Tropfkörper

(trickling filter) Tropfkörper sind in Behältern aufgeschichtete Füllkörper, die zur Reinigung von Abwässern, mittels biologischer Abwasserreinigung, verwendet werden. Das grobporöses Füllmaterial wird mit entschlammten Abwasser berieselt (siehe Foto). Auf den Tropfkörpern lebende Mikroorganismen (der sog. biologische Rasen) führen den biologischen Abbau der gelösten organischen Inhaltsstoffe durch.

Verrieselung von Abwasser auf einen Tropfkörper, Quelle: ETH Zürich 

Tropfkörper sind im Prinzip Festbettreaktoren, die über rotierende Sprenklerarme mit Abwasser berieselt werden. Das Füllmaterial, das als Bewuchsoberfläche für die Biozönose dient, kann aus Bims, Kies, Lavaschlacke, Kalk- oder anderen Natursteinen sowie aus Kunststoffelementen bestehen. Neben Lavaschlacke kommen heutzutage vermehrt Kunststofffüllungen (z.B. PE, PP, PU, PVDF) zum Einsatz. Die Belüftung erfolgt durch den Luftaustausch mit der Umgebung, wodurch mit zunehmender Entfernung vom Außenbereich der Sauerstoffgehalt abnimmt, so dass auch anaerobe Zonen entstehen können. Die Mikroorganismen entnehmen aus dem über das Füllmaterial rieselnden Abwasser die verwertbaren gelösten und feindispersen Inhaltsstoffe und wandeln diese in Biomasse um, die laufend aus dem Tropfkörper ausgespült und in einem nachgeschalteten Nachklärbecken abgetrennt wird. Kleintropfkörper werden üblicherweise mit "Rückpumpen" betrieben, zum Beispiel in der Weise, dass das mit einer Pumpe aus dem Nachklärbecken in die Vorreinigung geförderte Schlamm-Wasser-Gemisch ein Mehrfaches der Zulaufmenge beträgt und somit das Abwasser mehrfach über den Tropfkörper geleitet wird.

Die volumenbezogene Reinigungsleistung der Tropfkörper hängt von der Größe des Biofilms ab. Natürliche Füllmaterialien haben spezifische Oberflächen von 90-100 m²/m³, Kunststofffüllungen erreichen über 200 m²/m³. Aufgrund der Biomassefixierung eigenen sich Tropfkörper u.a. für Elimination von Abwasserinhaltsstoffen, die von langsam wachsenden Mikroorganismen abgebaut werden. In der Praxis werden sie häufig zur Nitrifikation im Anschluss an das Belebtschlammverfahren eingesetzt.

In exponierten Lagen kann für einen störungsfreien Winterbetrieb eine Abdeckung des Tropfkörpers notwendig sein. Kleine Tropfkörper werden heute in der Regel nicht mehr "individuell" geplant, da zahlreiche Ausrüsterfirmen in Zusammenarbeit mit Betonwerken komplette Bausätze anbieten, die am Einsatzort nur mehr fachgerecht zusammengebaut werden müssen.

Die Bemessung

Die Bemessung erfolgt bis 50 EW nach DIN 4261 Teil 2 Kleinkläranlagen. Die zulässige Raumbelastung BR beträgt 0,15 kg/m³.d; für vorgeklärtes Abwasser folgt daraus ein erforderliches Tropfkörpervolumen 0,27 m³/EW mit der Tropfkörperhöhe TK 1,5 m und einem Rücklaufverhältnis von 3.

Anwendung

Der Einsatzbereich des Tropfkörpers ist weder nach unten, noch nach oben begrenzt. Zu beachten ist jedoch, dass für die Bemessung größerer Tropfkörper (> 50 EW) nicht die DIN 4261, sondern das ATV-Arbeitsblatt A 122 Grundsätze für Bemessung, Bau und Betrieb von kleinen Kläranlagen mit aerober biologischer Reinigungsstufe für Anschlusswerte zwischen 50 und 500 Einwohnerwerten anzuwenden ist. Gegenüber dem Belebungsverfahren ist bei Tropfkörpern der Energiebedarf niedriger, die Baukosten sind jedoch vielfach höher.

Reinigungswirkung

Sofern die Bemessungs- und Konstruktionsempfehlungen der DIN 4261 Teil 2 eingehalten werden, ist mit Ablaufwerten BSB₅ < 40 mg/l und CSB < 150 mg/l und einer teilweisen Stickstoffoxidation zu rechnen.

Reststoffe

Im Tropfkörper fällt der laufend ausgespülte und im Nachklärbecken vom Abwasser abgetrennte Sekundärschlamm an. Er wird üblicherweise in das der Vorreinigung dienende Bauteil (Mehrkammerabsetzgrube, Mehrkammerausfaulgrube) eingebracht und zusammen mit dem Primärschlamm entsorgt.