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Bibhoteka Politechnikj Kiak

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Die Abwasserreinigung mittelst

intermittierender Bodenfiltration

in Nordamerika insbesondere im Staate Massachusetts.

Von

Carl Henneking

Stadtbaurat in Bonn a. Rh.

Reisebericht

erstattet

auf Grund der Bestimmungen der Louis B oisso nnet-Stiftung an der Kgl. Technischen Hochschule zu Berlin in Charlottenburg.

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öffentlichen Arbeiten jj

Berlin 1909.

Druck von L. Schumacher, N. 24.

IISLIOTEKÜ POL!TEGHNISZll ß»A ÜÖW

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Akc. Nr.

Vorwort.

Die vorliegende Arbeit ist das Ergebnis einer von dem Herrn Rektor und dem Senate der Königlichen Technischen Hochschule zu Berlin in Charlotten bürg als Verwalter des Fonds der Louis Boissonnet-Stiftung auf Vorschlag des Stadtbaurats a. D. Herrn Prof. J. Brix von der Abteilung für Bau-Ingenieurwesen gestellten Aufgabe. Um ihre Durchführung zu ermöglichen, hat der „Verein für Wasserversorgung und A b Wässerbeseitigung, E. V.u zu Berlin einen Reisekostenzuschuss von 2000 Mark geleistet und die Königliche Prüfungsanstalt für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung zu Berlin sich bereit erklärt, gegebenenfalls den Reisebericht ohne weitere Unkosten in ihren Mitteilungen zu veröffentlichen. Zur Einführung wurde mir in der Anstalt jede Gelegenheit zu vorbereitenden Arbeiten gegeben.

Mein Dank gebührt dem Herrn Rektor und dem Senate der Königlichen Technischen Hochschule zu Berlin in Charlottenburg, dem Vorstande des Vereins für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung zu Berlin, dem Leiter bzw. dem Vorsteher der Königlichen Prüfungsanstalt für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung in Berlin, Herrn Geh. Ober-Med.-Rat Prof. Dr. Schmidtmann und Herrn Geh. Med.-Rat Prof. Dr. C. Günther für Befürwortung der Verleihung der Reiseprämie. Besonderen Dank sage ich den Herren Prof. J. Brix und Prof. Dr. C. Thumm für die dauernde wertvolle Unterstützung durch vielfachen guten Rat und wichtige Empfehlungen.

Zu danken habe ich den amerikanischen Fachgenossen für die ausserordentliche Liebenswürdigkeit und Bereitwilligkeit, mit der sie die Durchführung aller meiner Pläne unterstützt haben. Allen namentlich an dieser Stelle zu danken, ist unmöglich. Besonderen Dank

habe ich den Herren Rudolph Hering und George W. Füller, den Chefs der gleichnamigen bekannten Ingenieurfirma in New-York, für die zahlreichen wertvollen Empfehlungen, sowie Herrn X. H. Good-nough, dem Chefingenieur und Herrn H. W. Clark, dem leitenden Chemiker des staatlichen Gesundheitsrats von Massachusetts in Boston, für ihre ausserordentliche persönliche Unterstützung abzustatten.

Herr Oberbürgermeister Funck und die Stadtverwaltung von Elberfeld haben durch weitgehendes Entgegenkommen auf meineWünsche um Beurlaubung mich unterstützt.

Elberfeld, im Januar 1908.

Heimeking.

Inhaltsverzeichnis.

Seite

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I. Teil.

Geologische Angaben über Massachusetts.........

Meteorologische Angaben über Massachusetts........

Geschichtliche und wirtschaftliche Angaben über Massachusetts .    .

Die Wasserversorgungsanlagen in Massachusetts mit besonderer Berücksich tigung der Metropolitan-Wasserwerke für Boston und Umgegend .

a)    Die Quellen der Wasserversorgung......

b)    Verunreinigung der Niederschlagsgebiete ....

c)    Beschaffenheit des gelieferten Wassers......

Rechtliche Bestimmungen betreffend Verhütung von Verunreinigungen dei

Wasserversorgungen und Binnengewässer in Massachusetts . Gründe, die zur Einführung der Abwasserreinigung mittels intermittierender

Bodenfiltration in Massachusetts geführt haben.....

Die Systeme der Sielnetze in den Gemeinden von Massachusetts.

II.    Teil.

Die Versuchsanstalt in Lawrence und ihre wichtigsten Versuche mit intermittierenden Bodenfiltern.............

Versuche mit dem Faulverfahren in Nordamerika........

a)    Versuche seitens der Versuchsstation in Lawrence .

b)    Versuche in dem Technologischen Institut in Boston .    .    47

Die in Nordmerika herrschende Ansicht über das Faulverfahren ....

III.    Teil.

Grundsätze für Anlage und Betrieb von Bodenfiltern unter nordamerikanischen

Verhältnissen................

Beschreibung einzelner ausgeführter Anlagen in Massachusetts ....

Spencer...............

Brockton...............

Clinton................

Worcester...............

a)    Bodenfiltration des durch chemische Fällmittel vorbehandelten Abwassers..........

b)    Bodenfiltration des in Absitzbecken vorbehandelten Abwassers ..............

c)    Bodenfiltration des rohen, unbehandelten Abwassers .    98

20

42

42

50

51

56

57

65

78

90

93

95

Seite

Framingham............

Natick..............

Marlborough............

Andover.............

Saratoga Springs...........

Zusammenfassende Uebersicht der Anlagen in Massachusetts Bau- und Betriebskosten der Anlagen in Massachusetts .... Zusammenfassende Uebersicht der Anlagen in anderen Staaten der Union

ausser Massachusetts..............

Gallipolis (Ohio) .    ..........

Lancaster (Ohio) .............

104

112

112

118

123

.    .    140

.    .    148

150

153

154

IV.    Teil.

Vergleich zwischen dem Abwasser nordamerikanischer und deutscher Städte 156

V.    Teil.

Grundsätze für die Errichtung von Abwasserreinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenliltration .

a)    Kanalisationssystem

b)    Art der Zuleitung des Abwassers zur Reinigungsanlage

c)    Rechenanlage und Sandfang........

d)    Vorreinigung............

e)    Anordnung der Verteilungskammern......

f)    Filterbetten............

g)    Nachbehandlung des gereinigten Abwassers

h)    Landwirtschaftliche Nutzung der Filterbetten .

i)    Bau- und Betriebskosten von Filterbetten ....

Vergleich mit dem Rieselfeldverfahren, mit besonderer Berücksichtigung der

Berliner Rieselfelder..............

Beispiel: Vergleichende Kostenberechnungen für Reinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration und Rieselfelder für eine Grossstadt von 250000 Einwohnern Intermittierende Bodenfiltration als Mittel zur Nachreinigung von Abwässern 177 Literaturangaben

.    .    159

161

163

163

164

166

166

168

169

169

170

.    .    174

I. Teil.

Einleitung.

Die seit dem Jahre 1887 regelmässig erscheinenden Jahresberichte des Gesundheitsrates des Staates Massachusetts (State Board of Health) lenkten zuerst die Aufmerksamkeit einzelner deutscher Fachleute auf das in diesem Staate systematisch ausgebaute und nach diesen Berichten vielfach mit glänzendem Erfolge betriebene Verfahren der Abwässerreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration. Bekannter wurde das Verfahren der deutschen Fachwelt durch einige wertvolle, in den letzten drei Jahren in der Fachpresse erschienene Veröffentlichungen, die teils Auszüge aus den amerikanischen Originalberichten, teils Beobachtungen und Feststellungen deutscher Chemiker und Hygieniker bei Besuchen im Lande Wiedergaben.

Die Abwässerreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration stellt eine Zwischenstufe zwischen dem Rieselfeldverfahren und den künstlichen biologischen Filtern dar. Mit dem ersteren hat sie die Benutzung des natürlichen gewachsenen Bodens als Filterflächen, mit den letzteren die grössere Aufnahmefähigkeit an Abwässern und Leistungsfähigkeit in ihrer Reinigung gemeinsam. Ihre praktische Verwertbarkeit sowie Uebertragung auf deutsche Verhältnisse in Fällen, in denen die Einführung oder Beibehaltung des einen oder anderen der vorgenannten zwei Verfahren ungeeignet ist, erscheint nicht ausgeschlossen. Aus diesen Erwägungen heraus entschlossen sich im Jahre 1906 Rektor und Senat der Königl. Technischen Hochschule in Berlin zu Charlotten bürg im Einvernehmen mit dem Verein für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung, das Studium der Abwässerreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration in Nordamerika, insbesondere im Staate Massachusetts zum Gegenstände einer technischen Preisangabe zu machen; so sollte eine technische Bearbeitung zu den bereits vorhandenen beigefügt und hiermit die praktische Verwendbarkeit des Verfahrens im Grossen und die Möglichkeit seiner Uebertragung auf deutsche Verhältnisse festgestellt werden. Verfasser hatte die Freude, unter den Bewerbern den Vorzug zu erhalten.

Die intermittierende Bodenfiltration ist in, Nordamerika zuerst im Staate Massachusetts eingeführt worden und in diesem in einem Zeiträume von nunmehr fast drei Jahrzehnten in zahlreichen Anlagen zur Ausführung gelangt. Die gesammelten Erfahrungen führten dazu, dieses Verfahren auch in anderen Staaten (Ohio und New York) anzuwenden. Diese Fälle sind jedoch nur vereinzelt. Es werden sich die nachfolgenden Erörterungen daher zunächst im wesentlichen auf die Anlagen in Massachusetts beziehen; von den in anderen Staaten ausgeführten Anlagen wird es genügen, die wichtigsten, sowie die im Bau und Betriebe von den vorgenannten abweichenden zu beschreiben.

Geologische Angaben über Massachusetts.

Massachusetts, zwischen 41° 15' und 42° 53' nördl. Breite gelegen, wird im Osten und teilweise im Süden vom Atlantischen Ozean, im übrigen von anderen Staaten der Union begrenzt; es besitzt ein Areal von 21 535 qkm. Der Oberflächen bildung nach besteht Massachusetts aus drei Abteilungen: Der Küstensaum ist eine flache Alluvialebene, hinter welcher sich eine den Staat von Norden nach Süden durchziehende Hügelkette bis zu 100 m Höhe erhebt. Die hauptsächlichen von dieser Hügelkette zum Ozean in west-östlicher Richtung laufenden Flüsse sind der Merrimac, der Mystic, der Charles und der Neponset; die drei letzgenannten Flüsse münden in bezw. nahe Boston, der Hauptstadt des Staates, in die Massachusetts-Bay. Nach Süden zu fliessen der Taunton und der Blackstone-River. Die zweite oder mittlere Region des Staates umfasst das schöne Tal des Connecticut, die dritte oder westliche den gebirgigen, aber fruchtbaren Park Berkshire, dessen Höhen sich bis zu 1200 m erheben. Für die Zwecke dieser Arbeit kommt vorzugsweise der dichtbevölkerte und industriereiche östliche, am Ozean gelegene Bezirk in Betracht, in geringem Grade noch die mittlere Region; die westliche scheidet ganz aus.

Der Boden im Osten Massachusetts’ ist im allgemeinen ein von Humusboden und einer mehr oder minder starken Lehm- und Tonschicht überlagerter Sand- und Kiesboden, der bisweilen im geringen Masse lehm-

oder tonhaltig ist. Es ist nicht der feine, oftmals in Flug- bezw. Triebsand übergehende Sandboden weiter Flächen der Mark Brandenburg; er ähnelt mehr dem grobkörnigen Kiessandboden der Rheinebene bei Bonn, Köln und Düsseldorf; auch der Kiessandboden der Rheinebene ist der Regel nach von einer 0,50 bis 2,0 m starken Lehm--und Tonschicht und darüber liegendem Humusboden überlagert. Diesen Sand- und Kiesschichten von verschiedener, oftmals viele Meter erreichender Mächtigkeit ist in Massachusetts in der Regel ein mit Geröll versetzter gelber oder blauer Clayboden und diesem wiederum Felsen untergelagert. Reiche Schätze birgt der tiefere Untergrund nicht.

Die Niederschlagsgebiete der von der niedrigen Hügelformation der östlichen, am Ozean gelegenen Region abfliessenden vorbezeichneten Flüsse sind ziemlich unbedeutend. Die letzteren dienen mit ihren Nebenflüssen ohne Ausnahme zur Versorgung der an ihnen oder in ihrer Nähe gelegenen Städte und Gemeinden mit Wasser für Trink- und industrielle Zwecke: Das Wasser wird entweder durch unmittelbare Entnahme aus dem Flusse oder als Talsperrenwasser oder als Grundwasser aus Filtergallerien und Brunnen neben dem eigentlichen Flusslaufe gewonnen.

Meteorologische Angaben über Massachusetts.

Die jährliche mittlere Niederschlagshöhe beträgt nach den Angaben der meteorologischen Station in Boston für den ganzen Staat nach dem 31jährigen Durchschnitt der Jahre 1875—1905 46,09" = 1152 mm¹)- Wie aus nachstehender Tabelle No. 1 ersichtlich, ist die Verteilung auf die einzelnen Monate eine recht ungleichmässige:

Tabelle No. 1.

Niederschlag

Januar

Februar

März

April

'S

Juni

Juli

August

September

Oktober

November

Dezember

in engl. Zoll . . 4,24 4,27 4,55 3,58 3,28 3,15 3,73 4,01 3,43 4,14 3,89 3,82 in Millimeter . . 106 106 114 89,5.82 78,5 93 100 86 103,5 97 95,5

Die Niederschlagshöhe ist mithin fast doppelt so gross wie diejenige der norddeutschen Tiefebene und entspricht etwa den Werten, die für das Bergische Land (Elberfeld, Barmen, Remscheid, Solingen) gelten.

Die mittleren, höchsten und niedrigsten Lufttemperaturen in den einzelnen Monaten ergeben sich nach seit dem Jahre 1881 regelmässig täglich morgens, mittags und abends gemachten Beobachtungen der meteorologischen Station in Providence, der Hauptstadt des zwischen Massaschusetts und New-York liegenden kleinen Staates Rhode Island²), aus nachfolgender Tabelle No. 2:

Tabelle No. 2.

Januar

Februar

März

April

Mai

Juni

Juli

August

September:

Oktober

November

Dezember

Mittlere Temperatur

in C......

Höchste gemittelte Temperatur in C. Niedr. gemittelte Temperatur in C.

-2,3

12,0

—17,0

—2,0    2,3    8,4    j 14,7 j 20,0 23,0

11,3    15,8    24,4    30,3    33,7    34,5

—16,0 ! —10,0 I—3,5 3,3 9,0 13,0

21.5    17,7 11,0    5,8 j 0,4

32.6    |29,8 24,4 18,8    13,8

11,2 i 5,8 ; 0,0    -8,0 |—14,5

Die relative Feuchtigkeit der Luft im Jahresmittel ist 71 bis 72. Die Windstärken und die Häufigkeit der Winde sind für die meisten Städte erheblich; ganz besonders fühlbar machen sich die vorzugsweise in den Wintermonaten auftretenden, nicht durch Gebirge zurückgehaltenen eisigen Nord weststürme.

Geschichtliche und wirtschaftliche Angaben über Massachusetts.

In Massachusetts, dem grössten der Neu-England-Staaten, siedelten sich die ersten Kolonisten, englische aus der Heimat vertriebene Puritaner, im Jahre 1620 an; nachfolgende gründeten im Jahre 1630 die Hauptstadt Boston. Um die Mitte des 18. Jahrhunderts war Boston die grösste und wichtigste Stadt der Vereinigten Staaten, die mit ihren 25 000 Seelen New-York und Philadelphia in den Schatten stellte. Neben Boston blühten andere Städte (z. B. Worcester, Salem, Plymouth) auf. In Boston ereignete sich am 5. März 1770 das Bostoner Blutbad, das den Ausgangspunkt des amerikanischen Befreiungskrieges von England bildete. Im vorigen Jahrhundert wuchsen Boston und die meisten günstig nahe der Küste gelegenen Städte Massachusetts stetig auf. Die sprunghafte riesengrosse Entwickelung anderer amerikanischer Städte — New York, Philadelphia, St. Louis, Chicago u. s. w. — ist diesen Städten jedoch erspart geblieben.

Die Zunahme der Bevölkerung Massachusetts und seiner Hauptstadt für die letzten fünfzig Jahre ist aus nachfolgender Tabelle No. 3 ersichtlich:

Tabelle No. 3.

Jahr

Bevölkerung

Massachusetts i Boston

1860

1870

1880

1890

1900

1905

1 231 066 1 457 351

1    783 085

2    238 943

2    805 346

3    003 680

177 840

362 839 444 477 560 892 595 380

Für die letzten Jahre gibt die folgende Tabelle No. 4 Angaben³) im einzelnen über die Gesamtbevölkerung, Sterblichkeit insgesamt und Todesfälle an einigen Krankheiten. Die Tabelle gibt die dem staatlichen Gesundheitsrat freiwillig von Stadt- und J^andgemeinden, sowie ärztlichen Vereinigungen gemachten Angaben wieder; ihre Richtigkeit ist daher nur bedingt.

Tabelle No. 4.

Jahr

Bevölke-

Todesfälle

Typhus

Todesfälle an Diphtheritis

rung

ins- in Pro-gesamt! zenten

ins- , auf je gesamtj 10 000

ins- j auf je gesamt 10 000

Erkrankungen d. Atmungsorgane

ins- | auf je gesamt j 10 000

Krebs

ins- auf je gesamt 10 000

1895    2 500 183 47 540 19,01

1900    2 805 346 51156 18,24

1901    2    870    710    48 275: 16,82

1902    2    937    600    47 491 16,17

1903    3    006    040    49 054 16,32

1904    3    076    083    48 482 15,76

632    2,25

561    1,95

538 1,83 527    1,75

463 I 1,51

1475    5,26

1166    4,06

873    2,97

869    2,89

699 | 2,27

+ 5100 + 16,58

1998 : 7,12

2080

7,25

2141    7,29

2243 , 7,46 2421 I 7,87

Trotz des Mangels an Bodenschätzen hat sich Massachusetts zu einem der industriereichsten Staaten der Union, wenn nicht dem reichsten, entwickelt. In der Baumwoll- und Wollindustrie, überhaupt in der gesamten Textilindustrie, sowie in der Schuhwaren- und sonstigen Lederwaren-, in der Kautschuk- und in der Papierfabrikation nimmt es bei weitem den ersten Rang unter den Staaten ein. Massachusetts ist das weitaus grösste Absatzgebiet in Nordamerika der den Weltmarkt beherrschenden deutschen Farbenfabriken. Zahlreiche Maschinenfabriken sind vorhanden; die Hochseefischerei steht in grosser Blüte.

