Kleinkläranlagen – Warum warten?

Eine fachgerechte Wartung von Kleinkläranlagen ist für deren sicheren und ordnungsgemäßen Betrieb unerlässlich. Wir wollen daher einige Beispiele für typische Probleme bei Kleinkläranlagen zeigen. Meistens sind diese bei einer fachgerechten Wartung leicht zu erkennen und dann schnell zu beheben.

Blasenbild SBR-Anlage

Bei Kleinkläranlagen, welche nach dem SBR-Prinzip arbeiten, wird das Abwasser im Reaktor aktiv belüftet. Dazu pumpt ein Verdichter Luft über Belüfter (Rohr- oder Tellerbelüfter) in den Reaktor. Die Belüfter sind dabei mit einer feinporigen Mebran ausgestattet, welche die Luft feinblasig in den Reaktor entlässt.

Mit der Zeit werden die Membranen porös und die entweichenden Luftblasen immer größer. Der Reaktorraum wird dadurch immer stärker durchmischt und der Sauerstoffeintrag in den Reaktor immer geringer. Bei zu wenig Sauerstoff können die Mikroorganismen die im Wasser gelösten Inhaltsstoffe nicht mehr abbauen. Das kann schließlich zu einer Überschreitung der Grenzwerte führen.

Nicht zufriedenstellendes Blasenbild einer SBR KKA
Blasenbild einer SBR KKA mit neuen Belüftermembranen

Dieser Mangel kann durch den Austausch der Belüfter schnell behoben werden.

Eingestauter Tropfkörper

Tropfkörper werden von oben mit vorgeklärtem Abwasser beschickt. Das Wasser muss dann mit einer Heberpumpe wieder nach oben befördert werden. Fällt die Pumpe aus, kann sich der Tropfkörper dadurch einstauen.

Überstauter Tropfkörper.
Unter Wasser stehender Tropfkörper einer KKA

Da die Biologie ohne Sauerstoff schnell absterben kann, sollte die Störung schnell behoben werden. Dies ist in der Regel durch einen Wechsel der Pumpe problemlos möglich.

Pfützenbildung bei Pflanzenkläranlage

Bei vertikal durchströmten Pflanzenkläranlagen (heute Stand der Technik) wird das vorgeklärte Abwasser mit Hilfe einer Tauchpumpe oder eines Kipphebers schwallweise über Verteilerrohre auf die Beetoberfläche aufgebracht (Beschickung). Erfolgt die Beschickung nicht über die gesamte Beetfläche gleichmäßig verteilt, kann es schließlich zu einer Pfützenbildung auf der Beetoberfläche kommen.

Schilfbeet mit Pfützenbildung.
Pfützenbildung bei Pflanzenkläranlagen

Mögliche Ursachen für die Pfützenbildung bei Pflanzenkläranlagen:

  • Zu kleine Fördermenge der Beschickereinheit (Schwallbeschicker, Tauchpumpe)
  • Zu geringer Vorlaufdruck der Beschickereinheit
  • “Durchhängen” der Verteilerrohre
  • Kein ausreichendes Gefälle in den Verteilerrohren
  • Verstopfungen in den Verteilerrohren

Da absterbende Biomasse in den Pfützen zu einem Mangel an Sauerstoff im Filter führen kann, sollte die Ursache möglichst schnell gefunden und der Fehler behoben werden. Meist ist dies durch einfache Anpassungen im Rahmen der Wartung möglich. In einigen Fällen muss die Verteilung lediglich neu installiert werden.

Betonkorrosion

Beton ist auch bei Abwasserbauwerken ein beliebter Baustoff. Mehrkammergruben, Sammelgruben, Pumpenschächte und Sickerschächte bestehen häufig aus Beton. Beton ist in der Herstellung relativ günstig, sehr stabil und unter bestimmten Voraussetzungen sehr dauerhaft. Probleme bereitet jedoch vor allem die sogenannte “Betonkorrosion”.

Sehr stark korrodierter Pumpenschacht.
Sehr starke Betonkorrosion in einem Pumpenschacht

Mikroorganismen nutzen Abwasserbestandteile in der Abwasserbehandlungsanlage zum Stoffwechsel. Insbesondere bei der Faulung von Fetten entsteht Schwefelwasserstoff (H2S). Aus Schwefelwasserstoff kann sich dann in Verbindung mit Wasser (z.B. Tauwasser, Kondenswasser) schwefelige Säure (H2SO3) – sogenannte “biogene Schwefelsäure” – bilden. Abwasserbauwerke aus Beton werden häufig von biogener Schwefelsäure angegriffen und “korrodieren”. Zunächst bildet sich ein weißer Belag auf der Betonoberfläche, bereits nach wenigen Jahren lösen sich die oberen Betonschichten (Waschbetonoberfläche).

Wird nichts unternommen, um die Betonkorrosion zu stoppen, kann z.B. vorhandene Bewehrung freigesetzt werden und ebenfalls korrodieren. Ohne Maßnahmen ist das Bauwerk einige Zeit später nicht mehr tragfähig, wird daher undicht und kann einstürzen.

Bei Kleinkläranlagen wird im Zuge der Wartung auch der Zustand der Betonbauwerke dokumentiert. Bei beginnender Korrosion können häufig einfache Maßnahmen (z.B. Verbesserung der Belüftung, Bindung der Schwefelsäure, Beschichtung der Betonoberfläche, Anpassen der Abwasserzusammensetzung) den Prozess verlangsamen oder gänzlich stoppen.

