Retentionsbodenfilter (RBF) in Hessen - Ergänzungsuntersuchungen zum Phosphor- und Schwermetallrückhalt:
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Kassel
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2014
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Ergänzungsuntersuchungsuntersuchungen zum Phosphor- und Schwermetallrückhalt
Inhaltsverzeichnis
1 VERANLASSUNG UND ZIELSETZUNG 1
2 GRUNDLAGEN 4
2 1 Begriffserklärung 4
2 2 Aufgaben und Einsatzmöglichkeiten 5
2 3 Retentionsbodenfilter im Mischsystem 6
231 Stoffverhalten im Filterboden 6
232 Mikrobiologische und physikalisch-chemische Prozesse 7
233 Filtermaterial 8
234 Filtervegetation 9
2 4 Phosphorelimination 11
2 5 Schwermetallelimination 12
251 Schwermetalle allgemein 12
252 Cadmium (Kadmium) 13
253 Kupfer 13
254 Blei 14
255 Nickel 14
256 Zink 15
257 Grenzwerte für Metalle 15
258 Schwermetallrückhalt in Retentionsbodenfiltern 16
2 6 Schilfbewuchs 17
261 Schilf allgemein 17
262 Phosphatgehalte im Komplex Boden - Pflanze 18
263 Schwermetallgehalte im Komplex Boden - Pflanze 21
3 BEMESSUNGSANSÄTZE UND KONSTRUKTIONSVORSCHLÄGE FÜR
RETENTIONSBODENFILTER 23
3 1 Rechtsgrundlagen 23
3 2 Darlegung der aktuellen Situation 24
4 RETENTIONSBODENFILTER-ANLAGEN 25
4 1 Übersicht zum RBF-Standort Kleingladenbach 25
4 2 Allgemeines 25
4 3 Messtechnik, Probenahme und Analytik 27
431 Messtechnik 27
432 Probenahme 28
Schriftenreihe WASSER • ABWASSER • UMWELT, kassel i
Retentionsbodenfilter in Hessen
Ergänzungsuntersuchungsuntersuchungen zum Phosphor- und Schwermetallrückhalt
433 Analytik der Abwasserparameter 29
434 Analytik der Boden- und Pflanzenparameter 30
4341 Analytik der physikalisch-chemischen Bodenparameter 30
4342 Analytik der P-Fraktionen 31
4343 Analytik der Schwermetallgehalte 31
4 4 Durchgeführte Arbeitsschritte 32
441 Aufbau und Umbau 32
442 Anlagenbetrieb und Probenahme 32
4 5 Ergebnisdarsteilung und Diskussion 36
451 Hydraulische Belastung und Witterung 36
452 Auswertung der Boden- und Pflanzenparameter 42
4521 Auswertung der physik -chem Bodenparameter 42
4522 Auswertung der P-Fraktionierung Filterboden 46
4523 Auswertung der Phosphoranalytik pflanzlicher Bestandteile 59
4524 Auswertung der Schwermetallgehalte Filterboden 63
4525 Auswertung der Schwermetallgehalte pflanzlicher Bestandteile71
453 Auswertung der Abwasserparameter 79
454 Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff, elektrische Leitfähigkeit,
Redoxspannung 83
5 LYSIMETERANLAGE 84
5 1 Allgemeines, Aufbau und Funktionsweise 84
5 2 Messtechnik, Probenahme und Analytik 94
521 Messtechnik 94
522 Probenahme 94
523 Analytik 96
5 3 Durchgeführte Arbeitsschritte 97
531 Aufbau und Umbau 97
532 Anlagenbetrieb und Probenahme 98
5 4 Ergebnisdarstellung und Diskussion 104
541 Hydraulische Belastung und Witterung 104
542 Auswertung der Boden- und Pflanzenparameter 107
5421 Auswertung der physik -chem Bodenparameter 107
5422 Auswertung der P-Fraktionierung Filterboden 120
5423 Auswertung der Phosphoranalytik pflanzlicher Bestandteile 130
543 Auswertung der Abwasserparameter 132
544 Temperatur, pH-Wert, Sauerstoff, elektrische Leitfähigkeit,
Redoxspannung 141
545 Auswertung der Desorptionsversuche 142
ii
Schriftenreihe WASSER • ABWASSER • UMWELT, Kassel
Retentionsbodenfilter in Hessen
Ergänzungsuntersuchungsuntersuchungen zum Phosphor- und Schwermetallrückhalt
5451 Desorptionsversuche Lysimetersäulen 142
5452 Desorptionsversuche nachgeschaltete Phosphorsorbenten 147
546 Drosselabflussspende 150
547 Ergänzende Laborversuche 152
5471 Veranlassung und Zielsetzung der Laborversuche 152
5472 Aufbau und Durchführung der Laborversuche 152
5473 Auswertung der Laborversuche 154
6 ERREICHTE UNTERSUCHUNGSZIELE 162
6 1 Bewertung der P-Sorption auf Basis der Untersuchungsergebnisse 162
6 2 Auswirkungen auf den Carbonatverbrauch und die Nitrifikation eines
Retentionsbodenfilters 162
6 3 Prognose einer Lebensdauer hinsichtlich P-Rückhalt 164
631 Einleitung 164
632 Auswertung 166
633 Datensplit (RBF KB) 168
634 Lebensdauer 169
6 4 Maßnahmen zur Filterregenerierung/-sanierung 170
641 Desorption 170
642 Nachgeschalteter Phosphorsorbent 172
6 5 Einfluss der Bepflanzung auf den P-Rückhalt 173
6 6 Behandlungspotential von RBF zum Schwermetallrückhalt 176
7 FORTSCHREIBUNG DER „VORLÄUFIGEN EMPFEHLUNGEN FÜR
BEMESSUNG, BAU UND BETRIEB VON RETENTIONSBODENFILTERN
IM MISCHSYSTEM IN HESSEN“ 178
8 AUSBLICK 179
9 LITERATURVERZEICHNIS 181
10 ANHANG 189
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