Auch für das Bildungs- und Erziehungswesen haben die Städte Massachusetts’ dank des stetigen in ihnen herrschenden altenglischen Geistes von jeher viel getan. In literarischer und musikalischer Hinsicht nahm Boston lange Zeit den ersten Rang in den Vereinigten Staaten ein und streitet noch um die Palme mit New York. Blosser Reichtum gilt in Boston vielleicht weniger als in irgend einer anderen Stadt Amerikas.

Die vorstehenden kurzen allgemeinen Angaben dürften dem Leser einen Ueberblick über die allgemeinen Bedingungen geben, unter denen die Abwässerreinigungsanlagen im Staate Massachusetts zu arbeiten haben. Weitere erforderliche spezielle Angaben werden bei der speziellen technischen Beschreibung gegeben werden.

Die Wasserversorgungsanlagen in Massachusetts mit besonderer Berücksichtigung der Metropolitan-Wasserwerke für Boston und

Umgegend.

Bereits im Jahre 1887 hatten alle Gemeinden mit einer 6000 überschreitenden Bevölkerungszahl, sowie eine erhebliche Anzahl kleinere Ortschaften eine zentrale Wasserversorgung; 82 v. H. der ganzen Bevölkerung des Staates wurden aus zentralen Wasserversorgungsanlagen mit Wasser versehen. Sämtliche — insgesamt dreizehn — Stadtgemeinden von mehr als 25000 Einwohnern verbrauchten ausschliesslich Oberfiächenwasser aus Flüssen, Staubecken oder Talsperren; die kleineren Landgemeinden teils dieses, teils Grundwasser. Tiefengrundwasser wurde damals und wird auch heute noch nirgends verwendet. Filteranlagen nennenswerter Bedeutung waren

nirgends vorhanden. Im Jahre 1905 wurden annähernd

und sind auch heute noch — von einer Ausnahme, Lawrence, abgesehen

Das älteste und bei weitem grossartigste Wasserwerksunternehmen sind die „Metropolitan Water Works“, die Boston und Umgegend mit Wasser versorgen. Einige allgemeine bis auf den jetzigen Stand ergänzte Angaben über dieses mit einem Kostenbeträge von bisher 160 Millionen Mark durchgeführte Unternehmen, soweit sie für das Verständnis der hier zu behandelnden Fragen von Einfluss sind, seien nachstehend gegeben:

93 v. H. der Gesamtbevölkerung des Staates zentral mit Wasser versorgt.

a) Die Quellen der Wasserversorgung.

Das Wasser der Metropolitan-Wasserwerke stammt aus drei Gebieten, dem Cochituate See, dem Sudbury und dem Nashua Flusse. Das Recht der ausschliesslichen Wasserentnahme aus den beiden zuerst genannten Gebieten wurde der Stadt Boston vom Staate Massachusetts bereits in den Jahren 1846 bzw. 1872 verliehen. Das gesamte Wasser wird in der Wachusetts Talsperre am Nashua Fluss, in acht Staubecken im Niederschlagsgebiete des Sudbury Flusses, sowie im Cochituate See aufgespeichert (vergi. Uebersichtsplan zwischen S. 8 u. 9).

Aus diesen verschiedenen Sammelbecken wird das Wasser durch vier Aquädukte in das Versorgungsgebiet geleitet: Der 19,2 km lange Wachusetts-Aquädukt mit einer 24 ständigen Leistungsfähigkeit von 1,2 Millionen cbm bringt das Wasser zum Sudbury-Staubecken; der

21,5 km lange Weston-Aquädukt aus diesem Gebiete zu einem offenen Ausgleichsbehälter, dem Weston-Reservoir, das etwa 16 km vom Mittelpunkte des Versorgungsgebietes entfernt liegt; der 27,8 km lange Sudbury- und der 21,9 km lange Cochituate-Aquädukt bringen das Wasser aus' den gleichnamigen Niederschlagsgebieten nach einem zweiten unmittelbar an der Stadtgrenze gelegenen offenen Ausgleichbehälter, dem Chestnut Hill-Reservoir. Zwischen beiden genannten Ausgleichbehältern besteht eine Verbindung durch eine Rohrleitung von 1,20 m Durchmesser. Vom Chestnut Hill-Reservoir wird das Wasser in das Versorgungsnetz zu 25 v. H. mit natürlicher Vorflut geleitet, zu 75 v. H. in dieses gepumpt. Filter sind nicht vorhanden und auch vorläufig nicht vorgesehen.

Die Werke versorgen ganz Boston nebst zahlreichen Vororten, insgesamt achtzehn Gemeinden mit einer Bevölkerung von 902090 Seelen im Jahre 1905, mit Wasser; der Verbrauch¹) in den einzelnen Monaten

1) S. Report of the Metropolitan Water and Sewerage Board. 1906. p. 199.

des Jahres 1905 auf den Kopf der Bevölkerung ist aus nachstehender Tabelle No. 5 ersichtlich:

Tabelle No. 5.

Monat

Angeschlossene

Bevölkerung

Verbrauch pro Tag und Kopf in Liter

Januar . . Februar . März . . . April . . . Mai ... . Juni. . . . Juli

August . . September Oktober. . November Dezember.

540

580

CM O

Cn

490

480

472

500

Im Jahresmittel .

902 090

495

Bei dem für deutsche Verhältnisse abnorm hohen Verbrauch ist besonders noch beachtenswert, dass der Höchstverbrauch in den kalten

Wintermonaten erfolgt; er ist auf das dauernde Offenstehen der Hähne zurückzuführen, welches stattfindet, um das Einfrieren des aus den offenen wenig tiefen Ausgleichbehältern und Staubecken kommenden sehr kalten Wassers in den Hausanschlussleitungen zu verhindern. Durch die bisher nicht vorhandene von der Direktion der Werke seit langem erwünschte Einrichtung von Wassermessern in den Grundstücken würde diese Wasservergeudung wahrscheinlich erheblich herabgemindert werden. Näheres über die Ursache des grossen Wasserverbrauchs in nordamerikanischen Städten im allgemeinen ist weiter unten angegeben.

Die Grössen der drei angegebenen Niederschlagsgebiete, die zur Wasserversorgung dienen, sind:

Cochituate-See .    .    .    48,9    qkm

Sudbury-Fluss .    .    .    125,2    „

Nashua-Eluss .... 308,0 „

Einige weitere Angaben über einzelne der Stauanlagen und Ausgleichbehälter gibt die nachfolgende Tabelle No. 6. Man erkennt, worauf besonders hingewiesen sei, dass, abgesehen von der neuesten und grössten, der Wachusett-Talsperre, sämtliche Stauanlagen nur sehr geringe Wassertiefen haben:

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ZUSTAND 1. JANUAR 1904

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ERKLÄRUNG

BESTEHENDE TAL6PERREN STAUBECKEN AQUADUCTE UND ROHRLEITUNGEN

NIEDERSCHLAGSGEBIET DERTALSPERREN UND STAUBECKEN-...................

*    *    METROPOLITAN WASSERWERKE.................

LEITUNGEN DER HOCHDRUCKZONE... *    ’> NIEDERDRUCKZONE.

Abbildung No. 1.

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Tabelle No. 6.

Stauanlage

bzw.

Ausgleichbehälter.

Fläche des i Grösste Wasser- Staumenge Spiegels in ha I in cbm

Höhe der Mauer über Fundamentsohle in m

Grösste Wassertiefe in m

Wachusett.....

Sudbury ......

Framingham 1 .    .    .    .

Framingham 2 . Framingham 3 . Cochituate-See .    .    .    .

Weston-Ausgleichsbehälter .....

Chestnut-Hill-Ausgleichsbehälter .....

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246 000 000 27 500 000

1    090 000

2    010 000 4 500 000 7 600 000

757 000

1 135 000

62,1

6,6

7,8

8,7

U- 00^

cd cT t*TccT    r-T    •.

CO r-H    O'l

co crT

Ti

b) Verunreinigung der Niederschlagsgebiete.

Der für den grossen Wasserverbrauch erforderliche Umfang der Niederschlagsgebiete in dem zwar hügeligen, jedoch — z. B. im Vergleiche zu den steilen Hügeln und tiefen Tälern des ßergischen Landes — nur geringe und allmählich wechselnde Höhenunterschiede aufweisenden Gelände, die Dichte der Bevölkerung, die Nähe der Grossstadt und andere Gründe haben es unmöglich gemacht, die hohen Ansprüche in gesundheitlicher Beziehung bezüglich Freihaltung des Niederschlagsgebietes von schädlichen Einflüssen zu stellen, die wir gewöhnt sind. Ein Blick auf Uebersichtsplan 1 zeigt, dass nicht allein zahlreiche Eisenbahnlinien, Wege und Strassen die einzelnen Niederschlagsgebiete durchkreuzen, sondern neben zahlreichen einzelnen Gehöften auch mehrere grössere Ortschaften, in denen teilweise erhebliche industrielle Tätigkeit herrscht, in ihnen gelegen sind. Für das Jahr 1905 ergeben sich nach den regelmässigen Feststellungen der Werke für die in den drei Niederschlagsgebieten bestehenden menschlichen Ansiedelungen nachstehende Angaben in Tabelle No. 7 (S. 10).

Die Zahl der zur amtlichen Kenntnis gelangten Typhuserkrankungen betrug im Jahre 1905 innerhalb der drei Niederschlagsgebiete zusammen 40.

Die Fernhaltung der festen und flüssigen Abgänge aus diesen menschlichen Ansiedelungen von den der Wasserversorgung dienenden Anlagen ist die grösste Sorge der Werke: Auf den Einzelgehöften ergibt sich die Aufgabe, Abortgruben zu bauen, Misthaufen, häusliche und gewerbliche Abfälle zu beseitigen u. a. Für die innerhalb der Niederschlagsgebiete gelegenen

Tabelle No. 7.

Bevölkerung

ständige

im besonderen

Von der ständigen Bevölkerung sind nicht an die Kanalisation angeschlossen pro qkm Niederschlagsgebiet

Pferde

Kühe

Schafe

Schweine

Geflügel

Hunde

Wachusett-Nieder-

schlagsgebiet

Sudbury-Nieder-

schlagsgebiet

Cochituate-Nieder-

schlagsgebiet

a) 1900 ausserdem, jedoch nur im Sommer, b) 10575 (6521) von der Gesamtzahl sind an eine zentrale Kanalisation angeschlossen, c) ausschl. 214 nur im Sommer 1. 8. 05.

Ortschaften und grösseren von zahlreichen Personen bewohnten Einzelanlagen drängt sich die sorgfältigste Durchführung einer zentralen Kanalisation mit weitgehender Reinigung ihrer innerhalb des der Wasserversorgung dienenden Niederschlagsgebietes verbleibenden Abwässer mit Notwendigkeit auf.

Eine weitere Sorge ist die starke Benutzung der Wasserflächen für Sportzwecke: Segeln, Rudern, Schwimmen und Angeln wird auf ihnen betrieben. Infolgedessen sahen sich die Werke für den der Grossstadt nächstgelegenen und Verunreinigungen meist ausgesetzten Cochituate-See beispielsweise gezwungen, die seit dem 1. Januar 1906 in Kraft befindliche Verfügung zu treffen, die Höchstzahl der Boote auf dem See auf 125 zu beschränken und das Halten eines solchen nur den ständigen Landhausbesitzern zu gestatten, die an den Ufern des Sees ausserhalb des schmalen den Werken gehörigen Schutzstreifens wohnen.

Die vorstehenden allgemeinen Angaben über die Wasserversorgungen der Stadt- und Landgemeinden im östlichen Teile des Staates Massachusetts und die etwas eingehenderen über die Metropolitan-Wasser-Works beweisen die harte Notwendigkeit für die Gesetzgebung, der Frage der unschädlichen Abführung und Beseitigung der Abwässer dauernd die grösste Sorgfalt zuzu wenden. Nicht der ideale Wunsch, die Abwässer an sich zu klären, sondern die schwere Sorge für die Reinhaltung der zur Trinkwasserversorgung dienenden Binnengewässer führte zu den im Jahre 1887 begonnenen und bis heute systematisch durchgeführten grundlegenden Untersuchungen der dem staatlichen Gesundheitsrat angegliederten Versuchsanstalt in Lawrence über die Abwasserreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration und zu ihrer erfolgreichen Durchführung in zahlreichen Ausführungen. Erst allmählich erschien es zweckmässig und notwendig, auch für Abwässer, deren Vorflut nicht nach Gewässern, die Wasserversorgungszwecken dienen, gerichtet ist, Reinigungsanlagen vorzuschreiben und für diese die intermittierende Bodenfiltration zu wählen.

c) Beschaffenheit des gelieferten Wassers.

Von allgemeinem Interesse dürften noch einige Angaben über die Beschaffenheit des unter den vorstehend skizzierten Bedingungen in das Versorgungsnetz geförderten Wassers sein. Nach dem aus einem Zapfhahn in Boston während der Jahre 1892 bis 1905 als Mittel aus einmalig monatlich vom staatlichen Gesundheitsrat ent-entnommenen Proben ergibt sich die Tabelle No. 8 S. 12 u. 13.

Die fernerhin dieser Tabelle unter dem zweiten stärkeren wagerechten Strich gemachten Angaben geben die Beschaffenheit des Wassers in einzelnen Stauanlagen und Ausgleichbehältern im Jahre 1905 auf Grund von 10—20 in diesem Jahre von derselben Behörde entnommenen Proben.

Für die einzelnen Proben aus diesen unter dem zweiten Strich gegebenen Gesamtergebnissen, die in der Tabelle ermittelt sind, wird der Geruch sowohl des kalten wie des erwärmten Wassers als „schwach nach Pflanzen“ „faintly vegetable“ im allgemeinen bezeichnet.

Nach den im Jahre 1905 insgesamt gemachten 2595 mikroskopischen und 604 bakteriologischen Untersuchungen wurde in allen Staubecken eine erhebliche Anzahl Organismen festgestellt: Im Cochituate-See insbesondere verursachten Synura — im Januar —, Uroglena — Mai bis Juli — und Chlamydomonen erhebliche Störungen, sodass der See für die bezeichneten Monate von der Wasserversorgung ausgeschlossen wurde.

Rechtliche Bestimmungen betreffend Verhütung von Verunreinigung der Wasserversorgungen und Binnengewässer in Massachusetts.

Die gesetzliche Grundlage für die gesamte jetzt bestehende staatliche Fürsorge bezüglich der Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung im Staate Massachusetts ist durch das im Jahre 1886 erlassene und 1888 erweiterte „Gesetz, um die Reinheit der Binnengewässer zu schützen“*) gegeben. Die vier Paragraphen dieses wuchtigen und

1) „An Act to protect the purity of Inland waters.“ s. R. St. B. H. lass. 1888. S. IX.

Jahr

Farbe nach N e s s 1 e r

Rückstand

beim

Verdunsten

ins- Giüh-gesamtjverlust

Tabelle

Mittlere Beschaffenheit des Wassers

Teile in Proben entnommen an

No. 8.

der Metropolitan-Wasserwerke. 100 000.

einem Zapfhahn in Boston.

Freies

Ammoniak

Stickstoff

total

Albuminoid

Chlorine

als

gelöst

suspen

diert

Nitrate

Nitrite

Sauerstoff-

Verbrauch

Bakterien

Härte

im

ccm

B»:S SS S 3 § S S 33 S g 3

o o o o o o ©-©©•©-©- © © © i

ssgssggggjfg»-»'S

O.o. 0,0 OqqoöSSSSS

ooooooooocT o'o'o ©'

2tslII§§-S€-⁰-°°°

0,0030

0,0027

0,0019

0,0022

0,0023

0.0016

0,0016

0,0014

0.0018

0,0016

0,0020

0,0015

0,0018

0,41

0,38

0.41

0,40

0,37

0,40

0,29

0,24

0,25

0,30

0,29

0,30

0,34

0,36

Ort

0,0210 0,0143 0,0106 0,0171 0,0155 0,0137 0,0097 0,0137 0,0076 0,0173 0,0092 0,0142 0,0110 0,0078    |

0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0001 0,0000 0,0001 0,0001 0,0001

0,60

0,63

0,69

0,56

0,64

0,44

0,35

0,38

0,42

0,40

0,39

0,37

0,36

1,9

1,8

1,7

0,7

1,4

1,6

1,4

1,1

1,3

1,7

1,3

1,5

1,5

1,4

181

162

164

126

176

231

Proben entnommen im Jahre 1905

an

den nachfolgend bezeichneten Stellen.

Wachusett-Talsperre, nahe West-Boylston.... Wachusett-Talsperre, nahe Clinton, an der Oberfläche Wachusett-Talsperre, nahe Clinton, Höhe 288' . . . Wachusett-Aquädukt Southborough .    .    .

Sudbury-Staubecken an der

Oberfläche ......

Framingham - Staubecken No. 3, nahe der Mauer . Framingham - Staubecken No. 2, am Einlauf .    .    .

Framingham - Staubecken No. 2, nahe der Mauer .    .

Cochituate-See.....

Spot-Teich ......

bei

1,73    0,0023    0,0205    0,0168

1,30    0,0028 ; 0,0150    0,0124

1,05    0,0025    0,0123    0,0102

1,68    0,0034    0,0188    0,0166

1,53    0,0041    0,0126    0,0125

1,18    0,0028    0,0150    0,0121

2,37    0,0040    j    0,0249    0,0217

2,00    0,0044    0,0222    0,0201

0,0025    0,0213    0,0166

0,0021    0.0171    0,0148

1,81

1,41

bis heute massgebenden Gesetzes seien im Nachfolgenden wörtlich wiedeigegen, da sie auch für deutsche Verhältnisse noch heute in technischer, hygienischer und rechtlicher Beziehung von Bedeutung sein können.

Sektion I.

„Der staatliche Gesundheitsrat soll die allgemeine Aufsicht und Sorge über alle Binnengewässer haben.

Plänen, Zeichnungen und Dokumenten, die für diesen Zweck geeignet

Er soll mit

0,28

0,8

0,60

0,0001

0,0059

0,0051

0,0038

0,0026

0,0021

0,0021

0,0021

0,0029

0,0033

0,0021 0,0047 0,0022

sind, ausgerüstet werden und fortlaufende Berichte über alle seine diesbezüglichen Massnahmen erstatten. Er ist berechtigt, Ingenieure und sonstiges Personal das ihm notwendig erscheint, in seinem Dienste zu beschäftigen; doch ist er nicht berechtigt, Verträge mit Personen oder andere rechtliche Verpflichtungen abzuschliessen, die in finanzieller Beziehung das Budget des Staates belasten, falls er hierzu nicht ausdrücklich durch

0,26

0,22

0,28

0,30

0,28

0,37

0,34

0,50

0,35

0,0070

0,0112

0,0070

0,0053

0,0115

0,0055

0,0046

0.0021

0,0001

0,0001

0,0001

0,0001

0,0002

0,0002

0,0002

0,0001

0,0001

0,35

0,32

0,55

0,34

0,30

0,78

0,83

0,42

0,33

0,9

0,7

1,1

1,1

1,2

1,1

1,0

1,8

1,4

„engineers and clerks and other assistants“ —,

den Landtag zuvor ermächtigt worden ist. Er soll jährlich am oder vor dem 10. Januar an den Landtag über seine Tätigkeit im vergangenen Jahre berichten und gleichzeitig die Voranschläge für den nächstjährigen Etat einreichen. Er soll auch gesetzgeberische Massnahmen und geeignete technische Entwürfe für Entwässerungssysteme vorschlagen, die zum Schutze der öffentlichen Gesundheit, sowie für die Reinigung und Reinhaltung von Teichen, Flüssen und sonstigen Binnengewässern im Staate notwendig sind.

