinkbelasteten Dachabl\u00e4ufen eine verl\u00e4ssliche und effiziente Reinigung. Optimale Ergebnisse erzielte das bepflanzte, 30 cm starke Kies\/Sandsubstrat mit einer d\u00fcnnen Reaktivbarriere aus sorptionsstarken Substratadditiven (4 M-% Kompost und 0,2 M-% Silikatkoloid). Zink wurde hier mit einem Wirkungsgrad von >90% der Eingangskonzentration verl\u00e4sslich und effizient zur\u00fcckgehalten. Sowohl die Zinkelimination als auch die in Batchversuchen ermittelte Stoffbindungskapazit\u00e4t und Standzeit von >20 a waren sehr hoch und \u00fcberstiegen vielfach Angaben zu anderen Substraten. Gleichzeitig wurde eine weitestgehende Reduktion der emittierten Jahresfrachten erreicht.
\nDie getesteten Kompositfiltersubstrate waren unter Praxisbedingungen bei anhaltend hoher Infiltration strukturstabil. Im Gegensatz zu anderen Substraten fand eine stetige, substratb\u00fcrtige Bereitstellung von Pflanzenn\u00e4hrstoffen statt, so dass der gereinigte Dachablauf hohe Gie\u00dfwassereignung besa\u00df.
\nDie Reduktion des Sickerwasservolumens durch die eingesetzte Bepflanzung war aus vorangehenden Arbeiten bekannt. F\u00fcr die optimale Funktion der Bepflanzung waren geringe Anschlussverh\u00e4ltnisse(Ared: As 1) wichtig. Die Bepflanzung f\u00f6rderte die Filterleistungen in vielf\u00e4ltiger und selbstoptimieren-der Weise (Kolmationsschutz, Phytostabilisierung, Rhizofiltration, Transpiration, ggf. Phytoextraktion).
\nDie n\u00e4hrstoffhaltigen, phytohygienisch einwandfreien Filtrate hatten Gie\u00dfwasserqualit\u00e4t und entsprachen durch geringe Zinkgehalte den Zielvorgaben der BBODSCHV, Daher kann der gereinigte Gew\u00e4chshausablauf zur Herstellung von qualitativ hochwertigem Sekund\u00e4rrohwasser f\u00fcr die Produktion herangezogen werden, oder ggf. auch schadlos versickert und so zuk\u00fcnftig zur Schlie\u00dfung des lokalen Wasserkreislaufes genutzt werden.
\nAuf Grundlage der Versuchsergebnisse und in Kenntnis der konstruktiven Anforderungen wird f\u00fcr die vorgesehene konstruktive Umsetzung ein oberfl\u00e4chliches Rinnensystem vorgeschlagen, welches auch f\u00fcr Anlagen nach DIN 1989 adaptierbar ist. Damit steht dem Gartenbau ein platz- und energiesparendes, leistungsf\u00e4higes und robustes Schnellfiltersystem f\u00fcr zinkbelastete Gew\u00e4chshausabl\u00e4ufe zur Verf\u00fcgung.
\nDie angestrebten Ziele des Vorhabens wurden vollst\u00e4ndig erreicht.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teilergebnisse dieses Vorhabens wurden auf Fachmessen und Tagungen (DWA-Regenwassertagung 2012 Berlin; IFAT 2012 M\u00fcnchen) mit der interessierten Fach\u00f6ffentlichkeit diskutiert und das Verfahren potenziellen Vertriebspartnern m\u00fcndlich vorgestellt. Die umfangreiche Ver\u00f6ffentlichung der Projektergebnisse sowie ein Ausblick auf die technische Umsetzung erfolgen in Form des Abschlussberichtes.
\nEine Ver\u00f6ffentlichung der relevanten Projektergebnisse und -ideen in den Organen der FACHVEREINIGUNG BETRIEBS- UND REGENWASSERNUTZUNG E.V. ist geplant.
\nDie Versuchsanlage wurde im Rahmen einer Exkursion zum Thema Wasseraufbereitungstechnologien Studenten des Internationalen Studiengangs Umwelttechnik der Hochschule Bremen am 25.03.2011 vorgestellt. Gleichzeitig wurden das Projekt und dessen Inhalte in die Lehrveranstaltung \u00d6kologie aufgenommen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Untersuchungen haben gezeigt, dass bewachsene Bodenfilter sich zur Reinigung zinkhaltiger Gew\u00e4chshausabl\u00e4ufe und Herstellung qualitativ hochwertigen Gie\u00dfwassers f\u00fcr die g\u00e4rtnerische Produktion eignen. Die Untersuchungen zeigen ein stabiles Erreichen der angestrebten Reinigungswirkung. Durch Verbindung mit vor- und nachgeschalteten, modularisierbaren Anlagenkomponenten ist das System flexibel und kann wirtschaftlich in der g\u00e4rtnerischen Produktion eingesetzt werden. Die Bioaktivierung ge-w\u00e4hrt eine Selbstoptimierung des Systems und senkt die Intervalle f\u00fcr Wartung und Unterhalt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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