Wasseraufbereitung durch Pflanzenkläranlagen

Anfang der 1990er Jahre macht­en sich im hes­sis­chen Münzen­berg zwei junge Inge­nieure auf, eine kaum bekan­nte Tech­nolo­gie einzuführen, die natur­nah, energies­parend und prozessta­bil war und mit wenig tech­nis­chen Bauteilen auskam: die Rede ist von Pflanzen­kläran­la­gen (PKA). Auf­grund der sich damals ändern­den Geset­zes­lage musste eine Lösung für Abwäss­er der Aussiedler­höfe der Region gefun­den wer­den. Da die Kosten eines Kanalan­schlusses an die kom­mu­nale Kläran­lage sehr hoch waren, wur­den die Höfe vom Anschlusszwang an die öffentliche Kanal­i­sa­tion ausgenom­men und mussten sich nun eigen­ständig um ihre Abwasser­reini­gung kümmern.

Zu den damals ver­füg­baren tech­nis­chen Klein­kläran­la­gen wie Tropfkör­p­er- und Bele­bungsan­la­gen kamen die neu auf dem Markt erhältlichen Pflanzen­kläran­la­gen hinzu. Mit­be­wer­ber beäugten diese Tech­nik eher abschätzig, Befürch­tun­gen wie Geruchs­beläs­ti­gung, Insek­ten­pla­gen und aufwändi­ger Aus­tausch der Fil­ter­ma­te­ri­alien standen im Raum. Trotz der Skep­sis und des Gegen­windes waren sich die jun­gen Inge­nieure ihrer Sache sich­er, ließen sich nicht beir­ren und kön­nen sich heute, 30 Jahre später, bestätigt fühlen.

Die erste Anlage, die im Som­mer 1993 in Betrieb ging, leis­tet bis heute gute Arbeit, unter­schre­it­et die vorgegebe­nen Gren­zw­erte ganzjährig und funk­tion­iert seit­dem ohne Reparat­u­rar­beit­en oder Ersatzteile, vol­lkom­men strom­los. Die Kosten für Investi­tion und Betrieb haben sich über die Betrieb­s­jahre als muster­haft gegenüber ver­gle­ich­baren Sys­te­men her­aus­gestellt. War die Kosten­pla­nung vor 30 Jahren auf­grund fehlen­der Langzeit­er­fahrun­gen noch unklar, so ist das pos­i­tive Ergeb­nis heute unbestreitbar.

Seit­dem hat sich die Tech­nolo­gie weit­er­en­twick­elt. Waren die ersten Anla­gen hor­i­zon­tal durch­strömt, kom­men heute vor allem ver­tikale, schwal­lar­tig beschick­te Sys­teme zum Ein­satz. Zudem eröff­nen hybride, zweistu­fige Bauweisen andere Möglichkeit­en für kom­plexe Abwäss­er und erhöhte Reini­gungsan­forderun­gen. Heute baut Janisch & Schulz weltweit Pflanzen­kläran­la­gen für kleine, mit­tlere und große Anwen­dun­gen, die größte Anlage mit 20.000 Ein­wohn­er­w­erten wurde 2021 in Cihu­at­lan in Mexiko eingewei­ht. Neben Deutsch­land und Mexiko arbeit­en Inge­nieure von Janisch & Schulz heute in Paraguay und Argen­tinien an der Erschließung neuer Märk­te und am aktiv­en Umweltschutz mit ihren natur­na­hen Wasseraufbereitungssystemen.

Derzeit testet das Unterne­he­men auf dem Hof der Fam­i­lie Ben­der eine Pilotan­lage ein­er “elek­troak­tiv­en PKA”. Dieser inno­v­a­tive Auf­bau erzeugt neben gesteigert­er Reini­gungsef­fizienz pro Fläche eben­falls noch Strom. Diese Tech­nik wird inter­na­tion­al “Con­struct­ed Wet­land Inte­grat­ed Micro­bial Fuel Cells (CW-MFCs)” genan­nt. Das Konzept hin­ter dieser Tech­nolo­gie ist die Ver­schmelzung von Pflanzen­kläran­lage und Mikro­bieller Brennstof­fzelle. Bei dieser Tech­nolo­gie wird das nichtlei­t­ende Sub­strat (Sand und Kies), das nor­maler­weise in bepflanzten Boden­fil­tern vorhan­den ist, durch leit­fähiges Mate­r­i­al erset­zt, beispiel­sweise Graphit, Kohle oder Koks. Das leit­fähige Mate­r­i­al beschle­u­nigt die bio­chemis­chen Vorgänge der Abbauprozesse, außer­dem wird dabei Bioelek­triz­ität erzeugt. Somit reduziert dieser Ansatz nicht nur den Flächenbe­darf von Pflanzen­kläran­la­gen um min­destens 50 Prozent, son­dern hat auch die Fähigkeit Energie zu pro­duzieren. Dieser Ansatz ist im Labor­maßstab gut doku­men­tiert, nun sollen diese Ergeb­nisse unter realen Bedin­gun­gen über­prüft werden.