Sektion II. Der Gesundheitsrat soll so oft es ihm notwendig erscheint, die „angeführten Wässer“ prüfen lassen, um sich zu überzeugen, ob sie als Quelle häuslicher Wasserversorgungen geeignet sind, oder ob sie sich in einem Zustande befinden, durch den das Interesse der Oeffentlichkeit bezw. Personen, die berechtigt sind sie zu benutzen, beeinträchtigt oder gar die öffentliche Gesundheit gefährdet wird. Er soll Massnahmen zum Schutze gegen die Verunreinigungen solcher Wässer, sowie zwecks Beseitigung von Stoffen und Ursachen irgendwelcher Art, die geeignet sind, eine Verunreinigung hervorzurufen, empfehlen, um so die Rechte und das Eigentum des Landes zu schützen und zu erweitern und hiermit auch die öffentliche Gesundheit zu schützen. Er soll berechtigt sein Versuche auszuführen, um die bestmöglichen Methoden zur Reinigung von Meteorwasser und von Abwasser, sowie zu ihrer Verteilung und Fortschaffung zu finden. — „methods of purification of drainage and sewage or disposal of the same“ —. Zu diesem Zweck ist er berechtigt, sich die Mitwirkung von Fachleuten zu sichern.

Sektion III. Der Rat soll von Zeit zu Zeit mit den Behörden der Stadt- und Landgemeinden, Korporationen, Firmen oder Personen, die Systeme zur Wasserversorgung oder zur Beseitigung des Niederschlags- oder Abwassers besitzen oder einzuführen gedenken, sich beraten. Er soll ihnen die geeignetsten Quellen für die Wasserversorgung sowie die bestmöglichen Methoden, um deren Reinheit zu sichern oder um Meteor- oder Abwässer zu verteilen und fortzuschaffen, empfehlen und zwar unter Beachtung der gegenwärtigen und künftigen Bedürfnisse und Interessen anderer Stadt- und Landgemeinden, Korporationen, Firmen oder Personen, die hiervon berührt werden könnten. Er soll auch von Zeit zu Zeit sich mit Personen und Korporationen beraten, die industrielle oder andere Anlagen besitzen oder zu errichten gedenken, falls durch das von ihnen stammende Meteoroder Abwasser eine Verunreinigung irgendwelcher Binnengewässer ein-treten kann, um so die bestmöglichen Methoden zur Verhinderung solcher Verunreinigungen durch Beseitigung, Verteilung und Fortschaffung oder Reinigung solcher Meteor- oder Abwässer zur Durchführung zu bringen.

Die entstehenden Kosten für die Beratung oder für die Ausführung von Untersuchungen und Versuchen, die für die besagten Zwecke gemacht werden, sind nicht den Interessenten aufzuerlegen.

Alle Behörden, Korporationen, Firmen oder Personen sind verpflichtet, dem Rate die zur Wasserversorgung, sowie Beseitigung von Meteor- und Abwasser in Aussicht genommenen Entwürfe vorzulegen.

Alle an die Gesetzgebung gerichteten Anträge, um ein System zur Wasserversorgung und Beseitigung vonMeteor- oder Abwasser einzuführen, müssen von einer Abschrift des Gutachtens des Rates begleitet sein.

Der Rat soll zur Kenntnis der Staatsanwaltschaft alle ihm bekannt gewordenen Fälle bringen, in denen die bestehenden Gesetze bezüglich der Verunreinigung von Wasserversorgungen und Binnengewässern verletzt werden; er soll jährlich an die Gesetzgebung alle besonderen Fälle, die nicht durch die bestehenden Gesetze berührt werden, berichten, falls nach seiner Ansicht eine Erweiterung der bestehenden Gesetzgebung notwendig wird.

auf häus-

Sektion IV. In diesem Gesetze bezieht der Ausdruck „Meteorwasser“ — „Drainage“ — sich auf Regen-, Oberflächen- und Grundwasser allein, der Ausdruck „Abwasser“ — „Sewage“ liehe und industrielle flüssige Abgänge.

„State

Der auf Grund dieses Gesetzes zu seiner jetzigen Bedeutung erstandene „Staatliche Gesundheitsrat von Massachusetts“

Board of Health of Massachusetts“ —, dessen Anfänge allerdings noch längere Jahre zurückreichen, entwickelte nunmehr eine ungemein fruchtbringende Tätigkeit auf dem Gebiete der Wasserversorgung und mehr noch der Abwässerbeseitigung, wie sie die besonderen Verhältnisse von Massachusetts erforderten und noch erfordern. Bereits im Jahre 1887 wurde die Versuchsanstalt in Lawrence errichtet¹). Auf

1) Seit länger als 10 Jahren wird die Anstalt nunmehr von Mr. H. W. Clark, dem hervorragenden in Nordamerika als erste wissenschaftliche Autorität geltenden Chemiker geleitet. In früheren Jahren haben Mr. Allen Hazen und Mr. George W. Füller an der Anstalt gewirkt; ersterer hat sich mit Mr. Geo. C. Whipple, letzterer mit dem angesehenen deutsch-amerikanischen Ingenieur Mr. Rudolph Hering seit langem zu gemeinsamer Tätigkeit als beratende Ingenieure, „Consulting engineers“ vereinigt.

Chefingenieur des Gesundheitsrats ist seit nunmehr fast 10 Jahren Mr. X. II. Goodnough. Sein Vorgänger Mr. F. P. Stearns, die erste Autorität auf dem

Grund der in ihr durchgeführten erfolgreichen Versuche wurde zwei Jahre später der innerhalb des Niederschlagsgebietes der Metropolitan-Wasserwerke gelegenen Stadt Framingham die Reinigung ihrer Abwässer mittels intermittierender Bodenfiltration auferlegt und mit diesem in Amerika erstmalig durchgeführten Verfahren ein glänzender Erfolg erzielt. 1891 folgten die Städte Gardner und Marlborough. Im Jahre 1903 übte der Rat die Aufsicht über 23 Abwässerreinigungsanlagen mittels intermittierender Bodenfiltration aus.

Gründe, die zur Einführung der Abwasserreinigung mittels intermittierender Bodenfiltration in Massachusetts geführt haben.

1887, im Jahre der Errichtung der Versuchsanstalt in Lawrence, war die Zahl der Verfahren zur Reinigung von Abwässern noch eine eng begrenzte. Die zahlreichen in den letzten Jahren mit wechselndem Erfolge durchgeführten neueren vollständigen oder teilweisen Reinigungsverfahren — Faulbecken, Füllbecken, Sprinklersystem und deren Kombinationen — waren, von einigen kleineren Ausführungen in England abgesehen, noch gänzlich unbekannt oder über Versuche im Laboratorium nicht hinausgekommen.

Bekannt war im Jahre 1887 neben der Reinigung in einfachen Absitzbecken diejenige mittels chemischer Fällmittel: Die industriereiche Stadt Worcester hatte mit diesem gegen den Rat des Gesundheitsrats einige Jahre vorher eingeführten Verfahren infolge der Schwierigkeiten der Schlamm-Beseitigung und -Unterbringung schlechte Erfahrungen gemacht. Man kannte ferner die in äusserst günstigen Kläreffekten bestehenden Vorzüge der Reinigung auf landwirtschaftlich genutzten Rieselfeldern nach den an Ausführungen in England, Deutschland und teilweise auch im eigenen Lande, im „Trockenen Westen gemachten Erfahrungen. Man verschloss sich aber auch nicht den Nachteilen dieses Verfahrens, bestehend in der Inanspruchnahme ungeheurer Landflächen und hohen Unterhaltungskosten. Letztere traten und treten noch heute für Amerika stärker in den Vordergrund, einerseits wegen der vermehrten Betriebsausgaben infolge der die unsrigen um das zwei- bis dreifache übersteigenden Höhe der Arbeitslöhne und andererseits wegen der verringerten Betriebseinnahmen infolge der Wohlfeilheit von Getreide jeglicher Art, Gemüsen, Obst, die aus den fast ausschliesslich in Grossbetrieben bewirtschafteten fruchtbaren

Gebiete der Wasserversorgung in Nordamerika, ist jetzt Chefingenieur der Metropolitan-Wasserwerke von Boston und Umgegend.

weiten Gebieten des „Mittleren Westen“ stammen. Nichtsdestoweniger drängten viele Gründe dahin, die Reinigung der Abwässer durch Behandlung auf gewachsenem Boden zu erstreben. Der aus grobem Sand und aus Kies bestehende Untergrund Massachusetts ist in hohem Masse aufnahmefähig; der Stand des Grundwassers ist im allgemeinen ein niedriger und daher seine Verunreinigung selten zu befürchten. Der ausserhalb der Stadt gelegene Boden liegt seit langen Jahren vielfach brach. Der Getreideanbau auf den im Vergleich zu den weiten fruchtbaren Flächen im „Mittleren Westen“ immerhin beschränkten und weniger ergiebigen Gelände lohnt sich nicht; einzelne kleinere Flächen werden zum Gemüsebau oder als Obstgärten, andere, die sog. „chicken farms“ als Hühnerplantagen benutzt; im allgemeinen jedoch sind die Flächen Oedland oder Weideland. Die Bevölkerung findet in der Industrie lohnendere und bequemere Tätigkeit.

Man hatte nun folgende Erfahrungen gemacht¹):

„Beim Riesclbetriebe muss die Grösse der Beschickungen mit Abwasser der Felder sich nach den auf ihnen gezogenen Pflanzen richten. Einige Bodenarten vermögen jedoch eine sehr viel grössere Menge Abwässer zu reinigen, als von landwirtschaftlichen Erzeugnissen ertragen wird. Voraussetzung ist jedoch, die Abwässer in solchen Zeitintervallen aufzuleiten, dass der Boden genügend entwässern kann und mehr oder weniger mit Euft während der Pausen zwischen den einzelnen Beschickungen wieder gefüllt wird. Dieses Verfahren ist als „Intermittierende Bodenfiltration“ bekannt. Durch dieses Verfahren werden die Schwebestoffe nahe der Oberfläche zurückgehalten und zu einem grossen Teile verbrannt. Die Flüssigkeit, die in dünnen gebrochenen Strahlen eindringt, kommt in Berührung mit der Luft. Viele in Lösung befindliche Stoffe werden beseitigt oder verändert, sodass der Abfluss sich als tatsächlich gereinigt erweist.

Diese Reinigung war, wie man ursprünglich annahm, ausschliesslich eine Folge des oxydierenden Einflusses der Luft; aber durch die Versuche⁴ 5) von Schloesing in Frankreich,

sowie Frankland und Warington in England wurde bewiesen, dass die Mitwirkung von Organismen hinzukommen muss, um

eine nitrifizierende Wirkung hervorzubringen......“

„Zur Zeit kann niemand die Beschaffenheit des Abflusses von mit Abwässern beschickten Filterflächen bezüglich der Mengen der zulässigen Beschickungen, des Einflusses des Winters oder langer Stürme auf ihre Wirksamkeit, sowie der zweckmässigen Zeitintervalle zwischen den einzelnen Beschickungen zutreffend angeben. Diese Kenntnis kann nur durch Versuche und sorgfältige Beobachtungen erlangt werden.“

Auf diesen Grundsätzen baute man in Amerika die wissenschaftliche und praktische Durchbildung der Abwässerreinigung mittelst Behandlung auf gewachsenem Boden unter planmässigem Ausschluss landwirtschaftlicher Benutzung desselben auf.

Dem Gesundheitsrate des Staates Massachusetts gebührt der Dank, dieses Verfahren in die Wirklichkeit in grossem Umfange umgesetzt zu haben. Heute hat man auch in Deutschland begonnen, auf Grund der günstigen amerikanischen Erfahrungen diesem Verfahren lebhaftes Interesse zuzuwenden. Vielleicht wird es nun mit den eigentlichen künstlichen biologischen Filtern, bei denen die Verwendung des gewachsenen natürlichen Bodens von vornherein planmässig ausgeschaltet wird, unter geeigneten Verhältnissen in wirksamen Wettbewerb treten.

Mehr noch ist es wohl berufen, an vielen Stellen das Rieselfeld zu ersetzen und so weite, einst billige, jetzt dagegen infolge der Ausdehnung der Städte wertvolle Landflächen der Allgemeinheit wieder zwecks Schaffung von Stadterweiterungen, Villenkolonien und Parkanlagen zugänglich zu machen.

Die Systeme der Sielnetze in den Gemeinden von Massachusetts.

Beim Vergleich der in Reinigungsanlagen erzielten Kläreffekte ist darauf hinzuweisen, dass gewöhnliche häusliche amerikanische Abwässer im grossen Durchschnitt erheblich dünner als deutsche sind: Der Wasserverbrauch auf den Kopf der Bevölkerung beträgt durchschnittlich ein mehrfaches desjenigen in deutschen Städten. Bezüglich näherer Angabe wird auf S. 8 und die dort beigefügte Tabelle verwiesen.

ln mehreren Gemeinden von Massachusetts, z. B. Clinton, Brockton, Worcester, treten die rein häuslichen Abwässer stark gegen die industriellen zurück, wie weiterhin bei Erörterung der einzelnen Angaben näher hervorgehoben werden wird.

Die meisten kleineren Gemeinden in Massachusetts sind nach dem Trennsystem, z. B. Brockton, Framingham, Natick, die Grossstädte ausschliesslich nach dem Sammelsystem (Mischsystem) entwässert. Die Entwickelungin dieser Hinsicht ist in Amerika eine andere wie in Deutschland. Man hat sich dort in den kleineren Gemeinden von vornherein darauf beschränkt, nur diejenigen Wässer, die wirklich gesundheitsschädlich sind, also die eigentlichen Abwässer unterirdisch abzuleiten; das Niederschlagswasser läuft im allgemeinen oberirdisch ab. Nur in den Grossstädten, in denen das Regenwasser schon durch seine Massen nachteilig wirkt, hat man das Sammelsystem eingeführt.

In den letzten Jahren hat jedoch die Sorge um die Reinhaltung der Vorflut dazu geführt, der Frage der Durchführung eines vollständigen Trennsystems mit getrennter unterirdischer Ableitung der Ab- und der Niederschlagswässer in den Grossstädten näher zu treten. Die von der Küste und hiermit von dem Vorfluter weit entfernten neu aufzuschliessen-den Stadtteile in Boston sollen nach dem getrennten System entwässert werden. Ja, für die am Charles-River gelegenen vollständig bebauten und nach dem Sammelsystem entwässerten Stadtteile beabsichtigt man, unter Beibehaltung der bestehenden Strassenkanäle für die Ableitung des Niederschlagswassers, noch besondere für diejenige der Abwässer nachträglich einzubauen. Eine vollständige Aenderung der Grundstücksentwässerungen würde die Folge sein.

Leider sind die durch die Einführung des getrennten Systems zu erzielenden Ersparnisse bei der Reinigung der Abwässer infolge der unsorgfältigen Art der Verlegung der Röhren vielfach wieder aufgehoben. Der Grundwasser- und auch der Regenwasserzufluss zu den Leitungen durch undichte Muffenverbindungen, Anschlüsse von Kellerentwässerungen, von Sinkkasten und Regenröhren ist in den meisten Anlagen ganz enorm. Jeder stärkere Niederschlag macht sich im Abflüsse alsbald bemerkbar⁶).

röhren mit Asphaltkitt und Teerstrick in Amerika bald wieder aufgegebenen Versuchen in Quincy, einem Vororte von Boston — noch nicht eingeführt ist¹). In der Regel werden die Röhren mit Ton und Teerstrick, bisweilen mit Portlandzement verdichtet.

Bemerkt sei hier, dass die Dichtung der Muffen der Steinzeug-

abgesehen von

Die Güte der Arbeit leidet häufig sehr unter den politischen Umtrieben, denen die städtischen Verwaltungen stark ausgesetzt sind.

II. Teil.

Die Versuchsanstalt in Lawrence und ihre wichtigsten Versuche mit intermittierenden Sandfiltern.

im Jahre 1887 — zur

Die Bemühungen des Gesundheitsrats bei Auswahl eines für die Anlage der Versuchsanstalt geeigneten Platzes gingen zunächst dahin, diese an einer Stelle zu errichten, wo zu Versuchszwecken die üblichen städtischen Abwässer, unbeeinflusst durch Regen- und Grundwasser zur Verfügung stehen. Eine in jeder Hinsicht geeignete Stadt fand sich leider im ganzen Staate Massachusetts nicht. Man entschied sich dahin, die Versuchsanstalt nach Lawrence zu legen. Hier standen für ihre Zwecke die Abwässer aus den Geschäften und Wohnungen einer Bevölkerung von etwa 10000 Seelen Verfügung, deren Beschaffenheit durch industrielle Abwässer nicht beeinflusst wird. Da das Sielnetz nach dem Sammelsystem gebaut ist, so werden die Abwässer bei Regenwetter stark mit Regenwasser verdünnt. Aus dem Strassensiel wird das für die Versuche bestimmte Abwasser durch ein 2y₂zölliges eisernes Rohr 1320 m weit zu der Versuchsanstalt gepumpt, und zwar ausschliesslich in den Stunden von 7 [Jhr morgens bis 5 Uhr nachmittags, also zu einer Zeit, in der die Abwässer stärker als in den verbleibenden Tagesstunden sind. Die durchschnittliche Zusammensetzung der den einzelnen Versuchsfiltern zugeführten Abwässer an organischen Stoffen als Mittel von an allen Dienstagen im Jahre genommenen Proben ist in der beigefugten Tabelle No. 9 für die einzelnen Monate der Jahre 1892, 1898 und 1904 angegeben²).

1)    Ueber „Steinzeugröhren zu Kanalisationszwecken, ihre Beschaffenheit, Verlegung und Dichtung“ vgl. „Gesundheit“, Jahrgang 1908. No. 1, einen Aufsatz des Verfassers.

