Biologisch inspiriertes mehrschichtiges Entwässerungssystem zur Behandlung von landwirtschaftlichen Abflüssen

Ein bioinspiriertes mehrschichtiges Filtersystem, das Biokohle und andere Substrate zur Behandlung von landwirtschaftlichen Abflüssen und unterirdischen Entwässerungswässern nutzt und von der Alchemia-nova GmbH und der BOKU im Rahmen des EU-finanzierten WaterAgri-Projekts (Horizont 2020, Fördervereinbarung Nr. 858735) entwickelt wurde. Das System umfasst zwei Konfigurationen: den „Drainagarden-Filter“ mit einer 20 cm dicken Schicht aus Drainingarden®-Substrat (10 % grober Zeolith), gefolgt von 5 cm und 15 cm dicken Kiesschichten; sowie den „Bodenfilter“ mit einer 40 cm dicken Schicht aus standortspezifischem Boden. Das Oberflächenwasser wird über ein 30 m langes PVC-Rohr mit einem Dreiwegeverteiler gesammelt, und eine nach Süden ausgerichtete PV-Insel versorgt die Überwachungsgeräte mit Strom. Das System ist für stabilen Untergrund mit Betonplatten und in Abständen von 3 m angeordneten Stampfpfosten ausgelegt. Die Wartung umfasst zweiwöchentliches Jäten und eine monatliche Inspektion der Holzpfosten. Der automatisierte, schwerkraftgetriebene Betrieb minimiert das Verstopfungsrisiko. Die Überwachung erfasst den Wasserabfluss, die Bodenfeuchte, die Temperatur (in 2–30 cm Tiefe) sowie die Nährstoffe im Abwasser (PO₄-P, NO₃-N, NH₃-N, pH-Wert, EC), wobei die Anlage bei Niederschlag über einen Wasserschalter aktiviert und nach 12 Stunden Inaktivität wieder deaktiviert wird. Biokohle mit einer Mg(OH)₂-Beschichtung verbessert die Stickstoff- und Phosphorrückhaltung, wobei es anfangs zu einer Phosphorauswaschung kommen kann. Tracer-Tests zeigen einen inhomogenen Durchfluss. Die Fixkosten liegen zwischen 686 € und 764 € pro Anlage, hinzu kommen Betriebskosten für Besuche vor Ort und Laboranalysen. Zu den Vorteilen zählen die Rückgewinnung von Nährstoffen durch die Wiederverwendung von Biokohle als Dünger, eine verbesserte Wasserrückhaltung und Klimaresilienz. Zu den Herausforderungen zählen die Leistungsfähigkeit an Hängen mit 1–5 % Neigung – bei steileren Hängen sind weitere Tests erforderlich – sowie das Risiko einer Überlastung des Speichers bei anhaltendem Regen. Kleinmaßstäbliche oberirdische Filter haben geringe Umweltauswirkungen, größere Anlagen erfordern jedoch möglicherweise Umweltverträglichkeitsprüfungen. Das Projekt wird durch das Programm „Horizont 2020“ der Europäischen Union gefördert. Kontakt: eriona.canga@alchemia-nova.net, alchemia-nova GmbH, Wien, Österreich. Website: https://www.alchemia-nova.net/. Das System unterstützt eine nachhaltige Landwirtschaft, indem es die Bodenfruchtbarkeit und das Wassermanagement verbessert und gleichzeitig die Umweltbelastung verringert.