Vergleich der Eignung von bewachsenen Boden- und Sandfiltern zur Reinigung von Strassenabwasser

Die ersten Erfahrungen mit Bodenfiltern in Strassenabwasser-Behandlungsanlagen (SABA) zeigten, dass diese Nachteile wie schlechte Durchlässigkeit, Neigung zur Kolmation oder ungenügende Reinigungsleistung aufwiesen. Das Hauptargument gegen Bodenfilter war der präferenzielle Fluss in der Bodenschicht. Von bepflanzten Sandfiltern hingegen erwartete man sich Vorteile wie geringen Platzbedarf, gute hydraulische Leistung bei gleichzeitig genügender Reinigungsleistung und vereinfachtem Unterhalt. Sandfilter standen aber auch im Verdacht, die Schadstoffe im Vergleich zu Bodenfiltern weniger gut zurückzuhalten und wurden deshalb bisher nicht für die Kategorie "erhöhte Anforderungen" vorgeschlagen. Es gab jedoch in der Literatur Hinweise, nach denen bepflanzte Sandfilter den Bodenfiltern in der Reinigungsleistung überlegen sein könnten. Ziel der Arbeiten war, die bestehenden Unsicherheiten auszuräumen und Boden- und Sandfilter in ihrer hydraulischen Leistung, Reinigungsleistung sowie den Kosten für Betrieb und Unterhalt zu vergleichen. Dazu wurden die Ergebnisse von Funktionskontrollen an 20 Anlagen (12 Bodenfilter, 8 Sandfilter) ausgewertet. Für die Auswertung der Investitions- und Betriebskosten standen die Angaben von 49 Anlagen (31 Bodenfilter, 18 Sandfilter) zur Verfügung. Die Untersuchungen anhand von Aufgrabungen in den Filtern zeigten, dass die Partikel aus dem Strassenabwasser mit den adsorbierten Schadstoffen in den Filterschichten zurückgehalten werden. Im Vergleich zum Boden zeigte der Sand eine deutlich bessere Filterwirkung, indem der weitaus grösste Teil der Partikel und Schadstoffe entweder in einer Sedimentauflage an der Oberfläche oder in den obersten cm der Sandschicht als deutlich erkennbare Invasionszone zurückgehalten wird. Analysen von Boden- und Sandproben, Messungen der Leitfähigkeit in den RFB und Färbeversuche mit einem Farbtracer ergaben, dass im Bodenfilter die Stoffe durch präferenziellen Fluss im Vergleich zum Sandfilter schneller und in grössere Tiefen verlagert werden. Die mechanische Filterung ist im Sand effektiver als im Boden. Auch die Möglichkeit der Adsorption gelöster Stoffe an Tonminerale in Bodenfiltern bietet keine zusätzlichen Vorteile. Der spezifische hydraulische Durchfluss von Sandfiltern ist im Vergleich zu Bodenfiltern im Mittel um das Vierfache höher. Sandfilter haben demnach eine deutlich höhere hydraulische Leistung und beanspruchen daher auch weniger Fläche als Bodenfilter. Die Ablaufkonzentrationen von GUS und Kupfer sind bei Boden- und Sandfiltern ungefähr gleich, während sie für Zink bei Sandfiltern um mindestens eine Leistungsklasse besser als bei Bodenfiltern sind. Sandfilter zeigen somit eine mindestens gleich hohe und zudem stabilere Schadstoffentfernung als Bodenfilter, und dies trotz höherer hydraulischer Leistung. Die Auswertung von Daten aus dem SABA Kataster (MISTRA SABA) zu den Investitionskosten pro SABA ergab eine grosse Spannweite von ca. CHF 100‘000 bis ca. CHF 600‘000 pro Hektare entwässerter Strassenfläche (Bodenfilter: CHF 230‘000, Sandfilter: CHF 180‘000, Medianwerte). Die erfassten Angaben zu den mittleren jährlichen Betriebskosten pro Hektare entwässerter Strassenfläche zeigen Werte für SABA mit Bodenfilter von ca. CHF 3‘000 und für SABA mit Sandfilter von ca. CHF 2‘000. Der Unterhalt von Sandfiltern ist wesentlich einfacher, da diese nicht wie Bodenfilter jährlich gemäht werden müssen und kein Schnittgut zu entsorgen ist. Zudem sind die spezifischen Filterflächen pro Hektare entwässerter Strassenfläche bei den ausgewerteten Bodenfiltern grösser als bei den Sandfiltern (Bodenfilter: ca. 300 m2, Sandfilter: ca. 200 m2, Mittelwerte). Sandfilter sind demnach den Bodenfiltern vorzuziehen. Sie weisen eine mindestens gleich hohe Reinigungsleistung wie Bodenfilter auf, und das bei deutlich besserer hydraulischer Leistung. Sie sind günstiger im Bau und einfacher im Unterhalt