2)    Die amerikanischen und die deutschen Untersuchungsmethoden zwecks Feststellung der Beschaffenheit des Abwassers stimmen allerdings nicht genau miteinander überein. Infolgedessen sind auch die Ergebnisse nur annähernd einander vergleichbar. Ein näheres Eingehen auf diese Unterschiede liegt jedoch ausschliess-

Die Versuchsanstalt in Lawrence.

CM

Bakterien im ccm

1904

2753000

2260000

2270000

2167000

2016000

1750000

1563000

1298000

1323000

35S5000

2900000

2475000

Tabelle No. 9.

Durschnittlichc Zusammensetzung des Abwassers der Versuchsanstalt in Lawrence.

Teile in 100000.

Sauerstoff

verbrauch

1892 1898 1904    1892    1898

Stickstoff

nach Kjeldahl insge-lin Ltt- — samt j sung

1904 I 1904" 18921898 1904 h) 1 b)

Chlor

Albuminoid-Ammoniak in Lösung

insgesamt

iempera-1 Freies Ammoniak

tur in G.

¹⁸a^b 1904 1892 1898 1904 1892:4898 1904 1892 1898 1904

3,90 3,14 4,95 661000 2350000 4.30 2,91 6,03 1143000 2173000 4,06 2,87 5,64    989000    1569000

3,40 3,65 5,33 802000 1953000 3,60 3,20 4,19    714000    1915000

3.50    3.06 4,19    626000    1641000

3,12 2,42 4,52 504000 1076000 4,08 2,75 4,55 829000 885000 4,27 3,26 4,32 800000 1756000 4,27 3,56 5,44 927000 2308000

4.50    4,41 5,92 854000 2404000 5,10 3,46 6,26 863000 2309000

o,59 10,20 6,01 9,02 6,16 11,40 6,26 11,31 6,81 14,20 8,07 13,14

14,34

14,31

11,89

12,52

13,66

8,58

8,40:

8,59

7,72

7,77

7,32

6,14

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0,57

0,56

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Monat

Januar . Februar . März . . April . . Mai . . . Juni . . . Juli . . . August . September Oktober . November Dezember

im Mittel

Bemerkungen: a'¹ für 1892 nicht angegeben, b) für 1892 und 1898 nicht angegeben.

Die Tabelle zeigt, dass der Gehalt des Abwassers an organischen Stoffen im Laufe der Jahre ein stärkerer geworden ist.

Der

40 v. H. aus Kohlenstoff und 20—25 v. II. aus Fetten

zu

Bericht des Gesundheitsrates von 1904 bezeichnet das Abwasser als „ein starkes häusliches Abwasser“. In 1000 cbm rohem Abwasser sind nach dem Durchschnitt der letzten 18 Jahre 247 kg Schwebestoffe — gemessen als trockener Schlamm — vorhanden¹). Von diesen sind 75 v. H. organisch, die zu nur 2—5 v. H. aus organischem Stickstoff, sich zusammensetzen.

Die Abwässer werden einer grossen Reihe verschiedenartigster Filter in verschiedenartigsterWeise zugeführt. Von diesen Filtern, deren Gesamtzahl vom Beginn der Untersuchungen im Jahre 1887 bis zum Jahre 1906 auf annähernd 300 gestiegen ist, sind die ältesten, grössten und den wirklichen Verhältnissen der Praxis am meisten sich anpassenden die acht in ihrer Mehrzahl bereits in den Jahren 1887 und 1888 in Betrieb genommenen und bis heute fortlaufend durch intermittierende Beschickungen systematisch betriebenen grossen Filter No. 1, 2, 4, 5A bzw. 5B, 6, 9A und 10. Die an diesen Filtern in den ersten Jahren gesammelten Erfahrungen waren massgebend für die Konstruktion der ersten zur praktischen Durchführung gelangten Abwässerreinigungsanlagen mittels intermittierender Bodenfiltration²). In den späteren Jahren haben die an diesen Filtern gesammelten wissenschaftlichen Ergebnisse und die an den ausgeführten städtischen Filtern gemachten praktischen Erfahrungen sich teilweise ergänzt.

lieh auf dem Gebiete des speziell vorgebildeten Chemikers. Verfasser begnügt sich daher auf einige Quellen hinzuweisen:

1.    Earle B. Phelps:

a)    Analytical Methods and Interpretation of Results,

b)    The Interpretation of Sewage Analysis (hier auch bezügliche weitere Literaturangaben),

beide Aufsätze in den Veröffentlichungen des „Massachusetts Institut of Technology Boston“ für 1906.

2.    R. St. B. H. Mass. 1904. p. 230.

R. St. B. H. Mass. 1905. p. 361.

3.    A. Bredtschneider und Dr. K. Thumrn:

„Englische und deutsche Untersuchungsmethoden“, s. Mitteilungen aus der Königlichen Prüfungsanstalt für Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung in Berlin, Heft 3, S. 28 u. f.

1)    R. St. B. H. Mass. 1906. p. 217.

2)    Im Folgenden werden diese letzteren in den Stadt- oder Landgemeinden ausgeführten Filter als „städtische Filter“ bezeichnet werden; diesen stehen die „Versuchsfilter“ in Lawrence gegenüber.

Die im Nachfolgenden gegebene Beschreibung der sieben wichtigsten dieser Filter muss sich auf eine Wiedergabe der hauptsächlichsten Ergebnisse und der Bedingungen, unter denen diese erzielt wurden, beschränken:

Sämtliche Filter liegen ausserhalb der Gebäude vollständig im Freien und zwar in der Erde. Sie sind kreisrund und haben einen

Durchmesser von je 200 engl. Zoll = 5,0 m. beträgt einheitlich ¹/₂₀₀ engl- acre = 10,63 qm. Die äussere Begrenzung besteht aus dicht miteinander verbundenen Brettern aus Zypressenholz. Das Einbringen des Filtermaterials erfolgte in allen Eiltern mittelst Einwerfen in Wasser, mit dem die Behälter gefüllt

Ihre Oberfläche

Hierdurch wurde eine erhebliche einschlämmende Wirkung

waren.

und so eine Anpassung an die natürliche Lagerung des Materials im gewachsenen Boden erzielt. Sämtliche Filter sind durch Drains, die in einer Kiesschicht von annähernd 9 cm Stärke verlegt sind, sehr gut entwässert. Diese Kiesschicht besteht aus nach oben zu kleiner werdenden Kieseln. Das Abwasser wird den Filtern von hochstehenden

Messbehältern, in die es gepumpt wird und deren je einer für fünf Filter dient, in bestimmten genau zu regulierenden Mengen mittels eines leicht beweglichen Schlauches zugeführt. Die beigefügten Abbildungen No. 2—4 sind photographische Aufnahmen dieser grossen Versuchsfilter, und zwar sind No. 2 und 3 im Jahre 1905, No. 4 dagegen bereits im Jahre 1896 aufgenommen.

Filter No. 1. Filter No. 1 besteht in einer Tiefe von 1,50 m aus grobem Sand „in einer wirksamen Grösse“*) von 0,48 mm und einem „Gleichmässigkeitskoeffizienten“²) von 2,4. Dieses Material ist unmittelbar aus dem gewachsenen Boden entnommen. Ziffer 1 der Abbildung No. 5 zeigt die Korngrösse des Sandes. Die Oberfläche dieses Filters wurde von seiner Inbetriebnahme bis Frühjahr 1904 vollständig eben und gleichförmig gehalten. Seitdem ist sie mit Furchen und Dämmen von 25 cm Höhe in dem Bestreben versehen,

1) Die Grösse der das Filtermaterial bildenden San

Die Schwebestoffe werden zum grössten Teil auf ode

Kl

über der Erdoberfläche abzuschneiden. Die Erfahrun

Tabelle No. 71.

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¹

Siehe Report of the State Board of Health of Massachusetts. 1905. S. 191. Anmerk.: Die vorbezeichneten, im folgenden mehrfach erwähnten Jahresberichte werden fortan in nachstehender Weise abgekürzt werden: R. St. B. H. Mass.

²

Siehe Report of the City Engineer of the City of Providence for the year 1905. S. 8 u. f.

³

Siehe R. St. B. H. Mass. 1904. S. VIII u. X.

⁴

   Wörtlich entnommen aus: R. St. B. H. Mass. 1887. S. 38 und 41.

⁵

   Näheres über diese Versuche:

a) R. St. B. H. Mass. 1887. S. 39 u. f. zb) Dunbar, „Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage“. 1907. S.172. c) Die Originalangaben enthält der erste Band des Berichts der englischen River Pollution Commission von 1870.

⁶

Wegen der erheblichen Grundwasserzuflüsse, die in sämtlichen amerikanischen nach dem Trennsystem ausgeführten Kanalisationsanlagen festgestellt worden sind, hat man neuerdings schon bei Aufstellung der generellen Entwürfe entsprechende Mengen an Grundwasser als zulässig aufzunehmen angenommen. So sieht Mr. Rudolph Hering in seinem im Herbst 1907 herausgegebenen generellen Entwurf für die nach dem Trennsystem gedachte Entwässerung der südlichen neu aufgeschlossenen Stadtteile von Chicago, deren Untergrund grösstenteils aus Clayboden besteht, einen Grundwasserfluss von 0,94 cbm für das Hektar entwässerte Fläche und Tag vor. s. Report on the Disposal of Sewage from the Calumet subdivision of the Sanitary District of Chicago, by Rudolph Hering, Chicago, Oktober 1907.

1) Die Grösse der das Filtermaterial bildenden Sand- bzw. Kieskörner wird gemessen als Durchmesser einer Kugel von gleich grossem Volumen. „Wirksame Grösse“, „effective size“ heisst, dass 10 v. H. des gesamten Gewichts des Filtermaterials kleinere Korngrösse als die angegebene haben. Im vorliegenden Falle haben z. B. mithin 10 v. II. des gesamten Filtermaterials — dem Gewicht nach — kleinere Korngrösse als Kugeln von 0,48 mm Durchmesser.

2) Unter „Gleichmässigkeitskoeffizient“ versteht man den Quotienten —: hierin

sind die Werte von A und B so bestimmt, dass 60 v. II. des gesamten Filtermaterials kleiner als A und 10 v. H. kleiner als B sind.

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Abbildung No. 3.

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Abbildung No. 4.

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Abbildung No. 2—4: Die grossen Versuchsfilter in Lawrence.

den allmählich geringer gewordenen Reinigungseffekt neu zu beleben. Näheres hierüber vergl. Seite 31. Das Filter ist seit dem 10. Januar 1888 fortlaufend im Betriebe.

Filter No. 2. Filter No. 2 besteht in einer Tiefe von 1,50 m aus sehr feinem, nahezu weissen Sande, in einer „wirksamen Grösse“ von 0,08 mm und einem „Gleichmässigkeitskoeffizienten“ von 2,0. Dieses Material ist gleichfalls unmittelbar aus dem gewachsenen Boden entnommen. Ziffer 2 der Abbildung No. 5 zeigt die Korngrösse des Sandes. Auf der Oberfläche sind zwei ringförmige Gräben von je einem Fuss Breite und zwei Fkiss Tiefe aus mittelfeinem Sand in einer „wirksamen Grösse“ von 0,19 mm angelegt. Auf die Oberfläche dieser Gräben, die etwas tiefer als die eigentliche Oberfläche der Filter liegt, wird das Abwasser ausschliesslich geleitet. Das Filter ist seit dem 19. Dezember 1887 fortlaufend im Betriebe.

Filter No. 4. Filter No. 4 besteht in einer Tiefe von 1,50 m aus feinem Flussschlamm in einer wirksamen Grösse von 0,04 mm und einem Gleichmässigkeitskoeffizienten von 2,7. Dieses Material ist unmittelbar aus dem gewachsenen Boden entnommen. Auf der Oberfläche sind zwei ringförmige Gräben von je 35 cm Breite und 30 cm Tiefe aus grobem Sand in einer „wirksamen Grösse“ von 0,48 mm angelegt. Auf die Oberfläche dieser Gräben, die etwas tiefer als die eigentliche Oberfläche der Filter liegt, wird das Abwasser ausschliesslich geleitet. Das Filter ist seit dem 19. Dezember 1887 fortlaufend im Betriebe.

Filter No. 5A. Filter No. 5A besteht in einer Tiefe von 1,50 m aus feinem gesiebten Kies in einer „wirksamen Grösse“ von 1,40 mm und einem „Gleichmässigkeitskoeffizienten“ von 2,4. Das Filter wurde

Abbildung No. 5.

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Korngrösse im Versuchsfilter in Lawrence.

am 14. September 1891 in Betrieb genommen. R. St. B. H. Mass. 1892 sagt auf Seite 411:

„Das Material war zu rauh, um die beste Reinigung des Abwassers zu bewirken; doch ist die chemische Reinigung eine recht befriedigende. Eine der grössten Schwierigkeiten beim Betrieb eines Filters aus einem so groben Material besteht darin, eine gleichmässige Verteilung des Abwassers zu erzielen. Die Tendenz des Abwassers geht dahin, auf einer engbegrenzten Fläche nahe der Zuleitungsstelle hinabzulliessen, während die übrige Fläche des Filters ungebraucht bleibt.“

Die infolgedessen in dem gleichen Jahre gemachten Versuche, durch Bedecken der Filteroberfläche mit einer Lage mittelfeinen Sandes eine gleichmässigere Verteilung des Abwassers zu erzielen, führten zu einem Misserfolge. Die Deckschicht hält infolge ihrer grösseren Kohäsionskräfte eine beträchtliche Menge Wasser fest und bildet so einen Wasserverschluss für das darunter liegende Filter; die Belüftung des Filters von oben wird daher durch diesen Wasserverschluss im wesentlichen verhindert und bleibt überhaupt in nur sehr geringem Masse noch durch die zur Entwässerung dienenden Drains erhalten. Die reinigende Wirkung des Filters geht daher mehr und mehr in eine ausschliessliche „Durchsiebung“ über; die Nitrifizierung hört allmählich ganz auf. Man hat daher nach Verlauf weniger Monate die Deckschicht wieder beseitigt und das Filter wieder in den früheren Zustand gebracht.

Im Jahre 1898 entschied man sich, das Filter ausser Betrieb zu nehmen. Von der Inbetriebnahme bis zum 3. März 1898, dem Tage der Einstellung der Versuche, war das Filter mit insgesamt 3092,2 cbm, entsprechend 1,5461 Millionen cbm für das ha Oberfläche beschickt worden. R. St. B. H. Mass. 1898 sagt auf Seite 480: „Das Filter war während dieser Jahre mit einer durchschnittlichen Menge von täglich „60000 gall. per acre“¹) gleich 5,7 cm Wassersäule für das qm Oberfläche beschickt worden. Wenn auch entsprechend dem groben Korn des Filtermaterials sein Abfluss niemals den Reinheitsgrad anderer Filter erreichte, so war doch die prozentuale Reinigung hoch; das Filter nahm das zugeführte Abwasser ohne Schwierigkeiten. Bei Beendigung der Versuche befand sich das Filtermaterial in guter Beschaffenheit und war anscheinend fähig, Abwasser für eine unbegrenzte Zeitperiode noch zu empfangen.“

Filter No. 5B. Filter No. 5B besteht in einer Tiefe von

1) Die im Nachfolgenden oft vorkommende Beziehung „gallonen per acre“ ergibt auf „cbm f. d. Hektar“ umgerechnet: gall. acre

3,785

cbm

1000.0,4 ha

= 0,0094625

cbm 1 cbm ha 100 ha

Für die Tabellen ist zur Vereinfachung der Umrechnung der angenäherte Wert 1 cbm

eingesetzt worden, falls nicht ausdrücklich ein anderes bemerkt worden

100 ha

ist. Eine genaue Nachprüfung der Tabellen wird ohne weiteres diese kleine Ungenauigkeit ergeben. Für Vergleichszwecke ist sie belanglos, wenn man sich nur erinnert, dass die in der Technik anerkannten Formeln für die Geschwindigkeiten und mithin Abflussmengen unter sich erheblich grössere Abweichungen ergehen.

1,50 m aus einer Mischung von Schlacken und Asche, die aus der Verbrennung von Weichkohle sich ergeben hat. Die Oberfläche dieses Filters ist vollständig eben und gleichförmig. Es ist am 5. März 1898 in Betrieb genommen und am 11. Juli 1905 ausser Betrieb gesetzt worden. An seiner Stelle wurde ein Filter — No. 5C — aus grobem Sand aufgebaut.

Filter No. 6. Filter No. 6 besteht in einer Tiefe von 1,10 m aus einer Mischung von grobem und feinem Sand in einer wirksamen Grösse von 0,35 mm und einem Gleichmässigkeitskoeffizienten von 7,0. Dieses Material ist unmittelbar aus dem gewachsenen Boden entnommen. Ziffer 6 der Abb. No. 5 zeigt die Korngrösse dieses Kiessandes. Das Filter ist seit dem 12. Januar 1888 fortlaufend im Betriebe.

Filter No. 9A. Filter No. 9A besteht in einer Tiefe von 1,25 m aus etwas lehmhaltigem Sand in einer wirksamen Grösse von 0,17 mm und einem Gleichmässigkeitskoeffizienten von 2,0. Dieses Material ist unmittelbar aus dem gewachsenen Boden entnommen. Ziffer 9 der Abb. No. 5 zeigt die Korngrösse des Sandes. Die Oberfläche dieses Filters wurde von seiner Inbetriebnahme bis Frühjahr 1904 vollständig eben und gleichförmig gehalten. Seitdem ist es mit Furchen und Dämmen von 25 cm Höhe in dem Bestreben versehen, den allmählich geringer gewordenen Reinigungseffekt neu zu beleben; näheres hierüber vergl. Seite 31. Das Filter ist seit dem 18. November 1890 fortlaufend im Betriebe.

also nicht vor-

Die vorgenannten acht Filter sind in den ersten Jahren nach ihrer Inbetriebnahme wesentlich anders als in dem darauffolgenden bis heute reichenden Zeitraum betrieben worden. Die erste Periode reicht bis zu den Jahren 1892/1893, die zweite, wie bemerkt, bis heute. In der ersten Periode wurde das rohe gereinigte — Abwasser in einzelnen Beschickungen von bestimmter Menge, deren Grösse und Häufigkeit für die einzelnen Filter verschieden war, den einzelnen Filtern zugeführt. So wurden beispielsweise Filter No. 1 zwölfmal, Filter No. 2 sechsmal, Filter No. 4, 6 und 9A. meist je dreimal die Woche beschickt. An Sonntagen erfolgen vom Beginn der Versuche an keine Beschickungen, worauf besonders hingewiesen sei; die Sonntage sind mithin während der ganzen Dauer des nunmehr zwanzigjährigen Betriebes Ruhetage. Während des Frostes wurden die Filter mit Leinwanddecken bzw. mit Brettern abgedeckt, um den Einfluss des Frostes fernzuhalten. Irgend eine andere Behandlung der Oberflächen der Filter fand in den ersten Jahren nicht statt.

