Pflanzenkläranlage: Naturnah Abwasser reinigen

Eine Pflanzenkläranlage reinigt Abwasser naturnah mit Kies und Schilf. Wie das genau funktioniert und welche Arten der Reinigung es gibt, erfährst du in diesem Artikel.

Durchschnittlich 127 Liter Wasser verbrauchen deutsche Einwohner:innen täglich pro Kopf. Dabei fällt eine Menge Abwasser an. Kläranlagen reinigen das verschmutzte Wasser, sodass wir dieses wiederverwenden können. Als Alternative zu konventionellen Modellen gibt es Pflanzenkläranlagen. Diese vollziehen die Reinigung ohne synthetische Chemikalien.

So funktionieren Pflanzenkläranlagen

Eine Pflanzenkläranlage ist auch als Pflanzenbeet, Schilfbeet oder Schilfkläranlage bekannt. Sie besteht aus einem durchlässigen Filtersubstrat (beispielsweise Kies) und ist mit feuchtigkeitsliebenden Pflanzen bepflanzt.

Eine Pflanzenkläranlage reinigt das Wasser in zwei Hauptstufen. Zuerst kommt die mechanische Vorreinigung und dann die biologische Reinigung im Schilfbeet. Das läuft folgendermaßen ab:

1. Zuerst wird das Abwasser bei der mechanischen Vorreinigung in eine Mehrkammergrube aus beispielsweise Beton geleitet. Dort filtert ein Filter absetzbare Stoffe und Schwimmstoffe aus dem Wasser heraus. Je nach Nutzungsintensität können hier auch bereits anaerobe biologische Abbauprozesse erfolgen. Bei solchen Prozessen bauen Mikroorganismen organische Substanzen unter Ausschluss von Sauerstoff ab. In den Sammelkammern lagert sich bei der Reinigung Schlamm ab.
2. Das vorgereinigte Wasser gelangt über einen Schacht, manchmal mithilfe einer Pumpe, in ein Schilfbeet. Dabei handelt es sich um ein mit Folie abgedichtetes Becken, das mit einer Mischung von Kiesen unterschiedlicher Korngrößen gefüllt ist. Außerdem ist es mit Schilf oder anderen Sumpfpflanzen, wie Binsen, bepflanzt. Durch Verteilerrohre gelangt das Wasser auf die Beetoberfläche und durchströmt das Kiesbett, das wie ein weiterer mechanischer Filter wirkt.
3. Besonders wichtig für die biologische Reinigung des Wassers sind Mikroorganismen, die sich vor allem im Wurzelbereich des Schilfs ansiedeln und über die Pflanzen mit Sauerstoff versorgt werden. Sie bauen in Zusammenarbeit mit den Pflanzen zahlreiche im Abwasser enthaltenden organische Substanzen ab. 
4. Zum Schluss sammelt sich das gereinigte Wasser am Boden des Beets, der sogenannten Beetsohle, in Drainagerohren. Diese leiten das Wasser zum Auslauf.

Formen der Pflanzenkläranlage

Hauptsächlich unterscheidet man zwei Arten der Pflanzenkläranlage: Pflanzenkläranlagen mit vertikalem oder horizontalem Fließvektor. Der wichtigste Unterschied ist im Grunde, ob das Wasser das Schilfbeet vertikal, also senkrecht, oder horizontal, also waagerecht, durchfließt.

Das vertikale Verfahren: Beim vertikalen Verfahren verteilt ein System aus Rohren das Wasser über der gesamten Fläche des Schilfbeets. Anschließend fließt das Wasser aus den Verteilerrohren in den Boden. Am Grund des Beets sammelt sich das gereinigte Wasser, bevor es über einen Kontrollschacht in ein Gewässer gelangt oder im Untergrund versickert.

