Die Phänomene auf der
Verrieselungsfläche werden durch Mechanismen wie Sedimentation,
Filtration, Adsorption
und Fällung sowie biologischer Abbau und
aerobe Kompostierung
bewirkt.
Die hydraulische Beschickungsrate und die Länge der Sickerstrecke sind die
wichtigsten Dimensionierungsgrößen. Eine intermittierende Beschickung mit
zwischenzeitlichen Beschickungspausen zum Drainieren der Bodenporen ist
notwendig, um den Grasbewuchs und damit die Stabilität der Verrieselungsfläche
gegenüber erosiven Kräften langfristig zu erhalten.
Wie bei den technischen Abwasserbehandlungsverfahren wird die
Reinigung im wesentlichen durch die beiden Verfahrensschritte Abtrennung der
nicht gelösten Bestandteile und biologischer Abbau der gelösten Bestandteile
erreicht. Feststoffe des Abwassers sedimentieren auf der Fläche oder werden
durch die Grasmatte wie in einem Filter zurückgehalten. Sie akkumulieren auf
der Fläche und müssen - damit es nicht zu Fäulnisvorgängen, zu
Geruchsbelästigungen und zum Absterben des Pflanzenbewuchses kommt - in gleichem
Maße, wie sie sich ablagern, abgebaut und in die Bodenmatrix überführt
werden. Dazu werden Bakterien und höhere Organismen der Nahrungskette benötigt.
Heterotrophe Bakterien haben die Aufgabe, die gelösten Abwasserinhaltsstoffe
umzusetzen. Höhere Organismen sind für die "Kompostierung" der
gebildeten Biomasse und der zurückgehaltenen partikulären
Abwasserinhaltsstoffe verantwortlich. Auf der Rieselwiese müssen aerobe Verhältnisse vorherrschen, weil anders die eingesetzten Pflanzen
(wassertolerante Gräser) auf Dauer nicht überleben könnten.
Neben mechanischen und biologischen Prozessen tragen auch
physikalisch-chemische Reaktionen zur Abwasserreinigung beim Hangverrieselungsverfahren
bei. Fällungsreaktionen
laufen ab, ebenso Adsorption und Ionenaustausch. Die Effizienz dieser Prozesse
hängt von der Art und der chemischen Zusammensetzung des Bodens ab.
In der Regel wird davon ausgegangen, dass die Konzentration an gelöster
organischer Substanz am Kopf der Hangfläche einen Grenzwert von 500 mg/L BSB5
nicht überschreiten darf. Andernfalls sei mit einer überhöhten Akkumulation
von Biomasse zu rechnen und in der Folge mit Problemen, die aus einer
mangelhaften Sauerstoffversorgung von Mikroorganismen und Pflanzenwurzeln
resultieren. Für
das Gesamtsystem wird i.d.R. als zulässige Obergrenze ein Wert
von 100 kg/(ha.d) für die BSB5-Belastung
angegeben.
Regen führt nicht zu einer Erhöhung der Ablaufkonzentration,
wohl aber zu einer Erhöhung der Fracht an suspendierten Teilchen im Ablauf. Um
die Feststoffe zurückzuhalten, wird empfohlen, einen Schönungsteich
nachzuschalten. Dieser kann mit Wasserpflanzen besetzt werden, um eine
Sekundärverschmutzung durch Algenwachstum zu vermeiden.
Der Prozess der Elimination von Stickstoff wird bei der Hangverrieselung als Sequenz von mehreren
Teilreaktionen verstanden. Der erste Schritt ist in vielen Fällen die Adsorption von
Ammonium an Bodenpartikel. Es folgt - vorzugsweise während der
Beschickungspausen - die Nitrifikation des adsorbierten
Ammoniums, so dass die
Adsorptionsflächen regeneriert werden. Zur Denitrifikation kommt es während
der Beschickung mit Abwasser und dann im wesentlichen auch nur in den tieferen
Schichten des Biofilms und des Bodens.
Die Bodentemperatur hat einen nachhaltigen Einfluss insbesondere auf die
Nitrifikation. Auch die BSB5-Reinigungsleistung geht mit sinkenden
Temperaturen zurück. Bei kurzzeitigen Frostereignissen und bei Schneeauflage
kann das System wegen der isolierenden Wirkung der sich bildenden Deckschicht
aus Eis weiterbetrieben werden, ohne dass es zu einem Systemzusammenbruch kommt.
Um längere Kälteperioden zu überbrücken, ist aber eine Zwischenspeicherung (Puffer)
des Abwassers angebracht.
ww |