In den Jahren 1892 bzw. 1893 machte sich eine sehr erhebliche Verschlammung sämtlicher Filter bemerkbar. Während diese bei den meisten Filtern nur die Schichten an der Oberfläche betraf, war Filter No. 9A in seiner ganzen Tiefe verschlammt. Als Ursachen der Verschlammung dieses Filters in ganzer Tiefe wurden Schlammablagerungen in zahlreichen mehr oder weniger ausgedehnten Lagern ermittelt. Diese Ablagerungen fanden sich am Uebergang aus gröberem Material in feineres lehmhaltiges. Die Schwebestoffe setzen sich in erheblichen Mengen auf der Oberfläche des feineren Materials ab, verschlammen dieses und machen so das Filter für die zur Oxydation nötige Luft undurchdringlich. Begünstigt wird die Bildung solcher Lagen gröberen und feineren Materials infolge des beim Einwerfen des Filtermaterials während des Baues eingetretenen ungleichmässigen Niederschlagens und Absetzens.

Man sah sich daher im Jahre 1893 genötigt, die oberen 22,5 bzw. 10,0 cm von den Filtern No. 1 bzw. 6 zu beseitigen und durch neues Material zu ersetzen. Ebenso wurden 11 bzw. 9 cm der ringförmig vertieften Zuleitungsgräben der Filter No. 2 bzw. 4 beseitigt und durch neues Material ersetzt. Von Filter No. 9A wurden zunächst die obersten 27,5 cm beseitigt und sodann das ganze Filter bis zur Sohle umgegraben. Nach erfolgtem Umgraben wurde das alte Material wiederum eingefüllt; während es jedoch bei der erstmaligen Einfüllung in Wasser geworfen wurde, wurde es nunmehr trocken eingebracht.

Seit dem Jahre 1893 bis heute ist kein Sand mehr aus den

also

Filtern entlernt worden. Die dauernde Inbetriebhaltung der Filter wurde dadurch erreicht, dass sie jährlich wenigstens zweimal 15—20 cm tief umgegraben und die Oberflächen wöchentlich einmal geharkt wurden, eine Massnahme, die im grossen Massstabe dem Umpflügen und Eggen der städtischen Filter entspricht, ln den Filtern No. 2 und 4 wurde während der Jahre 1893 bis 1896 der grobe Sand in den Gräben, auf die das Abwasser ausschließlich geleitet wird, nach Bedarf vorübergehend herausgenommen und nach Umgraben der Sohle dieser Gräben und Abharken ihrer Seitenflächen wieder eingefüllt. In den nachfolgenden Jahren wurde jedoch diese Behandlung ausgesetzt, bis sie im Herbst 1903 in dem Bestreben wieder aufgenommen wurde, die auf der Oberfläche und in der Sohle dieser Gräben in der Berührungsfläche zwischen dem groben Sande der Gräben und

dem feinen des Filters selbst — allmählich angesammelte organische Substanz besser zu beseitigen.

Auch während der zweiten Periode wurden im Winter die Oberflächen der Filter durch Leinwanddecken bzw. Bretter gegen den Einfluss des Frostes geschützt, so oft und so lange es nötig erschien. Sowohl in der ersten wie in der zweiten Periode wurden Schnee und Eis, die sich auf der Oberfläche gebildet hatten, regelmässig beseitigt, um die Filter im Betriebe zu erhalten. Die Nitrifizierung war während der Winterkälte regelmässig bedeutend geringer als im Sommer.

Es muss hier eingeschaltet werden, worauf später noch genauer eingegangen wird, dass die meisten der städtischen Filter in jedem Jahre vor Beginn der Frostperiode in ihrer ganzen Oberfläche mit entsprechend tiefen Furchen versehen werden — vgl. Abb. No. 11. — Der niederfallende Schnee bildet unter der Einwirkung des Frostes eine einheitliche, auf den kleinen Dämmen, die die einzelnen Furchen von einander trennen, ruhende Decke. Unter dieser Decke fliesst in den Furchen das warme Abwasser, das in möglichst grossen, auf möglichst kurze Zeit sich erstreckenden Beschickungen zugeführt wird, den Filtern zu. Dieses warme Abwasser verhindert einerseits ein Eindringen des Frostes in die tieferen Lagen des Filters, andererseits wird es selbst durch die über ihm befindliche Schneedecke vor starker Abkühlung geschützt. Diese äusserst einfache und zweckmässige Massnahme¹) zur Beschickung der grossen städtischen Filter während der Wintermonate versuchte man vergeblich bei den kleineren Versuchsfiltern in Lawrence durchzuführen. Die geringen absoluten Mengen des zugeführten Abwassers und die gute Drainierung dieser Filter verhinderten die wirksame Durchführung dieser Massnahme.

Der in den Filtern während des nunmehr fast zwanzigjährigen Betriebes erzielte Reinigungseffekt ist jahraus jahrein bis heute noch ein hoch befriedigender. Das Filtrat ist fast stets klar, farblos und frei von Gerüchen; es enthält einen erheblichen Prozentsatz des im Abwasser zugeführten Stickstoffs als Nitrate; die Zahl der in ihm noch enthaltenen Bakterien ist sehr gering; ein Nachfaulen tritt nicht ein¹ 2).

Die genaueren Angaben sind aus den in der Anlage I u. II¹) und im Text gefügten Tabellen No. 10—16 über die Analysen des Filtrates aus den einzelnen Filtern ersichtlich.

I.    Tabelle No. 10 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 1 in den Jahren 1892, 1898, 1904 und 1906. Beachtenswert ist der geringe Gehalt an Nitraten während der Monate April und Mai 1892 vor dem erfolgten Umgraben der Oberfläche.

II.    Tabelle No. 11 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 2 in den Jahren 1892, 1898, 1904 und 1906.

III.    Tabelle No. 12 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 4 in den Jahren 1892, 1898, 1904 und 1906.

IVa. Tabelle No. 13 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 5A in den Jahren 1892 und 1898.

IV b. Tabelle No. 14 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 5B in den Jahren 1898 und 1904.

V.    Tabelle No. 15 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 6 in den Jahren 1892, 1898, 1904 und 1906.

VI.    Tabelle No. 16 zeigt die Ergebnisse der Abflüsse des Filters No. 9A in den Jahren 1892, 1898, 1904 und 1906.

Trotz dieser aus den beigefügten Tabellen ersichtlichen guten Abflüsse sind in den letzten Jahren und zwar seit 1903 Wahrnehmungen gemacht worden, die für die Erhaltung des dauernden Betriebes der Filter von grösster Bedeutung sind. Die leitenden Chemiker der Versuchsanstalt in Lawrence haben sich der Feststellung der Ursachen dieser Wahrnehmungen und ihrer Abänderung mit grösstem Fleiss angenommen. Im Nachfolgenden sei auf diese Untersuchungen auszugsweise eingegangen:

In der oberen 15 bis 20 cm starken Schicht der Filter No. 1, 6 und 9A und in den „Beschickungsgräben“ der Filter No. 2 und 4 hat sich ein recht erheblicher Betrag organischer Substanz im Laufe der Jahre angesammelt, der mehr und mehr die Oberfläche verstopfte und so die Nitrifizierung nachteilig beeinflusste. Diese Ansammlung an organischer Substanz führte man zunächst im wesentlichen auf die geringere Nitrifizierung während der kalten Wintermonate zurück. Man hoffte, durch eine stärkere Belebung der nitrifizierenden Wirkungen in den Filtern diese Ansammlung an organischer Substanz zu beseitigen. Die Filter No. 1, 6 und 9A wurden mit 25 cm tiefen Furchen versehen, die allein mit Abwasser beschickt wurden. So wurde grösseren Teilen der Filteroberfläche eine Ruhepause gewährt,

1) Die weniger wichtigen und die umfangreicheren Tabellen sind in zwei am Schlüsse beigefügten besonderen Anlagen wiedergegeben.

Monat

Tagt. durch-schnittl. Beschickungsmenge für 6 Tage in der Woche in cbm für den ha

Temperatur in C.

im

im

Abwasser Abfluss

Tabelle

Analysen des durchschnittlichen Abflusses

Teile in

Zeitdauer des Verbleibens des Abwassers an der Oberfläche

in Minuten

Aussehen

Trübung

Farbe

No. 13.

des Versuclisfilters No. 5A in Lawrence. 100 000.

Ammoniak

Stickstoff als

Freies

Albuminoid

Chlor

Nitrate

Nitrite

Sauerstoff-

Verbrauch

Bakterien im ccm

18924898 1892 1898 1892 1898 18924898

1892

1898

18924898

1892 1898

1892 1898 1892    1898

1892 | 1898 1892 1898 1892 1898

1892    1898

850

Januar Februar März April Mai Juni Juli August September 857 Oktober 389 November 800 Dezember 955

974

947

946

469

862

801

859

Im Mittel 809

Monat

Januar

Februar

März

April

Mai

August

September

Oktober

November

Dezember

Im Mittel

831

833

Tagl. durcb-sehnittl. Beschickungsmenge iür 6 Tage in der Woche in cbm iür den ha

18984904

1000

1000

785

600

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stark

deutlich

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136

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165

1440

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sehr schwach

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0,60

0,44

schwach

0,57

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do.

1,42

deutlich sehr schwach deutlich

1,95

2,95

0,60 —

0,91

.p

oo

Tabelle

Analysen des durchschnittlichen Abflusses

Teile in

SS ! I I I I I I | | |

r-H r-H

cooun^r-^MiMcofMTtioi cd -T © cd d o' o" ©" d _T © d

0,11 | 0,12 0,09

0.10

0,07

0,07

0,07

0,08

0,07

0,06

O oo

1- CO

cTo

6,28

8,18

7,27

O' -J

"©OS 4- 00

0,65

0,66

1,24

P © oz o* co Cr«

7,91

2,78

7,93

8,43

10,39

13,01

9,65

9,11

8,44

7,20

0,27

3,63

1,13

0,13

0,19

0,00

1,99

0,98

o © ppooooopoo

o obbbbbbo©©©

^OSO^OOOJi-CDtSMO

© © i o ‘

00 KJ

P O © O © JD P O O p) O © «i -i O co'tn Or>'*-j'aj'or OS OO On ■— 60 ^1 © th- Cn Cn >— 050000

1,00 116 733    21 000

0,76    40 696    24 900

0,80

0,09

8,65

1,14

0,03

0,69

99 256

No. 14.

des Yersuclislilters No. 5B in Lawrence. 100 000.

Temperatur in C.

im

im

Abwasser j Abfluss

1898 1904:1898 1904

Zeitdauer des Verbleibens des Abwassers an der Oberfläche in Minuten

1898 1904

Aussehen

Ammoniak

Stickstoff als

Chlor

S auerstoff-Verbrauch

Bakterien im ccm

Trübung

Farbe

Freies Albuminoid

Nitrate

Nitrite

1898

1904    48984904

1898:1904 1898:1904 1898 ¹ 1904    1898 1904 1898 1904 1898 1904    1898    1904

800

672

800

769

708

708

769

800

600 j 615 438 615 577 800 867 652

728 ¹ 726

©_ CQ^ip Or O.    Cp © o SOpO

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I I    ^ ^ CO^CO

I I cd'cd'ö'c^' t-T oi co cd t-Tud

__H 04 Q4 04 t—i <

©^ I I

589

470

schwach

0,69

do.

do.

0,16

0,62

1.05

111 sehr schwach 32    deutlich

3    keine ; sehr schwach 10.10

0,03 0,20

0,2    10,080,21

0,1 10,06|0,18 0,1    i 0,20 0,16

2,0    0,25 0,29

0,6    0,18 0,49

1,0    0.28 0,91

do.

do.

do.

5    schwach

7    deutlich

6    sehr schwach

47    schwach

do.

do.

0,26

0.56

0,21

—    3,51

—    i 2,79 1,41 3,43 0,97 2,15 0,11 0,29 0,00 0,28 0,01 0,10 0,05 t 0,12 0,36 0,12 0,30 1,20 0,62 2.28 1.52 i 2,62

© o o o o o"o cd© o" cd cd

11 oggsgsgggir

o cd cd cd ö cd ö' o o ©

5,95

4,18

5,94

8,96

7,95

9,04

7,69

7,62

7,75

7,18

9,01

9,90

1,62

1,96

0,01

0,01

1,06

1,07

57 000 35 000 6 000

20 070 63 800 20 250 50 700

104    600

105    400 113 000

27 500 4 900

950

1 600 7 400 1 500 55 050 18 000 53 050

12.7 15,5 12,7 12,3

0,8 j 0,20 0,46

0,68 ¹ 1,57 ¹ 0,06'0,10    7,11 i 11,80    1,71 3,54 0,04 | 0,00    0,37 0,76

t, !    I I    l

25 100    41 100

34 Carl Henneking, Intermittierende Bodenfütration in Nordamerika.

in der die in diesen Teilen angesammelte organische Substanz besser oxydiert und nitrifiziert werden konnte; auch wurde das Abwasser durch Verteilung auf eine kleinere Fläche wärmer im Winter erhalten und so das Aufsaugen desselben durch das Filtermaterial begünstigt. Während in den Wintermonaten früher die Oberflächen nur durch Leinwanddecken oder Bretter vorübergehend geschützt wurden und Schnee und Eis stets beseitigt wurden, hat man nunmehr die Oberflächen sorgfältigst dauernd mit einer dichten Bretterlage bedeckt und den auf diese gefallenen Schnee nicht beseitigt; so wurde ein erhöhter Wärmeschutz erreicht. Auch entschied man sich, das gesamte dem Filter zuzuführende Abwasser vorher durch einen Belüfter zu leiten. Man wurde hierzu in der Annahme geleitet, dass die in den Strassen-kanälen und in der 1320 m langen Rohrleitung von diesen bis zur Anstalt entstehenden Fäulnisgase, die die Wirkung der nitrifizierenden Bakterien in den Filtern beeinträchtigen, hierdurch beseitigt würden. Schliesslich auch hat man auf den Filtern No. 1, 6 und 9A im Jahre 1905 versucht, durch Bepflanzen der erwähnten niedrigen Dämme die angesammelte organische Substanz zu vermindern. Auf Filter No. 1 wurde mit Erfolg Mais gepflanzt. Die auf Filter No. 6 und 9A gemachten Versuche mit Runkel- bzw. Futterrüben misslangen.

Die sorgfältigen Untersuchungen bewiesen, dass durch die angeführten und ähnliche Kunstgriffe zwar erhebliche Mengen organischer stickstoffhaltiger Substanz beseitigt werden können, dass aber ein anderer sehr beträchtlicher Teil durch diese Behandlung unbeeinflusst bleibt und beständig ist. Am Schlüsse des Jahres 1905 enthielt der Sand in den kleinen Dämmen des Filters No. 1 den gleichen Betrag an stickstoffhaltiger Substanz annähernd wie um die gleiche Zeit 1904. R. St. B. H. Mass. 1904, p. 206 nennt diesen Teil beständig wie den Stickstoff im Humusboden, der auch Jahr ein Jahr aus sich annähernd gleich bleibt, wenn er nicht durch zu starke landwirtschaftliche Benutzung erschöpft wird. Ein praktisch durchführbares Verfahren zur Beseitigung der gesamten angesammelten organischen Su bst an z — ohne den verschmutzten Sand an der Oberfläche der Filter zu beseitigen und nötigenfalls durch neuen reinen zu ergänzen — ist bis heute nicht gefunden worden.

R. St. B. Mass. 1906, S. 221 kommt zu dem wuchtigen Ergebnis: „Wir glauben nicht länger, dass Bakterientätigkeit in zweckentsprechend gebauten Filterbetten allein alle organische Substanz beseitigen kann. Ein grosser Teil derselben ist zu beständig für eine solche Behandlung und wird sich da-

her ansammeln. In Sandfiltern ist diese Ansammlung wegen der im Vergleiche zu den künstlichen biologischen Filtern beschränkten ßeschickungsmengen natürlich langsam“¹).

1) Bekanntlich sind in den letzten 10 Jahren seitens des staatlichen Gesundheitsrats von Massachusetts nicht allein die bereits früher aufgenommenen umfangreichen Versuche mit Reinigung des Abwassers mittelst intermittierender Bodenfiltration fortgeführt worden, sondern es sind auch zahlreiche Versuche mit jeglicher Art künstlicher biologischer Filter aufgenommen und fortgeführt worden. R. St. B. H. Mass. 1906 giebt S. 221 eine sehr beachtenswerte Zusammenfassung der auf Grund dieser zahlreichen im Laufe von langen Jahren ausgeführten Untersuchungen gewonnenen Erfahrungen und Ergebnisse. Die wörtliche Wiedergabe dieser Zusammenfassung dürfte von allgemeinem Interesse sein; wenn sie auch zu dem Thema streng nicht gehört:

„Alle diese Untersuchungsergebnisse zeigen klar die wahre Wirkungsweise der drei Klassen von Filtern — nämlich: Intermittierende Bodenfilter, Füllkörper und Tropfkörper — in der Verarbeitung erheblicher Mengen ziemlich beständiger organischer und mineralischer Stoffe, die ihnen zugeführt werden. Die Oxydierung der bei der Beschickung fäulnisfähigen Stoffe wird im allgemeinen ohne Schwierigkeiten durch jegliche Art zweckentsprechend gebauter und betriebener Filter bewirkt.

Unter dieser Voraussetzung bringt ein gutes Bodenfilter entsprechend der in ihm auftretenden Oxydierung und der Absiebung einen klaren geruchlosen und in hohem Grade nitrifizierten Abfluss hervor. Die Mengen, mit denen es betrieben werden kann, sind beschränkte. Sie können selten 1000 cbm für das Hektar und den Tag bei Beschickung mit einem Abwasser von normaler Stärke überschreiten. Vorbehandlung des Abwassers gestattet natürlich diese Menge erheblich zu ver-grössern. Füllkörpern dürfen 6- bis 8mal so grosse Mengen wie Sandfiltern zugeführt werden; doch nur die besten geben nicht mehr nachfaulende Abflüsse. Tropfkörper können mit Mengen normal zusammengesetzten Abwassers betrieben werden, die wenigsten 3- bis 4fach so gross wie diejenigen von Füllkörpern und 20fach so gross wie diejenigen von Sandfiltern sind; ihr Abfluss ist in diesem Falle in hohem Grade nitrifiziert, für praktische Bedürfnisse geruchlos und nicht nachfaulend, wenn auch im allgemeinen bis zu einem gewissen Grade getrübt.

