Anaerobe konstruierte Feuchtgebiete
Verfahrensbeschreibung
Das zu behandelnde Wasser durchströmt eine Substratschicht, die mit Makrophyten bepflanzt ist. Durch die langsame auch vertikale Passage durch das organische Substrat wird nach Verbrauch von Restsauerstoff mikrobielle Eisen- und Sulfatreduktion ermöglicht. Meist Anwendung als Einzel- bzw. Kombi-System für gefasste Grubenwässer oder als Bypass neben dem Fließgewässser mit Abdichtung zum Untergrund und kontrolliertem Zu-/Abfluss, aber auch in-situ im Fließgewässer konstruierbar.
Einsatzbereich
sulfat- und metallhaltige Oberflächenwässer bei geringem Gefälle, geeignet für geringe Volumenströme bei mäßiger Azidität
Behandlungsziel
Verminderung der Konzentration von Sulfat, Metall(oid-)e, pH-Anhebung
Verfahrensart
Bergbau
Umwelteinflüsse
Schaffung eines technisch kontrollierten Biotopes, Flächenbedarf
Überwachung
Monitoring des Zu- und Ablaufs der Anlage; ggf. Fließgewässermonitoring
Nachsorge
Monitoring des Zu- und Ablaufs der Anlage; ggf. Fließgewässermonitoring
Nachbesserung
kombinierte Systeme (verschiedene Durchströmungsregime und Bodenmaterial)
Ergänzung von karbonatischem Material in der Substratschicht (Übergang zu RAPS)
Relevante Prozesse
- mikrobiell katalysierte Eisen- und Sulfatreduktion unter Verwertung des eingesetzten Substrates
- Fällung von Metallsulfiden
- Mitfällung/Sorption anderer Metall(oid-)e an Sulfiden (v.a. As)
- Sorption, Filtration an organischem Substrat
Anwendungsstand
Stand der Technik
Zeitaufwand
keine Angabe
Rechtliche Anforderungen
Arbeitsschutz
- TRGS 524 „Schutzmaßnahmen bei Tätigkeiten in kontaminierten Bereichen“; bei Kalkzugabe: TRGS 500, 509, 510
- DGUV-Regel 101-004 „Kontaminierter Bereiche“; bei Kalkzugabe: DGUV Regel 112-190 „Benutzung von Atemschutzgeräten“
- Gefahrstoffverordnung GefStoffV
- Materialienband „Leitfaden zum Arbeitsschutz bei der Altlastenbehandlung“ des Freistaates Sachsen
- DIN-Vorschriften der VOB Teil C in der aktuellen Fassung
Genehmigungsfähigkeit
prinzipiell gegeben;prüfen bei zusätzlichem einmaligen oder periodischen Stoffeintrag sowie bei Zudosierung pH-, Eh-steuernder Substanzen
Erforderliche Genehmigungen
| Gesetz | Notwendig |
|---|---|
| Abfallrecht | u. U. |
| Baurecht | Ja |
| Immissionsschutzrecht | Nein |
| Wasserrecht | Ja |
| Sonstige | u. U. |
Bewertung
Eignungsgrad für Schadstoffe
gut
- Sulfate
- Schwermetalle
- Saures Wasser
- basisches Wasser
bedingt
- Arsen
- Blei
- Cadmium
- Kupfer
- Nickel
- Zink
- Phosphate
- Schwebstoffe mit adsorbierten Schadstoffen
ungeeignet
- Schwefelwasserstoff
Umweltauswirkung
| hoch | mittel | gering | ohne | |
|---|---|---|---|---|
| Flächenbedarf | X | |||
| Transportaufkommen | X | |||
| Bodenbelastung | X | |||
| Grundwasserbelastung | X | |||
| Luftbelastung | X | |||
| Lärmbelastung | X | |||
| Abfallaufkommen | X |
Anforderungen
- Sulfatbelastung mit stöchiometrisch korrespondierender Metall(oid-)konzentration
- neutrale bis saure pH-Werte bei vorzugsweise geringer Sauerstoffkonzentration
- langsame Passage durch das organische Substrat (>0,3 m) bei einem Wasserstand von 0 bis 8 cm
- Aufenthaltszeit >40 h
- in der Regel als Teil kombinierter Anlagen
- Sedimentation zur Reinigung gering belasteter Wässer
Anforderungen an Umwelt
- Flächenbedarf bis zu mehreren 1000 m² je nach Volumenstrom und Schadstofffracht
- kein starkes Gefälle
Beispiele weltweit
- einige Anlagen mit Laufzeiten > 5 Jahre
- Quaking House, Durham, UK
- Peabody Will Scarlet Mine, Illinois, USA
Leistungsfähigkeit unter sächsischen Bedingungen
- bei hohen zu mindernden Sulftfrachten aktive Verfahren geeigneter
- nur für kleine Volumenströme mit geringer Belastung
Vorteile
- keine/sehr geringe Pumpkosten je nach vorhandenem Gefälle
- geringe Unterhaltskosten
- Verminderung von Sulfatkonzentrationen und Azidität
- geringe Anfälligkeit gegenüber jahreszeitlichen Temperaturschwankungen
Nachteile
- hohe Anforderungen an Subtrat: lange biologische Verfügbarkeit und hydraulische Durchlässigkeit
- anfällig für vorzeitige Abnahme der hydraulischen Durchlässigkeit
- Zusetzen der Rohrleitungen durch Eisen bei geringen Durchmessern (<20 mm)
- gute Reingungserfolge meist nur mit kombinierten Systemen (verschiedene Durchströmungsregime und Bodenmaterial)
- großer Flächenbedarf mit entsprechenden Baukosten
- Reoxidation und Remobilisierung bei Aufbrauch des Substrates
- Substratwechsel alle 2 - 3 Jahre
Investitionskosten
- reine Baukosten ca. 70 €/m²
- dazu kommen Kosten für Planung
- ggf. Grundstückskauf und Genehmigung
Kosten für laufenden Betrieb
- Wartung, Pflege, periodischer Austausch des Substrates
- keine separat ausgewiesenen Kosten für anaerobes Feuchtgebiet, nur Angaben für Kombination mit weiteren Anlagenteilen
Kosten für Chemikalien
- Substratwechsel alle 2 bis 3 Jahre je nach Umsatz und Dimensionierung
Datenstand
13.01.2020
Literatur
- Skousen J, Zipper CE, Rose A, Ziemkiewicz PF, Nairn R, McDonald LM, Kleinmann RL (2017) Review of Passive Systems for Acid Mine Drainage Treatment. Mine Water and the Environment 36:133–153.
- Johnson DB, Hallberg KB (2005) Acid mine drainage remediation options: A review. Science of the Total Environment 338:3–14.
- PIRAMID Consortium (2003) Engineering guidelines for the passive remediation of acidic and/or metalliferous mine drainage and similar wastewaters. European Commission 5th Framework RTD Project no. EVK1-CT-1999-000021 "Passive in-situ remediation of acidic mine / industrial drainage". University of Newcastle upon Tyne, Newcastle upon Tyne, UK
- GTK (2016): Mine Closure Wiki http://wiki.gtk.fi/web/mine-closedure/wiki/-/wiki/Wiki/Aerobic+constructed+wetlands/pop_upm, zuletzt besucht 20.10.2018.