Intelligente Überwachung von Schilfbeeten und Pflanzenkläranlagen zur Behandlung von Schmutzwasser

Das Abwassernetz hat zunehmend mit größeren Wassermengen zu kämpfen – oftmals mehr, als es bewältigen kann. Daher ist es besonders wichtig, dass Großproduzenten von Schmutzwasser oder Grauwasser dieses Wasser möglichst eigenständig auf ihrem Gelände reinigen. Das gereinigte Abwasser wird anschließend in den Boden infiltriert.
Eine vergleichsweise einfache und gleichzeitig natürliche Methode zur Wasserreinigung ist der Einsatz einer Schilfkläranlage, auch bekannt als bepflanzter Bodenfilter oder Wurzelraumkläranlage. Intelligente Sensorüberwachung hilft Ihnen dabei, den Wasserreinigungsprozess genau zu verfolgen.
Schmutzwasser mit Schilf reinigen
Eine Pflanzenkläranlage ist eine Form der natürlichen Wasseraufbereitung, bei der das Wasser durch Sumpfpflanzen gereinigt wird. Diese Pflanzen, sogenannte Helophyten, haben ihre Wurzeln im Boden, während ihre Stängel über das Wasser hinausragen. Ein häufig eingesetztes Beispiel ist das Schilf.
Schilf (Phragmites australis) bildet ein weit verzweigtes Wurzel- und Rhizomsystem. Die Pflanze nimmt Sauerstoff über ihre Blätter auf und transportiert diesen über die Stängel bis zu den Wurzeln, wodurch Sauerstoff in den Boden gelangt.
Dieses System schafft ein ideales Umfeld für eine große Vielfalt an Bakterien und Mikroorganismen. Diese bilden Biofilme an den Rhizomen des Schilfbeetes oder am Substrat (Lava, Kies, Blähton), in dem das Pflanzenbeet angelegt ist. Das Schmutzwasser wird langsam durch das Becken geleitet, sodass die Mikroorganismen die enthaltenen Schadstoffe (Schwebstoffe, organische Substanzen, Nährstoffe) abbauen können – das Wasser wird auf natürliche Weise gereinigt.
Bild: © Saniwijzer | Neue Sanitärkonzepte in der Praxis | Konventionelle Pflanzenkläranlage