Bodenfilter können entsprechend den vergleichsweise geringen Beschickungsmengen lange Jahre hindurch beständig organische Stoffe ansammeln, bis deren Beseitigung notwendig wird oder Schwierigkeiten im Betriebe entstehen; auf alle Fälle wird aber ein gewisser Prozentsatz sich ansammeln. Die besten Füllkörper und gute Tropfkörper stehen ihnen in der Fähigkeit, die fäulnisfähigen Stoffe, die in den ihnen zugeführten Abwässern vorhanden sind, zu oxydieren, nach; andererseits'lassen sie entsprechend der Natur des Materials, aus dem sie aufgebaut sind, einen sehr grossen Prozentsatz der nicht fäulnisfähigen beständigen organischen und mineralischen Stoffe des zugeführten Abwassers durchlaufen.

Der in den Tropfkörpern in Lawrence angesammelte Prozentsatz dieser Stoffe ist unerheblich und überschreitet anscheinend in den besten Filtern eine gewisse Höhe nicht, wie durch unsere Analysen und Untersuchungen gezeigt ist: Das Ab-reissen dieser Stoffe von der Oberfläche des Filtermaterials zu Zeiten wirksamer ßakterientätigkeit und ihr Uebergang in grossen Mengen in den Abfluss ist oftmals

ln den letzten 3 Jahren sind die Bemühungen der Versuchsanstalt in Lawrence dahin gerichtet, die Zusammensetzung und die gesamten Mengen der den Filtern im Laufe der Jahre zugeführten organischen Stoffe, sowie ihre Verteilung und ihren Verbleib festzustellen. Auch auf diese wertvollen Untersuchungen mit einigen Worten einzugehen, dürfte von Interesse sein.

Ausgehend von dem allgemein anerkannten Grundsätze, dass eine weitgeführte Nitrifizierung ein Masstab für die Grösse des Reinigungseffektes ist, ermittelte man zunächst die Mengen an Gesamtstickstoff, der den Filtern im Laufe der Jahre zugeführt worden ist, und seine Veränderungen in diesen. Die Ergebnisse der Untersuchungen lassen sich in folgende Sätze zusammenfassen:

A.    In neu in Betrieb genommenen Bodenfiltern erscheint ein geringerer Prozentteil des zugeführten Stickstoffs in dem Abfluss als in längere Zeit hindurch eingearbeiteten.

B.    In Filtern, die — wie No. 2 und 4 — fortdauernd eine lange Reihe von Jahren einen besonders befriedigenden Reinigungseffekt zeigen, ist der durchschnittliche Betrag des Stickstoffs, der in dem Abflüsse als Nitrate erscheint, nur wenig mehr als 50 v. H. des Stickstoffs in dem Zuflusse.

Die Zunahme an unoxydiertem Stickstoff in dem Abflüsse führte man auf die vermehrte Zuführung an Stickstoff zurück, die infolge der im Laufe der Jahre konzentierter gewordenen Abwässer erfolgt. Die beigefügten Tabellen No. 17 und 18 geben im einzelnen die diesbezüglichen Angaben für die Filter 1 und 2 für die Zeit von ihrer Inbetriebnahme bis zum Jahre 1904 einschliesslich. Man erkennt die geringe Oxydierung in dem ersten Betriebsjahre, die besonders starke nach dem in den Jahren 1892—1893 erfolgten Umarbeiten der Filter und den allmählichen Rückgang in der letzten Zeit. Die beigefügte

beobachtet worden. Wir glauben nicht länger, dass Bakterientätigkeit in zweckentsprechend gebauten Filterbetten allein alle organische Substanz beseitigen kann. Ein grosser Teil derselben ist zu beständig für eine solche Behandlung und wird sich daher ansammeln. In Sandfiltern ist diese Ansammlung wegen der im Vergleiche zu den künstlichen biologischen Filtern beschränkten Beschickungsmengen natürlich langsam. Man spricht heute viel davon, diese Filter mit höheren Beschickungsmengen zu betreiben; aber derartig hohe Beschickungsmengen sind mit geringeren Reinigungseffekten und häufiger Beseitigung des Sandes notwendig verbunden.

Tropfkörper und die besten Füllkörper geben einen sehr viel geringeren Reinigungseffekt bei Vergleichung der Mengen der beseitigten Stoffe, aber sie oxydieren trotz Anwendung grösserer Beschickungsmengen die fäulnisfähigen Stoffe und lassen einen erheblichen Prozentsatz der beständigen Stoffe durchlaufen.“

Tabelle No. 17.

Der Gesamtstickstoff und seine Verteilung im Versuchslilter No. 1 in Lawrence. In Betrieb genommen am 10. Januar 1888.

Jahr

Tägliche Beschickungsmenge für 6 Tage in der Woche in cbm f. d. ha

Zugeführt. Stickstoff, Teile in 100000

Prozente des zugeführten Stickstoffs

im Abfluss nicht erscheinend

im Abfluss

oxydiert nicht oxydiert

1888

1889

534

1890

636

842

2,70

2,71

2,92

63,0

40,9

29,6

55,4

1891

1892

1158

1241

3,32

47,0

46,5

51,1

39,6

1893

1059

3,78

48,2

40,7

1894

1895

705

674

3,66

4,47

4.06

23,3

58.7

17,0

71,1

1896

568

4,81

9,4

68;5

1897

621

28,6

63,1

1898

605

4,95

4,29

33,1

27,8

55,0

1899

548

62,0

1900

519

4,32

27,1

59,5

1901

572

4,95

5,40

31,7

55,3

1902

566

24,8

34,8

1903

720

4,95

4,84

18,6

45,0

1904

549

8,7

58,1

6,11

21,2

54,6

©q © Tf il(N(N

t> eo~ «T oT i-T co .-7 ©4 od —1 ©~ so so" cT «f co

i i—11—i ©5    i'3<eoco©;i

Mittel

713

4,25

28,5

53,4

18,1

Tabelle No. 18.

Der Gesamtstickstoff und seine Verteilung im Versuchslilter No. 2 in Lawrence.

•In Betrieb genommen am 19. Dezember 1887.

1888

1889

2,70

68,5

25,2

6,3

1890

2,71

58,3

40,6

1,1

1891

2,92

43,2

55,8

1,0

3,32

59,0

31,8

0,2

1892

1893

3,78

3.66

47,9

38,4

13,7

24,9

67,5

7,6

1894

1895

4,47

4,06

33,0

63,9

3,1

1896

4,81

1897

4,95

1898

21,0

25,0

46,5

66,0

13,0

68,1

49,3

4,29

41,8

6,9

4,2

1899

1900

4,32

40,0

4,95

25,7

53,8

51,2

67,0

4,4

8,8

7,3

1901

5,40

33,4

44,8

21,8

1902

4,95

1903

1904

4,84

18,7

53,7

27,6

6,11

9,3

66,5

24,2

35,6

38,1

26,3

Mittel

370

4,25

35,2

52,6

12,2

Tabelle No. 19.

Der durchschnittliche Gesanitstickstotf und seine Verteilung in allen Versuchs-

liltern in Lawrence.

Bezeichnung des Filters und Tag der Inbetriebnahme

Tägliche Be-schickungs- Zugeführt, menge für Stickstoff, 6 Tage in der Tei|e in Woche in cbm f. d. ha

Prozente des zugeführten Stickstoffs

100000

im Abfluss nicht erscheinend

im Abfluss

oxydiert nicht oxydiert

No. 1

10. 1. 1888 No. 2

19. 12. 1887 No. 4

19. 12. 1887 No. 5 A

14.    9. 1891 No. 5B

5. 3. 1898 No. 6

12. 1. 1888 f No. 9 A

15.    11. 1890 No. 10

18. 7. 1894 /

713

370

236

CO    t

OT>    CD    I>*

C'-    Oi

CO vO O CD t"- »o

^

CJ« Q'

4,50

4,94

4,41

4,49

4,99

28,5

53,4

35,2

52,6

46,4

47,8

35,5

44,7

22,7

33,7

29,3

32,3

54,0

51,3

51,3

55,7

GO    <D    o

07:    CO    ‘O

r—I    Ol    T—I

Tabelle No. 20.

Der durchschnittliche (iesamtstickstoff mul seine Verteilung auf den städtischen

Filtern.

in 100000

Zeitraum

Gemeinde

der

Unter

suchungen

Durchschnittlich

zugeführter

Stickstoff

Stickstoff im Abflüsse

Prozente des zugeführten Stickstoffs

unoxydiert

oxydiert

im Abfluss unoxydiert

im Abfluss oxydiert

im Abfluss nicht nachweisbar

Andover.....

Brockton .    .    .    .

Clinton:

Oestlicher Hauptdrain Westlicher Hauptdrain

Concord .....

Framingham: Oestlicher Hauptdrain Westlicher Hauptdrain Gordner .

Hopedale

Leicester

Marlborough

Natick

Pittsfield

Southbridge

Spencer .

Stockbridge Westborough .    .    .

1900-1903    7,02    0,96

1897 — 1903    4,73

1,07

0,14 : 2,18

0,27

0,18

1900-1903

1903

0,54

1,14

0,93

0,85

0,50

0,69

0,16

0,71

0,23

0,60    0,75

15,6

19,9

64,5

15,8    29,2    55,0

8,7

10,3

9,5

12,8

21,4

69,9

7,5

82,2

30,6

59,9

15,5

71,7

22,4 I 28,1

49,5

Tabelle No. 19 gibt die durchschnittlichen mittleren Angaben für sämtliche Filter während ihrer Betriebsdauer bis 1904. Besonders interessant wird sie durch einen Vergleich mit der Tabelle No. 20, die die entsprechenden Werte für die „städtischen Filter“ gibt. Tn dieser erscheinen durchschnittlich nur etwa 25 v. H. des zugeführten

Tabelle No. 21.

Absolute Mengen von Oesamtstickstoff in kg f. d. ha für die grossen Versnchs-

lilter in Lawrence.

Filter-No.

Zahl der Betriebstage (bis 1904 einschl.)

Analyse

Kilogramm Stickstoff für das Hektar

des

Sandes

am

zugeführt

angesammelt im Filtersand

im Abfluss

nicht nachweisbar 9

ira Abfluss

oxydiert

nicht

oxydiert

5264

3187

5262

4369

P P • o

pp“p

149100

106230

124000

128680

3430

6080

79600    39400

47300 63800 66500

17500

18700

24900

1) Bemerkung: Unberücksichtigt sind geblieben der Stickstoff in dem zum Aufbau der Filter benutzten Sande und in dem durch Abkratzen beseitigten Sande: Zur Ergänzung: Es wurden abgekratzt — alles vor Ende 1893 — vom Filter    No.    1    ....    3930    kg    f.    d.    ha

„    „    No.    6    ...    .    1350    ,.    „    „

„    „    No.    9A    .    . .    .    660

2. Die Fläche der Versuchsfilter beträgt 20 qm. Um die absoluten Werte in kg zu erhalten, sind mithin vorstehende Zahlen mit ’/boo zu multiplizieren.

Tabelle No. 22.

Absolute Mengen an Albuminoid-Stickstoff für die grossen Versuchslilter

in Lawrence.

Filter-No.

Zahl der Betriebstage bis 1906 einschl.

Albuminoid-Stickstoff in kg f. d. ha

Prozente an zugeführtem Albuminoid-Stickstoff

zugeführt

angesammelt im Filtersande

im Abfluss

nicht nachweisbar

angesammelt im Filtersand

im Abfluss

nicht nachweisbar

5789

5885

5885

3187

5797

CO

4904

22160 3234 11820 1970 7670 2393 14320 1720 18000 5660 18460 3280

2080

1230

1560

16700

9350

5060

10520

11110

13620

t-p cq r- i—

-p cd —T -t- f —' t'-⁻' — h co —i co —

“O Ci “'t Ci -v] -PJ W H 05 05 CD Ol GO Vi ^ Ö O bn

Stickstoffs als Nitrate im Abflüsse gegen mehr als 50 v. H. bei den „Versuchsfiltern“. Die grossen Mengen des in dem Filtrate nicht nachweisbaren Stickstoffs kennen und beweisen, dass mittelst des bereits mehrfach angegebenen mechanischen Abkratzens der Oberfläche der „städtischen Filter“ von Schlamm und in den Vorreinigungen grosse Mengen stickstoffhaltiger Stoffe beseitigt werden.

durchschnittlich 61 v. H.

lassen er-

Für Vergleichszwecke dürften noch die in den beigefügten Tabellen No. 21 und 22 gegebenen absoluten Mengen an Gesamtstickstoff und an sog. organischem Stickstoff — gemessen als Albuminoid-Stickstoff³) — von Wert sein, die den einzelnen grossen Versuchsfiltern für die Dauer ihres Betriebes bis 1904 bzw. 1906 zugeführt worden sind. Die Tabellen lassen erkennen, wie auch anscheinend kleine im Filter zurückgehaltene Beträge an Stickstoff in langjährig betriebenen Filtern erhebliche Grösse erreichen.

Die Gesamtmenge und die Verteilung an angesammelter organischer Substanz auf die ganze Tiefe der Filter wurde annähernd durch Ermittelung des Glühverlustes festgestellt: Es ergab sich der angesammelte Gesamtstickstoff zu durchschnittlich nur 2,5 v. H. der gesamten organischen Substanz, wie die nachfolgende Tabelle No. 23 ausweist:

Tabelle No. 23.

Filter No.

Gesamtstickstoff in kg

Gesamte organische Substanz in kg

581

iS l>£>

460

791

Filter No. 1 Filter No. 6 Filter No. 9A

t-O to

Die vorstehend weiter beigefügte Tabelle No. 24 zeigt deutlich dass die organische Substanz zu 50 bis 75 v. H. nahe unter der Ober-

1) Es gilt die angenäherte Beziehung: 1 Alb. N. X 1,85 = Organ N. vgl. R. St. B. H. Mass. 1904. p. 230 und 1905, p. 361.

iläche in einer kaum einen Fuss hohen Schicht sich niedergeschlagen hat.

Hiermit dürfte das Wichtigste über die grossen, ausschliesslich mit rohem, unbehandelten Abwasser intermittierend beschickten Sandfilter der Versuchsanstalt in Lawrence gesagt sein. Erwähnt muss noch werden, dass einige andere der 1887 bzw. 1888 angelegten Filter aus stark lehmhaltigem Sand aufgebaut und dass einige weitere mit einer Humusschicht bedeckt waren. Diese Filter verschlammten jedoch schon nach ein bis zwei Jahren und wurden infolgedessen ausser Betrieb gesetzt.

Auch sei, um Irrtümern vorzubeugen, darauf hingewiesen, dass der in den Abbildungen No. 2—4 sichtbare Pflanzenwuchs auf einzelnen Filtern nicht etwa künstlich geschaffen ist; er wird gelegentlich beseitigt. Die Ausnahmebehandlung einzelner Filter durch systematisches Bepflanzen mit Mais und Rüben ist bereits erwähnt.

Die vorstehenden Erörterungen zeigen die Möglichkeit, Sandfilter von zweckentsprechender Konstruktion mit intermittierenden Beschickungen von rohem — also nicht vorgereinigtem Abwasser — jahrzehntelang und voraussichtlich auch unbegrenzte Zeit hindurch rationell und befriedigend zu betreiben; sie beweisen jedoch weiter auch, dass die Beseitigung der die Verschlammung der Oberflächen der Sand

filter bewirkenden festen Stoffe ohne Anwendung mechanischer Hülfsmittel

Abkratzen und Abgraben der Oberfläche — oder ohne Anwendung einer Vorreinigung auf die Dauer der Jahre unmöglich ist.

Zwecks Beseitigung der festen Stoffe wird die Oberfläche der städtischen Filter regelmässig mehrfach im Jahre — wenigstens je einmal im Frühjahr und Herbst — in einer Schicht von einigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern abgekratzt. In einer Reihe von Betrieben ist ausserdem vom Beginn oder allmählich auf Grund der gesammelten Erfahrungen es als zweckmässig angesehen worden, zur Verminderung der den Filtern zugeführten Schlammengen und zur Erzielung einer gewissen Vorbehandlung der Abwässer, diese zunächst einer Vorreinigung in Absitzbecken mit dichten Umfassungen oder in Schlammbecken mit durchlässiger Sohle und Untergrund oder in Faulbecken zu unterziehen.

Auch hat man in Worcester (xMassachusetts) in mehrjährigem

Versuchsbetriebe die Ausscheidung der Hauptmasse der Schwebestoffe vor Aufleitung der Abwässer auf die Filter mittelst chemischer Fällmittel durchgeführt.

Ausserdem sind die Reinigungsanlagen fast ausnahmslos mit Gittern oder Rechen und kleineren Sandfängen zur vorherigen Beseitigung der grobsinnlichen Verunreinigungen und des Sandes versehen.

Die über Absitz- und Schlammbecken erforderlichen Angaben werden bei Besprechung der konstruktiven Durchbildung einiger ausgeführter Anlagen gegeben werden.

Dagegen erscheint es zweckmässig, schon hier die in Amerika mit dem Faulverfahren gemachten Versuche sowie die herrschenden Ansichten über seine Wirkungsweise und seinen Wert in einigen Sätzen wiederzugeben, soweit dieses Verfahren zur Vorbehandlung der Abwässer bei ihrer Reinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration dient:

Versuche mit dem Faulverfahren in Nordamerika.

Wissenschaftlich geleitete Versuche an Faulbecken als Vorreinigung für intermittierende Bodenfiltration sind in Amerika seitens der Versuchsanstalt in Lawrence seit 1897 und seitens des technologischen Instituts von Massachusetts in Boston, wohl der bedeutendsten technischen Hochschule in den Vereinigten Staaten, seit 1903 angestellt worden. Die zuletzt genannten Versuche wurden durch die Opferwilligkeit eines unbekannten Gönners, der jährlich den Betrag von 5000 Dollar seit dem Jahre 1903 gestiftet hat, ermöglicht; sie werden unter der Oberleitung des Professors William T. Sedgwick durch den Professor A. Winslow und seinen Assistenten Earle B. Phelps ausgeführt.

a) Versuche seitens der Versuchsstation in Lawrence.

Das wichtigste Versuchsbecken in Lawrence ist der bereits Ende 1897 in Betrieb genommene und bis heute fortlaufend betriebene hölzerne, aus ursprünglich zwei, später drei durch Trennwände hergestellten Abteilungen bestehende Tank „Au mit einem Fassungsraura von 850 1. Das Abwasser wird der ersten Abteilung von oben her zugeleitet, fliesst über die Trennwände und dann in halber Höhe zwischen Wasserspiegel und Sohle wieder ab. Die Durchflusszeit in den einzelnen Jahren wird zwischen 36 und 14, im allgemeinen zu 21 Stunden angegeben. Ob jedoch mit Rücksicht auf die infolge der konstruktiven Anordnung des Tanks auftretenden Strömungen und die völlige Ruhe in einzelnen Teilen des Tanks diese Zeiten mit den tatsächlichen Durchflusszeiten übereinstimmen, erscheint Verfasser sehr zweifelhaft; hierzu kommen die Verkürzungen der Durchflusszeiten infolge der Anhäufungen des Bodenschlarams und der Schwimmschicht; die tatsächliche Durchflusszeit dürfte mithin eine sehr viel kürzere als angegeben sein. Im April 1904 machte die Anhäufung des Schlammes die Entleerung des Tanks erforderlich. Die chemischen Analysen der Zu- und Abflüsse des Tanks in den Jahren 1898 bis 1906 sind aus den Tabellen No. 25 und 26 ersichtlich.

