Retentionsbodenfilter sind eine bewährte Technik zur Behandlung von Misch- und Regenwasserüberläufen. Der Artikel beschreibt die hydraulische Auslegung, die erforderlichen Bodensubstrate und die Bepflanzung gemäß dem aktuellen DWA-Merkblatt M 178. Praxisbeispiele zeigen, wie sich die Filter in bestehende Kläranlagen integrieren lassen. Wartungsintervalle und Betriebskosten werden anhand von Langzeitdaten analysiert.
Hydraulische Auslegung nach DWA-M 178
Die hydraulische Bemessung eines Retentionsbodenfilters erfolgt auf Basis des Bemessungsregens und der angeschlossenen befestigten Fläche. Nach DWA-M 178 wird die Filterfläche so dimensioniert, dass der Abfluss aus dem Filter den Vorfluter nicht überlastet. Typische Werte liegen zwischen 1,5 und 3,0 m³/(m²·h) für die Beschickungsrate. Die Aufenthaltszeit im Filterkörper sollte mindestens 12 Stunden betragen, um eine ausreichende Reinigungsleistung zu gewährleisten.
Ein entscheidender Parameter ist die hydraulische Leitfähigkeit des Filtersubstrats. Diese muss zwischen 10⁻⁴ und 10⁻³ m/s liegen, um sowohl eine ausreichende Durchlässigkeit als auch eine effektive Partikelrückhaltung zu gewährleisten. Bei zu geringer Leitfähigkeit kommt es zu Oberflächenabfluss und Kurzschlussströmungen, die die Reinigungsleistung beeinträchtigen.
Bodensubstrate und Bepflanzung
Das Filtersubstrat besteht aus einem Gemisch aus Sand, Kies und organischen Bestandteilen. Der Sandanteil sollte 70–85 % betragen, der Kiesanteil 10–20 % und der organische Anteil maximal 5 %. Die Korngrößenverteilung muss so gewählt werden, dass eine ausreichende Porenstruktur für die biologische Aktivität erhalten bleibt. Der pH-Wert des Substrats sollte zwischen 6,0 und 8,0 liegen.
Für die Bepflanzung eignen sich Rohrglanzgras (Phalaris arundinacea), Sumpf-Schwertlilie (Iris pseudacorus) und verschiedene Seggenarten (Carex spp.). Diese Pflanzen tolerieren wechselnde Wasserstände und tragen zur Stabilisierung der Filteroberfläche bei. Die Bepflanzung erfolgt in der Regel im Frühjahr mit einer Dichte von 4–6 Pflanzen pro Quadratmeter.
Integration in bestehende Kläranlagen
Die Integration eines Retentionsbodenfilters in eine bestehende Kläranlage erfordert eine sorgfältige Planung der hydraulischen Anbindung. Der Filter wird in der Regel nach dem Regenüberlaufbecken oder direkt am Ablauf der Kläranlage positioniert. Die Zulaufleitung muss so dimensioniert sein, dass sie die maximale Beschickungsrate aufnehmen kann, ohne dass es zu Rückstau kommt.
Ein Praxisbeispiel aus einer Kläranlage in Baden-Württemberg zeigt, dass die Integration eines 2.500 m² großen Retentionsbodenfilters die CSB-Fracht im Vorfluter um 35 % reduzieren konnte. Die Baukosten beliefen sich auf etwa 450.000 Euro, die jährlichen Betriebskosten auf rund 15.000 Euro. Die Amortisationszeit lag bei etwa 8 Jahren, gerechnet über die vermiedenen Strafzahlungen bei Nichteinhaltung der Grenzwerte.
Wartungsintervalle und Betriebskosten
Die Wartung eines Retentionsbodenfilters umfasst regelmäßige Kontrollen der Filteroberfläche, der Ablaufbauwerke und der Bepflanzung. Die Filteroberfläche sollte alle zwei Wochen auf Verkrustungen oder Ablagerungen überprüft werden. Einmal jährlich ist eine umfassende Inspektion durchzuführen, bei der die hydraulische Leitfähigkeit gemessen und die Bepflanzung ausgedünnt wird.
Die Betriebskosten setzen sich aus Personalaufwand, Energie für die Beschickungspumpen und Entsorgungskosten für das anfallende Filtermaterial zusammen. Langzeitdaten aus Nordrhein-Westfalen zeigen, dass die jährlichen Betriebskosten bei etwa 6–8 Euro pro Quadratmeter Filterfläche liegen. Bei einer Filterfläche von 2.000 m² ergeben sich somit jährliche Kosten von 12.000 bis 16.000 Euro.