Das horizontale Verfahren: Hier leitet eine Mehrkammergrube unterhalb der Beetoberfläche das Abwasser in die Anlage ein. Es durchfließt dann das Schilfbeet und sammelt sich am Ende der Anlage in Filterrohren. Den Weg in Gewässer oder den Untergrund findet das gereinigte Wasser über einen Kontrollschacht.

Die rechtliche Lage der Pflanzenkläranlage

Wenn du selbst eine Pflanzenkläranlage installieren möchtest, solltest du dabei einige rechtliche Grundlagen beachten:

• Die Pflanzenkläranlage unterliegt nach dem Gesetz der Eigenkontrolle. Das heißt unter anderem, dass du ein Betriebstagebuch führen solltest.
• Pflanzenkläranlagen zählen bei einer Reinigung von häuslichem Abwasser bis zu einer Anschlussgröße von 53 Einwohnern beziehungsweise 8000 Litern Abwasser pro Tag zu den Kleinkläranlagen (KKA).
• Eine Pflanzenkläranlage muss regelmäßig von Expert:innen gewartet werden. Entsprechende Angaben zu den zwei Punkten findest du in der Betriebs- beziehungsweise Bedienungsanleitung oder der allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassung der Pflanzenkläranlage.
• Das Arbeitsblatt DWA-A 262 regelt den Bau von Pflanzenkläranlagen. Darin steht zum Beispiel, wie groß die Anlage je nach Personenanzahl sein muss und wie viel Volumen sie haben sollte. Nach dem Stand von 2017 sollte das Volumen für 50 Erwachsene 15 Tausend Liter betragen.

Nachteile von konventionellen Kläranlagen

Pflanzenkläranlagen stellen eine gute Alternative zur konventionellen Kläranlage dar, da diese einige Nachteile hat:

• Sie sind in vielen Kommunen die größten Stromverbraucher. Die Energie, die dort benötigt wird, beläuft sich deutschlandweit auf 4400 Gigawattstunden pro Jahr. Damit du das etwas einordnen kannst: Ein Haushalt in Deutschland verbraucht im Durchschnitt circa 3000 Kilowattstunden Strom. Pflanzenkläranlagen laufen dagegen komplett stromlos.
• Größere Kläranlagen verwenden eine Kombination von biologischen, chemischen und physikalischen Methoden um das Abwasser zu reinigen. Bei Kleinkläranlagen kommen hingegen vollbiologische oder physikalisch-biologische Varianten zum Einsatz. Hier werden bei der Abwasserreinigung keine Chemikalien zugegeben. Stattdessen gelingt eine effiziente und kostengünstige Abwasserreingung mithilfe natürlicher und künstlicher Substrate und Sumpfpflanzen. Hier muss allerdings hinzugefügt werden, dass die Chemikalien auch bei normalen Kläranlagen im Nachhinein wieder physikalisch entfernt werden.
• Kläranlagen zählen zum Bereich der Abfallwirtschaft. Diese erzeugte im Jahr 2020 8,9 Millionen Tonnen CO2. Das ist zwar eine deutliche Verbesserung im Vergleich zum Jahr 1990, jedoch immer noch eine relevante Menge, die die globale Erwärmung vorantreibt. Eine große Emissionsquelle der konventionellen Kläranlage ist die offene Klärschlammfaulung. Aufgrund fehlender Messdaten ist jedoch unklar, welchen Anteil Kläranlagen an den CO2-Emissionen des gesamten Abfallsektors haben.
• Neben CO2 stoßen konventionelle Kläranlagen außerdem die klimaschädlichen Gase Methan und Distickstoffmonoxid (N2O) aus.

Schon gewusst? Zusätzlich lässt sich in einer Kläranlage Klärgas gewinnen. Es entsteht, wenn der Klärschlamm, der bei der mechanischen Vorreinigung anfällt, in einem Faulturm gärt. Optimalerweise werden diese Gase dann gereinigt und anschließend beispielsweise in Heizkraftwerken verbrannt, um Energie zu gewinnen. 

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