Tabelle No. 25.

Zufluss zu Tank „A“ — Faulraum — Teile in 100000.

Wöchentlich eine Probe entnommen.

Jahr

Temperatur in

C.

Freies

Ammo

niak

Albuminoid-Ammoniak

Chlor

insge- in j suspen-samt Lösung diert

Sauerstoff- Bakterien Verbrauch im ccm

1898

1899

1900

1901

1902

1903

1904

1905

1906

O b* b- | © © CO

oi —T I o »lcT t"-

t-H H t-H r-H r-H r—< r-H

4,44

3,49

4,99

5,54

3.76

4,43

3.26

4,30

OS OS OO CO | CO , . D-C^OO Ci OO | I | l>

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l- <^> rjf - iO , , CO ^ ^ ^ | CM I I CO

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co —i

OCD ^

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9,21

7,10

10,55

10,62

10,13

11,71

8,58

13,96

OOtMO) , tfJOOb-q^i^q | (Ocn qc rlH »o tO »cT »cT CQ -tB

1922000

2993400

3954000

2066900

2228000

1163000

860800

Tabelle No. 26.

Abfluss aus Tank ,,A‘; — Faulraum — Teile in 100000.

Wöchentlich eine Probe entnommen.

Tempe-Jahr ratur in

C.

Freies Albuminoid-Ammoniak Ammo- 1 niak

insge- ; in jsuspen-samt Lösung diert

Chlor

Sauerstoff Bakterien Verbrauch im ccm

1898

1901

1902

1903

1904

1905

1906

CO CO IQ io | UQ O CD GO

—¹ ^ OS CO i vO .    .    .

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o o o o o Ao [ u> As Ad Ad

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I HMOO

Oo jX> ps . _© cd

4- O) -1 CO I #.«bH Ü' O ‘ OtsOH

2,29    324500

2,52    577100

2,85    1209500

3,12    671000

2,93    1183900

3.88    1256000

2,98    923000

2,83    445200

Die intermittierenden Sandfilter, denen die Abflüsse des Tanks zugeführt wurden, sind leider nur sehr kleine Versuchsfilter von V20000 aore — 0,2 qm Oberfläche, doch von der üblichen Tiefe von

1,50 m. Am wichtigsten sind die 1898 bis 1901 durchgeführten korrespondierenden Versuche mit zwei völlig gleichen derartigen Filtern, No. 100 und 118, bestehend aus einem Sande in der wirksamen Grösse von 0,26 mm, deren einem das vorgefaulte Abwasser unmittelbar, deren anderem es nach Durchgang durch einen Belüfter zugeführt wurde. Nitrifizierung kann in einem Filter nur eintreten, falls reichliche Mengen Luft mit dem in das Filter geleiteten Abwasser in Berührung kommen. Wird nun das vorgefaulte Abwasser belüftet, so werden die der Nitrifizierung ungünstigen Fäulnisgase beseitigt und Sauerstoff ihnen zugeführt. Die Tabelle No. 27 zeigt die tatsächlich erzielten Abflüsse in den Jahren 1899 und 1900 für Filter No. 118 und 1899—1906 für Filter No. 100. Das mit vorgefaultem und vor Aufleitung noch belüftetem Abwasser beschickte Filter No. 118 hat erheblich bessere Abflüsse als das mit nur vorgefaultem Abwasser behandelte Filter No. 100. Man erkennt weiter, dass die Filter durch-

Tabelle No. 27.

Filter No. 118 und 100 — beschickt mit vorgefaultem Abwasser aus Tank ,,A“.

Teile in 100000.

CD

bß

Bezeichnung

Jahr

§1

3 ü __;

r*    ^

•2

-g-2

Temperatur in C.

cn

(D

CQ g

|H.s

im Abwasser

im Abfluss

Filter

No.118.

1899    2495

1900    2601

Filter No. 100.

1899    2654

1900    2643

1901

1902

1903

1904

1905

1906

2549

2703

2225

1554

1947

13,8 12,7

13.7    12,7

13.8    12,7 13,7 12,7 13,7 13,7

16,2 16,8

16.1115.6 16.1 16.1

18.6    18,6

Zeitdauer des Verbleibens ^    [j® des Abwassers auf der Ober

fläche — in Minuten —

Aus- Ammo-sehen niak

Stickstoff

als

Trübung-

Farbe

Freies

Albuminoid-

Chlor

Nitrate

Nitrite

Sauerstoff-Yerb rauch

Bakterien im ccm

⁴ (4-

—    0,29 0,59 0,05

—    0,23 0,36 0,04

—    0,29 0,63 0,08

—    ;0,34 0,52 0,07

—    0,55 1,37 0,11

—    0,45 0.40 0,07 1,4 0,73 1,08 0,12 0,7 0,45 0,64 0,07 1.3 0,37 0,77 0,09

*8^©^- tO , ppOjT3 C/J -1

7-1 o A I 'crj A3 "4o 'bs ^ O cd rr> os io te 00

2,35 0,12 3,01 0,00

2,75 0,00 3,16,0,00 2,68 0,01

3,71 0,01 2.03 0,02 2,84 0,01 3,22 0.00

14650

10072

41700

73900

41500

69900

49400

18200

21000

schnittlich mit rund 2000 cbm f. d. ha, also mit sehr bedeutenden Mengen betrieben wurden. Ist dagegen die Abwassermenge, die einem Sandfilter zugeführt wird, vergleichsweise klein, so bedarf es vorheriger Belüftung nicht; in diesem Falle wird auch bei längerer Dauer des Faulprozesses wegen des vorhandenen Ueberflusses an Luft im Filter, die mit dem Abwasser in Berührung kommt, genügende Nitrifizierung eintreten. Die Versuche mit Filter No. 118 wurden im Frühjahr 1901 abgebrochen. Von Filter No. 100 mussten im April 1904 die oberen 15 cm des Filtermaterials wegen eingetretener vollständiger Verschlammung beseitigt werden. Diese im kleinsten Mass-stabe gewonnenen Ergebnisse dürfen nicht ohne Weiteres auf die Praxis übertragen werden. Aus der grossen Aehnlichkeit in der Zusammensetzung der Zu- und Abflüsse von Tank A dürfte, wie bereits erwähnt, mit hoher Wahrscheinlichkeit zu folgern sein, dass das Abwasser infolge der im Tank eintretenden Strömung nur kurze Zeit in ihm sich aufhält und mithin wesentlichen Aenderungen nicht unterzogen wird.

Die weiteren in Lawrence gemachten Versuche an Faulbecken mit nachfolgender Bodenfiltration sind durchgängig nur in kleinem Massstabe durchgeführt und bieten kein besonderes Interesse.

Beachtenswert sind dagegen die seitens der Versuchsstation in den Jahren 1899—1901 gemachten diesbezüglichen Versuche auf den städtischen Filtern in Andover. Bei Durchführung der nach dem Trennsystem unter ziemlich sorgfältiger Ausschliessung von Grundwasserzuflüssen ausgeführten Kanalisation dieser Stadt im Jahre 1899 wurden zur Reinigung intermittierende Sandfilter, denen das Abwasser mit natürlicher Vorflut zuströmt, gebaut. Zu Versuchszwecken wurde u. a. ein Faulbecken von rund 34,0 cbm Rauminhalt und ein intermittierendes Sandfilter von 20,0 qm Oberfläche und einer Tiefe von

1,5 m aus ziemlich grobem Sand in einer „wirksamen Grösse“ von 0,23 mm gebaut. Der gesamte Abfluss des Sielnetzes betrug in den ersten Jahren nur rd. 270 cbm und hat oberhalb der Reinigungsanlage einen Düker aus 30 cm weiten gusseisernen Röhren, 1491 m Länge und ein Absitzbecken von rd. 51 cbm Inhalt zu durchlaufen. Wregen des geringen anfänglichen Abflusses, der weiten Entfernung zwischen Entstehungsort und Reinigungsanlage, sowie der Zwischenschaltung des Dükers und des Absitzbeckens gelangte anfänglich das Abwasser erst nach 24 Stunden zur Reinigungsanlage. Da es nun noch in dem hinter das Absitzbecken geschalteten Faulbecken 24 Stunden zurückgehalten wurde, so kam es stark vorgefault auf die Versuchsfilter. Während in den eigentlichen städtischen intermittierend betriebenen Bodenfiltern mit allerdings kleinen Beschickungen die Nitrifizierung entsprechend hohe Werte erreichte, blieben diese im Versuchsfilter stets niedrig. Erst im Jahre 1901 nach Verringerung der Durchflusszeiten vom Entstehungsorte bis zur Reinigungsanlage infolge Vermehrung der Zahl der Anschlüsse und Verkürzung des Aufenthalts im

Faulbecken auf 17 Stunden durchschnittlich wurde der Reinigungseffekt etwas besser.

Die genaueren Ergebnisse für die Jahre 1899 bis 1901 zeigen die Tabellen No. 28 und 29. Man begründet die

Tabelle No. 28.

Vorgefaultes Abwasser für Versuchsfilter in Andover.

Teile in 100000.

Jahr

lemperatur in °C.

Freies

Ammoniak

Albuminoid-Ammoniak

—

Insge- In Lö- Suspen samt | sung ; diert

Chlor

Sauerstoff

verbrauch

Bakterien im ccm

1899.    6 Monate. 1 Juli bis Dezember /

1900.    12 Monate. Januar bis Dezember

1901.    12 Monate. 1 Januar bis Dezember /

Jahr

12.7    9,30    0,80    0,68    0,12    16.97    5,81    2791000

J    11,1    6,72    0,66    0,44    0,22    9,66    4,36    1929000

11.7    6,06    0,61    !    0,42    0,19    8,45    4,10    844000

Tabelle No. 29.

Abfluss aus Versuchsfilter in Andover.

Teile in 100000.

Tägliche Beschickungsmengen für 6 Tage in der Woche in cbm f. d. ha.

Temperatur in C.

Aussehen Ammoniak

Stickstoff

als

Trübung

Farbe

Freies

Albumi-

noirl

Chlor

Nitrate

Nitrite

Sauerstoffver

brauch

Bakterien im ccm

1899.    6 Monate, f Juli bis Dezember /

1900.    12    Monate. \

Januar bis Dezember /

1901.    12 Monate. \ Januar bis Dezember /

1121

1670

13,7

11,7

560—1160    12,3

0,39 3,29 0,09 17,33 2,27 0.02

1,65 4,79 0,21 10,16 0,55 0,01

0,08 2,58 0,14    8,14 3,07. 0,01

0,82

1,58

0,89

113900

122200

20234

Erscheinung damit, dass die anaerobe Behandlung in den Sielanlagen selbst und dem Faulbecken zu weit getrieben worden sind: „Es sind Ursachen — „various bodies“ — entstanden, die die Entwickelung der nitrifizieren-den Bakterien im Filter behindern.“ Das Abwasser hatte mehr den Geruch einer Abortgrube als den eines gewöhnlichen frischen, eines alten oder vorgefaulten Abwassers — „fresh, stale or septic sewage“.

b) Versuche in dem Technologischen Institut in Boston.

Im Staate Massachusetts hat man für die Abwasserreinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration im allgemeinen bisher nur geringen Wert auf die Vorreinigung wegen des an allen Plätzen in reichlicher Ausdehnung vorhandenen geeigneten Kiessandbodens gelegt. Im mittleren Westen, insbesondere im Staate Ohio, dagegen hat man wegen des für Behandlung des Abwassers auf gewachsenem Boden weniger geeigneten Untergrundes teils das Faul-verfahren zur Vorreinigung vielfach vorgeschaltet, teils auch — fälschlich — als einzige Reinigung verwendet. Da jedoch die mitgeteilten Angaben über die in diesen Anlagen unter Verwendung des Faulverfahrens erzielten Reinigungseffekte eine zuverlässige Begründung für dieselben nicht gaben, so stellte sich das Technologische Institut des Staates Massachusetts in Boston u. a. die Aufgabe, das Wesen des Faulverfahrens und die Wirkung desselben als Vorreinigung bei der intermittierenden Bodenfiltration wissenschaftlich festzustellen. Man ging von der Annahme aus, dass im Falle einer notwendig werdenden Vorbehandlung der Abwässer der Stadt Boston bei einer demnächst einmal erforderlich werdenden Reinigung derselben irgendwelcher Art diese voraussichtlich nur das Faulverfahren sein werde.

Die in dem Institut verwendeten sechs Versuchsbecken, Tank 5 bis 10, bestehen aus Umrahmungen von Zypressenholz und haben Seitenlängen von 1,8 X 3,2 X 0,9 m; Tanks 7 und 9 sind offen, Tanks 5, 6, 8 und 10 dicht mit Brettern abgeschlossen. Die gemachten Feststellungen stimmen im wesentlichen mit den an ähnlichen kleineren Anlagen anderweitig gemachten überein. Bemerkt sei, dass nach den zuletzt genannten Versuchen angeblich die Abflüsse aus Behältern mit 12- und 48ständiger Durchflusszeit keine wesentlichen Unterschiede aufweisen. Wie weit jedoch unkontrollier-bare Strömungen und völlige Ruhe an einzelnen Teilen der Behälter diese Ergebnisse beeinflussen, erscheint Verfasser nicht aufgeklärt.

Die sich anschliessende zwei Jahre hindurch fortgesetzte Behänd-lung der Abwässer zwecks endgültiger Reinigung erfolgte auf intermittierenden Bodenfiltern, die in Umrahmungen von Zypressenholz mit den Abmessungen 1,8 X 1,2 X 0,9 m aufgebaut waren. Die Filter bestanden in 0,6 m Tiefe aus feinem Sande in einer „wirksamen Grösse“ von 0,14 mm und einem „Gleichmässigkeitskoeffizienten“ von 3,5; die Sohle bildet eine 15 cm starke, zur Entwässerung dienende Schicht aus Steinen, bis zu 7,5 cm grösster Seitenabmessung. Das Ergebnis der Versuche des Instituts war, dass mit rohem Abwasser bessere Abflüsse als mit vorgefaultem erzielt werden; vgl. nachfolgende Tabelle No. 30.

Tabelle No. 30. Teile in einer Million.

Behälter

empfängt

Freies Ammoniak.

Albuminoid-

Ammoniak

Stickstoff

als

Nitrate

Nitrite !

Sauerstoff-Verbrauch bei 2 Minuten Kochprobe

Sauerstoff

gelöst

<M Ol

Rohes Abwasser 12 Stunden vorgefaultes Abwasser

24 Stunden vorgefaultes Abwasser

'*Ci 'Ö

o pp «O 'bo'cTS

0,4 22,3 0,3 19,9

0,2 16,0

vT¹

to b < •—¹

Die Abflüsse aller drei Behälter waren stets klar, frei von Trübung und Geruch sowie beständig. Die Oberflächen der Filter mussten zwei- bis dreimal während der ganzen Dauer der Versuche abgekratzt werden; hierbei wurde eine Schicht von etwa 12 mm insgesamt beseitigt. Das vorgefaulte Abwasser wurde vor der Aufleitung auf die Filter nicht belüftet, wie hier hervorgehoben sei. Die täglich in vier gleichen Dosen nach je 6 Stunden zugeführte Beschickungsmenge betrug für Tank No. 24 und 25 täglich je 4000 cbm f. d. ha; auch für Tank No. 1 wurde die im ersten halben Jahre gewählte Beschickungsmenge von täglich 1000 cbm f. d. ha zunächst verdoppelt und im zweiten Betriebsjahre vervierfacht.

Die Versuchsleiter halten 0,6 m vielfach als ausreichende Stärke der Filter zur Erzielung dauernd guter Abflüsse. Auch glauben sie, dass die Beschickungen mit rohem Abwasser unbedenklich über die bis dahin allgemein als Höchstgrenze geltende Menge von täglich 100000 gall. per acre gleich rd. 1000 cbm f. d. ha erhöht werden können. Sie führen die mit höheren Beschickungen erzielten befrie-fügenden Abflüsse wesentlich auch darauf zurück, dass die Filter nicht — wie sonst meistens üblich — nur einmal in 24 Stunden, sondern mehrfach — und zwar viermal — beschickt wurden. Allerdings werde eine gute Verteilung des Abwassers und häufigeres Abharken der Filteroberflächen nötig werden; ersteres sei konstruktiv zu lösen, das Abharken sei ohnehin erforderlich. Ungelöst sei nur die Frage des Verhaltens der Filteroberflächen gegen Verschlammung im Winter bei Aufleitung so hoher Wassermengen. Zur weiteren Aufklärung müssen die Versuche fortgesetzt werden.

Der Umstand, dass bei gleich hohen Beschickungen mit rohem Abwasser dieselben oder gar bessere Abflüsse als mit vorgefaultem erzielt wurden, hat die Versuchsleiter den auch in Amerika vielfach angenommenen Vorzügen des Faul Verfahrens gegenüber zweifelhaft gemacht. Sie glauben, dass die an einzelnen städtischen Filtern bei Behandlung mit vorgefaultem Abwasser und hohen Beschickungen erzielten guten Abflüsse nicht sowohl durch die Einschaltung des Faulverfahrens als durch die Verteilung der grossen Beschickungsmengen auf mehrere statt eine Dose am Tage — mittelst automatischer Anordnungen — erzielt worden sind. Dagegen erkennen sie an, dass wegen der im Faulbecken eintretenden erheblichen Verminderung des Schlammes — bzw. Gewinnung eines Schlammes von geringerem Wassergehalt — die Oberflächen der Filter weniger leicht zur Verschlammung neigen. Verfasser kann sich diesen Folgerungen aus Versuchen an einigen kleinen, nur eine vergleichsweise kurze Zeit betriebenen Versuchsfiltern, die vor den Einflüssen des Frostes im wesentlichen geschützt aufgestellt waren, wie er bei seinem Besuch sah, nicht ohne weiteres anschliessen.

Weitere grössere Versuche mit dem Faulverfahren als Vorreinigung zur intermittierenden Sandfiltration sind Verfasser nicht bekannt geworden. Der Vollständigkeit halber sei noch erwähnt, dass in Co-Jumbus (Ohio) gelegentlich der Voruntersuchungen für Errichtung einer künstlichen biologischen Abwasserreinigungsanlage auch einige diesbezügliche Versuche angestellt worden sind.