Verschiedene Varianten dieser Pflanzenfilter werden eingesetzt: Horizontal durchströmte Wurzelraumkläranlagen und vertikal durchströmte Perkolationsfelder.
Natürliche Wasseraufbereitung mit Sensoren überwachen
Ein Schilfbeet zur Wasserreinigung ist sinnvoll – doch seine zuverlässige Funktion muss auch überprüft werden.
Es gibt unterschiedliche Methoden, um die Leistungsfähigkeit einer Schilfkläranlage zu kontrollieren. Da manuelle Kontrollen viel Zeit kosten, fehleranfällig sind und leicht in Vergessenheit geraten, ist der Einsatz von automatisierten Sensorlösungen eine kluge Wahl.
Wasserqualitätssensoren: Sie messen die Wassertemperatur, den pH-Wert, das Redoxpotenzial (ORP) und die elektrische Leitfähigkeit (EC).
Die Temperatur beeinflusst die Geschwindigkeit der Reinigung: Höhere Temperaturen beschleunigen in der Regel den Prozess. Die elektrische Leitfähigkeit (EC) ist ein zuverlässiger Indikator für die Reinheit des Wassers – je höher der Wert, desto mehr gelöste Stoffe befinden sich im gereinigten Abwasser.
Wasserstandssensoren: Diese erkennen, ob sich zu viel oder zu wenig Wasser im Becken befindet. Geeignete Optionen sind zum Beispiel ein Radar-Niveau-Transmitter, ein Radar-Niveausensor oder ein Ultraschall-Abstandssensor.
Durchflussmesser: Diese messen, wie viel Wasser in das Pflanzenbeet eingebracht und mit welcher Geschwindigkeit es weitergeleitet wird. Sie erkennen mögliche Verstopfungen – entscheidend für eine funktionierende Fernüberwachung der Schilfkläranlage.
Basierend auf den EC-Werten kann auch die Wasserzufuhr angepasst werden. Ist das gereinigte Abwasser am Ende des Klärprozesses nicht ausreichend sauber, lässt dies auf eine zu hohe Zulaufmenge schließen, die entsprechend reduziert werden sollte.
Regensensoren: Sie erfassen die Niederschlagsmenge und helfen so bei der Einschätzung der Gesamtwassermenge im bepflanzten Bodenfilter.
Pflanzensensoren: Diese geben Aufschluss darüber, wie die Filterpflanzen ihre Umgebung wahrnehmen. Ein Beispiel ist der PAR-Sensor, der misst, wie viel nutzbares Sonnenlicht den Pflanzen zur Verfügung steht – ein wichtiger Faktor für Photosynthese und Photolyse im Schilfbeet.
Bodenfeuchtesensoren: Sie messen den Feuchtigkeitsgehalt im angrenzenden Bodenbereich der Pflanzenkläranlage.
Überwachung natürlicher Klärprozesse
Die Reinigung von Schmutzwasser mit Schilf lässt sich effizient überwachen, indem unterschiedliche Sensoren im Pflanzenklärsystem installiert werden. Um mehrere Sensortypen unkompliziert miteinander zu verbinden, benötigen Sie eine Sensormodul-Lösung.
Bei Crodeon spezialisieren wir uns auf einfache Plug-and-Play-Fernüberwachung mithilfe intelligenter Sensoren. Mit dem Reporter haben wir ein Sensormodul entwickelt, das Ferndatenerfassung und Monitoring für Unternehmen jeder Größe zugänglich macht.
Reporter verfügt über vier Sensoranschlüsse, an die Sie mit unserem Sensoradapter nahezu jeden Sensor anschließen können. So erstellen Sie Ihre individuelle Überwachungslösung für Ihre Schilfkläranlage und erfassen genau die Parameter, die für Ihr Becken wichtig sind.
Müssen Sie Ihre Wurzelraumkläranlage in einem abgelegenen Gebiet überwachen? Kein Problem. Reporter lässt sich flexibel über Netzstrom, ein integriertes Solarpanel oder Batteriepack betreiben. Dank der eingebauten SIM-Karte ist das System über das Mobilfunknetz (2G/4G) mit dem Internet verbunden.
Alle Daten werden in Echtzeit in die Cloud übertragen – ins Crodeon Dashboard. Dort können Sie alle Live-Daten einsehen, Alarme konfigurieren und Messintervalle individuell anpassen. Mithilfe der API lassen sich alle Messwerte auch automatisch in eigene Systeme oder wissenschaftliche Modelle integrieren.
Machen Sie Ihre Pflanzenkläranlage mit Reporter intelligenter
Reporter ist bereit, die Überwachung Ihrer Schilfkläranlage zu automatisieren. Kontaktieren Sie uns, wenn Sie Fragen zur Anwendung von Sensoren in Ihrem Schilfbeet haben.

Quellen
Maurice, N., Pons, M., Adouani, N., & Pochet, C. (2022). Development of a monitoring environment for a large-scale Surface-Flow constructed Wetland. IFAC-PapersOnLine, 55(7), 459–463. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.07.486
Pinho, H., Barros, M., Teixeira, A., Oliveira, L., Matos, P., Ferreira, C., & Mateus, D. (2023). Smart monitoring of constructed wetlands to improve efficiency and water quality. In Environmental science and engineering (pp. 189–197). https://doi.org/10.1007/978-3-031-31289-2_15
Kleinschalige biologische zuivering | EMIS. (n.d.). https://emis.vito.be/nl/bbt/bbt-tools/selectiesystemen/wass/technieken/kleinschalige-biologische-zuivering
Cordis, C. (2015, August 20). Longer life for water treatment reed beds. CORDIS | European Commission. https://cordis.europa.eu/article/id/169474-longer-life-for-water-treatment-reed-beds