Überstaute Vorklärung

Viele Kleinkläranlagen sind mit einer mechanischen Vorklärung ausgestattet. Bei Pflanzenkläranlagen handelt es sich in der Regel um Dreikammergruben aus Beton oder PE. Klassische Dreikammergruben aus Beton waren bis 2005 für die Behandlung von häuslichem Abwasser ausreichend. Seitdem wird eine sogenannte biologische Reinigungsstufe eingefordert, um die Wasserqualität in Gräben, Bachläufen, Flüssen und Grundwasserleitern zu erhöhen.

Überstaute Dreikammergrube

Für die mechanische Vorklärung in Dreikammergruben ist vorwiegend die Schwerkraft verantwortlich. Feste Abwasserinhaltsstoffe (z.B. Fäzes) sinken auf ihrem Weg durch die 1. Kammer zu Boden. Der Übergang zwischen den Kammern erfolgt im oberen Drittel der Trennwände. Auf diese Weise gelangen in die zweite Kammer nur sehr geringe Feststoffmengen. Der in der 2. Kammer anfallende Klärschlamm ist vorwiegend auf biologische Aktivität in der Vorklärung zurückzuführen. In der 3. Kammer fällt kaum Klärschlamm an. Das Abfließende Wasser ist meist milchig trüb und hat einen fauligen Geruch.

Kommt es zu Verstopfungen oder einem Pumpenausfall in der biologischen Reinigungsstufe, wird die Dreikammergrube überstaut. Feststoffe sinken weiter zu Boden – sogenannter Schwimmschlamm treibt aber ungehindert durch die Vorklärung und transportiert große Nährstoffmengen in die sogenannte “Biologie”. Die Mikroorganismen in Schilfbeeten oder SBR-Reaktoren erhöhen ihre Stoffwechselaktivität (Fressen – Atmen – Vermehren – Sterben). Dies führt zu einem erhöhten Sauerstoffbedarf und zu größeren Mengen abgestorbener Biomasse (Klärschlamm).

Die biologische Reinigungsstufe wird überlastet und funktioniert nicht mehr richtig. Die Ablaufwerte steigen stark an und das “gereinigte” Abwasser riecht faulig.

Elektrische Anschlüsse

Vielen Kleinkläranlagen sind mit Tauchpumpen ausgestattet. Bei vertikal durchströmten Pflanzenkläranlagen werden sehr häufig Tauchpumpen zur Beschickung eingesetzt. Tropfkörperanlagen sind mit Heber- und Rücklaufpumpen ausgestattet und viele Versickerungsanlagen am Kläranlagenablauf funktionieren nur mit Tauchpumpen.

Korrodierte Anschlussdose

Der elektrische Anschluss von Tauchpumpen führt bei Kleinkläranlagen immer wieder zu Problemen. Aus dem Abwasser aufsteigende Gase sind stark korrosiv. Bauteile aus verzinktem Stahl oder Edelstahl geringer Güte korrodieren oft innerhalb weniger Jahre. Auch Schukostecker und Steckdosenkontakte können mit der Zeit korrodieren, sodass es früher oder später zu Kontaktfehlern kommt.

Steckdosen oder sogenannte “SAFE-Boxen” sollten nicht in Pumpenschächten installiert werden. Bei Verteilerdosen müssen die Kontakte vor den aufsteigenden Gasen geschützt werden. Dazu werden sie in der Regel mit Gießharz vergossen.

Defekte Beschickungspumpe

Vertikale Pflanzenkläranlagen müssen schwallweise mit vorgeklärtem Abwasser beschickt werden. Dazu wird entweder ein Kippheberschacht oder eine Tauchpumpe am Ablauf der Vorklärgrube installiert. Das vorgeklärte Abwasser ist sehr agressiv. Die Lager von einfachen Tauchpumpen können bereits nach einem Jahr so stark korrodiert sein, dass die Pumpe ausfällt. Die Folgen sind eine überstaute Vorklärung und im Ernstfall ein Rückstau des Abwassers bis ins Haus.

Nicht jede Tauchpumpe ist für den Einsatz in einer Pflanzenkläranlage geeignet.

Überstaute Pflanzenkläranlage

Pflanzenkläranlagen sind sehr einfach aufgebaut und funktionieren ohne großen Technikaufwand. Leider wurden und werden viele dieser Kleinkläranlagen durch Laien ohne fachliche Anleitung und Begleitung gebaut. Vemeintlich kleine Fehler bei der Bauausführung können später zu erheblichen Betriebsstörungen führen und die Lebenszeit von Pflanzenkläranlagen deutlich verkürzen. Eine falsch aufgebaute Pflanzenkläranlage kann bereits nach 5 Jahren verstopft sein und ist damit nahezu Wirkungslos. Trotz großem Bauaufwand und Baukosten fließt dann nur unzureichend gereinigtes Abwasser in die Umwelt ab.

Überstaute PKA
Verstopfte horizontale Pflanzenkläranlage

Wird später auch die Wartung von Pflanzenkläranlagen vernachlässigt, sind die Schäden an der Anlage nur mit größeren Baumaßnahmen zu beheben.

Werden Baufehler frühzeitig erkannt, reichen oft kleinere Verbesserungsmaßnahmen aus, um die Anlage auch langfristig ohne Probleme betreiben zu können.