Teils die genannten Versuche, mehr jedoch die durch Reisen und Literatur bekannt gewordenen englischen Erfahrungen mit dem Faulverfahren haben in Amerika seine praktische Anwendung für städtische Filter in den letzten Jahren begünstigt. Die über das Faulverfahren zur Zeit herrschende allgemeine Ansicht, der allerdings die genannten Forscher des Technologischen Instituts nicht in allen Punkten — wie angedeutet — beitreten, sei mit einigen Worten hier wiedergegeben.

Die in Nordamerika herrschende Ansicht über das Faulverfahren.

Das Faulverfahren ist nicht ein vollständiges Peinigungssystem an sich, sondern nur ein Mittel für die Vorreinigung der Abwässer. Von den Schwebestoffen in einem gewöhnlichen städtischen, durch industrielle nicht oder nur wenig beeinflussten Abwasser werden etwa ein Drittel verflüssigt und vergast; etwa ein Drittel verbleiben im Faulbecken und bedürfen von Zeit zu Zeit der Beseitigung aus diesem; das letzte Drittel geht durch das Faulbecken hindurch und erscheint in den Abflüssen. Je nach den örtlichen Verhältnissen tritt eine bis etwa wiederum ein Drittel betragende Verschiebung in der vorstehend angegebenen Verteilung ein. Der Abfluss aus einem richtig betriebenen Faulbecken enthält niemals freien Sauerstoff. Besonders geeignet erscheint das Faulverfahren für ein ausschliesslich häusliches Abwasser, in dem suspendierte mineralische Substanz nur in sehr kleinem Betrage vorhanden ist; ist solche in erheblichem Masse im Abwasser vorhanden, so empfiehlt es sich, zu ihrer Abfangung ein Absitzbecken vor dem Faulbecken vorzuschalten. Die Abwässer werden im Faulbecken im höheren Masse als bei dem schnellen Durchlaufen im Absitzbecken durcheinandergemischt. Die organische Substanz wird durch die anaerobe Fäulnis in einfachere Formen bzw. lösliche Verbindungen umgewandelt, die der Behandlung im Filter leichter zugänglich sind. Im allgemeinen sollen die Becken Rauminhalt für den durchschnittlichen Abfluss von 12 bis 24 Stunden haben. Eine zu lange Ausdehnung des Faulprozesses bringt einen bei der sich anschliessenden Behandlung im Filter schwierig zu nitrifizierenden Abfluss hervor. Ja, es ist wahrscheinlich, dass sogar die anaerobe Wirkung im Faulbecken durch eine zu langdauernde Behandlung ungünstig beeinflusst wird. Um diese ungünstigen Wirkungen der Faulbecken wieder aufzuheben, hat man in mehreren Anlagen zwischen diesen und dem Filter Belüfter eingeschaltet, die das Abwasser zu durchlaufen hat. Andererseits kann die Belüftung des Abflusses zu störenden Geruchsbelästigungen unter gewissen Bedingungen führen: Im allgemeinen ergeben sich schlechte Gerüche von solchen Abwässern, die vergleichsweise hohe Beträge von Schwefelverbindungen enthalten; ebenso, wenn auch in geringerem Masse, von Abwässern aus Gemeinden mit hartem

Wasser wegen des vorhandenen schwefelsauren Kalks und Magnesia. Eine Ueberdeckung der Faulbecken wird vielfach nicht für erforderlich gehalten; nur an Orten, wo sie der unmittelbaren Einwirkung heftiger Winde ausgesetzt sind, hält man eine Ueberdeckung wegen der beim Zerreissen der Schwimmschicht auftretenden schlechten Gerüche in manchen Fällen für zweckmässig. Diese Auffassung besteht nach Erachten des Verfassers für Gegenden mit sehr gelinden Wintertemperaturen zu Recht. Die einfachen Beobachtungen des täglichen Lebens beweisen, dass die Fäulnisvorgänge mit sinkender Temperatur entsprechend nachlassen und bei Frost aufhören, das Abwasser daher erhalten wird, um so günstiger wird die Wirkung in den Faulbecken sein. Mittelbar erhöht die Erhaltung der Wärme des Abwassers in den Faulbecken auch den Reinigungseffekt in den sich anschliessenden Filtern, wie schon mehrfach ausgeführt ist. Es sei hier auf die diesbezüglichen Beobachtungen an den überwölbten Faulbecken in Saratoga-Springs hingewiesen. Vgl. weiter unten.

Je wärmer

III. Teil.

Grundsätze für Anlage und Betrieb von Filterbetten unter nordamerikanischen Verhältnissen.

Bevor auf die Beschreibung einzelner ausgeführter Anlagen eingegangen wird, seien zunächst die durch die wissenschaftlichen Versuche und die Praxis der Ausführungen in Nordamerika gewonnenen, für die Anlage und den Betrieb der Filterbetten von Abwasserreinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration unter den dortigen Verhältnissen massgebend gewordenen Grundsätze in Anlehnung an die besten dortigen Quellen zusammengestellt. Die Vorwegnahme in einer Zusammenstellung vermeidet Wiederholungen und gestattet die Hervorhebung charakteristischer Merkmale bei der folgenden Beschreibung einzelner Anlagen.

Das Verfahren besteht darin, im Vergleich zu den künstlichen biologischen Filtern vergleichsweise kleine Mengen von Abwasser in bestimmten Zwischenräumen von einigen Stunden oder Tagen auf Flächen von porösem Sand und Kies zu leiten. Der Prozess ist in erster Linie — aber nicht ausschliesslich — ein biologischer und bedingt zu seiner Durchführung eine genügende Menge Luft und die nötigen Bakterien, die sich auf den Sandkörnern bilden.

Der Effekt des Verfahrens besteht darin, dass ein grosser Teil der fäulnisfähigen organischen Substanz in beständige mineralische umgewandelt wird. Eine fortgesetzte, also nicht unterbrochene Filtration des Abwassers, ähnlich wie die Filtrierung von Trinkwasser, würde unrichtig sein, da die zur Oxydation erforderliche Menge an Luft in die Filter nicht würde eintreten können: Fäulnis innerhalb des Beckens würde die Folge sein; die Nitrifizierung würde sehr bald verschwinden und der Prozess würde einfach in der Beseitigung der Schwebestoffe durch Durchsieben bestehen.

¹

   Auf deutschen Rieselfeldern sind ähnliche Massnahmen, wenn auch nicht so systematisch geübt, üblich. Auch dieAnwendung der„Einstaubecken“ im Winterbetriebe der Rieselfelder beruht auf demselben Grundgedanken.

²

   Genaue Analysen des Filtrats sämtlicher Filter für jedes Jahr von 1888 bis 1907 sind in Tabellen in den jährlich erscheinenden R. St. B. H. Mass. aufgeführt.

³

a b e 11 e No. 24.

Angesammelte organische Substanz in den Versuchsfiltern No. 1, 6 und 9A, bestimmt durch den Glühverlust — nach Gewichtsprozenten.

Die Schwebestoffe werden zum grössten Teil auf oder nahe der Oberfläche des Sandes zurückgehalten. Werden sie nicht zeitweise beseitigt, so bilden sie eine für die Luft allmählich undurchdringliche Lage und beeinflussen so stark den Reinigungsprozess. Häufiges Abharken und Äbkratzen, sowie gelegentliches Umgraben bzw. Pflügen der Oberflächen sind daher erforderlich, um die Ansammlung des Schlammes zu verhindern. Da ein wesentlicher Teil dieser Schwebestoffe mineralischer Natur ist, so kann er natürlich durch Nitrifizierung nicht beseitigt werden. Auch ein Teil der organischen Schwebestoffe widersteht einer Nitrifizierung und ist beständig. Diese allmählich anwachsende Anhäufung von organischen und mineralischen Schwebestoffen verschliesst teilweise die Poren und verändert das Filtermaterial auf der Oberfläche in ein solches von sehr viel feinerem Korn.

Ob eine und welche Art Vorreinigung zu wählen ist, wird je nach den örtlichen Verhältnissen zu beurteilen sein. Ist das Filtermaterial grobkörnig und porös und enthält das aufgeleitete Wasser vergleichsweise nur wenige Mengen fester Stoffe, so ist es zulässig, das rohe Abwasser unmittelbar auf die Filter zu leiten. Je feiner das Material des Filters und je stärker das Abwasser ist, um so mehr Sorgfalt muss auf die Vorreinigung gelegt werden. Vielfach genügt es noch, das Abwasser zunächst auf einige Schlammbecken mit durchlässigem Untergründe zu leiten, in denen sich die grössten Mengen des raitgefiihrten Schlammes niederschlagen. Es ist erheblich billiger, den getrockneten Schlamm nur von der kleinen Fläche der Schlammbecken, als von den grossen Flächen aller Filter zu beseitigen. In anderen Fällen erscheint es zweckmässig, vorher noch das Abwasser durch Absitz-bzw. Faulbecken durchfliessen zu lassen.

Die Verteilung des Abwassers für die Filter muss eine möglichst gleichmässige sein, um eine gleichmässige Beanspruchung des ganzen

Filterkörpers zu erzielen. Aus diesem Grunde folgt zunächst, dass die Filteroberfläche stets in glattem gleichmässigen Zustande gehalten werden soll. Wagenspuren oder selbst Fussspuren in grösserer Zahl sollen möglichst schnell wieder beseitigt werden. Die Filteroberfläche muss wagerecht sein; noch günstiger ist eine geringe Neigung in etwa 1 : 200 bis 1 : 500 von den Zuleitungsstellen aus, um an allen Stellen der Oberfläche annähernd die gleiche Bodenreibung dem zufliessenden Wasser entgegenzusetzen und so eine noch gleichmässigere Belastung zu erzielen. Bei der Aufleitung des Wassers muss jede ausspülende Wirkung auf die Oberfläche vermieden werden, da eine einseitige Ueberlastung dieser stärker beanspruchten Flächen mit Abwasser die Folge sein würde. Die Druckhöhe, in der das Abwasser auf die Filteroberfläche tritt', soll möglichst an allen Stellen die gleiche sein. Die Grösse der einzelnen Filter wird im wesentlichen bedingt durch die Schwierigkeiten, das Abwasser gleichmässig auf die Flächen zu verteilen. Die praktische Erfahrung zeigt, dass annähernd quadratische Felder von 0,4 ha Flächeninhalt die zweckmässigste Anordnung darstellen.

Die besten Ergebnisse werden erzielt von Filtern, die aus mittelfeinem oder mittelgrobem Sandkies bestehen. In zu feinem Material füllen sich die Poren infolge der Kapillarität mit Wasser, sodass Luft in genügenden Mengen in die Poren nicht eintreten kann; hinzu kommt, dass die vergleichsweise geringen Hohlräume in erhöhtem Masse durch die organischen und mineralischen Schwebestoffe zugesetzt werden; infolgedessen werden nur mit sehr geringen Beschickungsmengen gute Ergebnisse erzielt. Grobes Material andererseits, wie grober Kies, Koks, Kleinschlag, gestattet allerdings grosse Mengen von Abwasser durch das Filter hindurchlaufen zu lassen, doch fliesst es bei den für die Zuleitungen üblichen Anordnungen so schnell hindurch, dass ein befriedigender Abfluss nicht zu erzielen ist. Will man daher grobkörnige Filter verwenden, so muss man entweder diese abwechselnd füllen und entleeren oder auf die Oberfläche das Abwasser in sehr häufigen Intervallen, aber in sehr kleinen Dosen gleichmässig verteilen. Man kommt also hiermit zu den sogenannten „Füllkörnern“, bzw. zu „Sprinklersystemen“, die der intermittierenden Bodenfiltration nahestehen, jedoch aus den weiteren Erörterungen hier ausscheiden.

Die hauptsächlichste Reinigung des Abwassers vollzieht sich in den oberen 60 bis 90 cm der Filter; doch erscheint es zweckmässig, die

wirkliche Stärke der Filter, also ausschliesslich der Drainage und sonstigen Anordnungen zur Entwässerung nicht unter 1,20 ra zu nehmen, um insbesondere auch im Winter, wo die Nitrifizierung geringer ist, gute Abflüsse zu erzielen. Im allgemeinen wird man 1,50 m als mittlere Konstruktionshöhe zweckmässig wählen.

Die Zahl und Abmessungen der Drains sollen so bemessen sein, dass eine schnelle Ableitung des durch das Filter gelaufenen Abwassers gewährleistet ist und so das Filter mit Luft schnell wiederum gesättigt wird. Ist der Grundwasserstand ein hoher oder der Untergrund ziemlich undurchlässig, so müssen Zahl und Abmessungen der Drains gross sein. Bestehen dagegen die Filter aus starken natürlichen Lagen von porösem Material, so haben die Drains nur geringeren Wert und dürfen in grösseren Abständen gelegt werden. Liegen die Drains in zu grossen Abständen, so werden die Filter ungenügend entwässert und mangelhaft belüftet werden: Fäulnis und Verschlammung der unteren Teile des Filters werden die mittelbaren Folgen sein. Liegen die Drains zu nahe, so wird das Abwasser zu schnell angesaugt und durchfiltriert; mangelhafter Reinigungseflfekt im allgemeinen und besonders starke Verminderung der Nitrifizierung im Winter infolge der mit der starken Belüftung verbundenen weitgehenden Abkühlung des Filters werden hier die mittelbaren Wirkungen sein.

Von grosser Wichtigkeit ist, dass das Material der Filter von der Oberfläche bis zur Sohle „einheitlich“ sei. Unter „einheitlich“ ist hier zu verstehen, dass das Filtermaterial im ganzen Bett in der Kubikeinheit annähernd die gleiche Anzahl Sandkörner der verschiedenen Grössen enthält. Dass das Filtermaterial im ganzen Bett aus Sandkörnern der gleichen Grösse besteht, ist mithin nicht notwendig, vielfach nicht einmal erwünscht. Wenn feiner Sand, Lehm oder Ton auf Lagen groben Sandes ruht, so hat der letztere nur beschränkten Wert für die Filtration, weil sich auf seiner Oberfläche, also auf der Sohle der feinen Schichten ein durch die Kapillarität hergestellter Wasserverschluss, der den Eintritt der Luft in den Sand verhindert, bildet. Liegt andererseits umgekehrt grober Sand auf feinem Material, so tritt früher oder später in der Berührungsfläche zwischen beiden Verschlammung ein und wird hierdurch in gleicher Weise die Luft abgeschlossen.

Die Temperaturen der Luft und des Abwassers haben einen massgebenden Einfluss auf die im Filter eintretende Nitrifizierung, insbesondere bei neu in Betrieb genommenen Filtern. Bei im Beginn

des Sommers in Betrieb genommenen Filtern ist der Eintritt der Nitrifizierung schon innerhalb einer Woche beobachtet worden, während hierzu bei im Winter in Betrieb genommenen Filtern 2—3 Monate erforderlich sind. Ein Unterschied von wenigen Graden in dem Abwasser macht erhebliche Unterschiede in der Nitrifizierung der intermittierenden Bodenfilter. Es ist mithin unzweckmässig, neu hergestellte Filter im Herbst in Betrieb zu nehmen, da wegen der Verzögerung des Beginns der eigentlichen Nitrifizierung eine starke Verschlammung der Filter eintreten kann.

Auch während langer kalter Wintermonate lassen sich intermittierende Bodenfilter bei zweckmässiger Ausgestaltung des Betriebes mit nicht erheblicher Beeinträchtigung ihrer Wirkungskreise betreiben. Zu diesem Zwecke ist es erforderlich, das Abwasser in vergleichsweise grossen Beschickungsmengen auf die Filter zu führen, um so eine genügende Wärmemenge zum Durchdringen des Frostes zu haben. Diese Wirkung wird erheblich durch die auch bereits angegebene Ausbildung der ganzen Oberfläche mit Furchen und Dämmen unterstützt. Das sich auf der Oberfläche bildende, von Damm zu Damm reichende Eis formt eine natürliche Schutzdecke über diejenigen Teile des Filters, die das Abwasser erhalten. Die den Filtern bei dieser Behandlung im Winter in einer Beschickung zuzuführenden Mengen sollen das zwei- bis vierfache der Mengen im Sommer betragen. Hierdurch kann allerdings der Nachteil entstehen, das einzelne Filterflächen wegen Mangels an Abwässern nur selten oder garnicht beschickt werden und so die Nitrifizierung in diesen auf längere Zeit — meist bis zum Eintritt wärmerer Witterung — herabgemindert wird.

Absolute Angaben über die Mengen an Abwässern, die pro Tag und Hektar den Filtern zugeführt werden dürfen, können nicht gemacht werden. Je nach der Stärke und dem Charakter des Abwassers einerseits, sowie je nach der Bodenbeschaffenheit, den baulichen Anordnungen des Filters, dem Grundwasser und der Vorflut andererseits werden sie verschieden sein. Für Vergleichszwecke lassen sich die nachfolgenden überschläglichen Angaben machen.

Ein Hektar Filterbett reinigt bei Dauerbetrieb zufriedenstellend täglich 500—1000 cbm eines Abwassers von der für nordamerikanische Städte durchschnittlichen Beschaffenheit; für ein durchschnittliches Abwasser deutscher Städte ist entsprechend 250—500 cbm zu setzen. (Näheres vgl. weiter unten.)

Beschreibung einzelner ausgeführter Anlagen.

Die Zahl der Abwasserreinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration in Nordamerika ist sehr erheblich. Bei weitem die Mehrzahl befindet sich im Staate Massachusetts, der Heimat des Verfahrens. Hier ist der Boden für die Anwendung des Verfahrens der geeignetste. Die Dichtigkeit der Bevölkerung ist eine sehr grosse und durchaus zu vergleichen mit den starkbevölkerten industriereichen westlichen Provinzen Preussens. Die Bedürfnisse der Bevölkerung an reinem Wasser für häusliche und industrielle Zwecke sind sehr erhebliche und schliesslich die staatliche Fürsorge in gesundheitlicher Beziehung durchaus die weitgehendste unter den Staaten der Union. Bereits im Jahre 1903 übte infolgedessen der staatliche Gesundheitsrat die Aufsicht über 23 Anlagen in Stadt- bzw. Landgemeinden; hierzu kommen eine sehr erhebliche Anzahl von Einzelanlagen — Schulen, Sanatorien, Fabriken. Die Gesamtzahl hat sich inzwischen noch vermehrt.

Von Massachusetts ist das Verfahren durch den Gesundheitsrat des Staates Ohio in Columbus unter Mitwirkung mehrerer Zivilingenieure auch nach diesem Staate vor etwa zwölf Jahren übertragen und in mehreren kleineren Gemeinden mit wechselndem Erfolge zur Ausführung gelangt. Die Erfolge konnten hier wegen des schweren lehm-und tonhaltigen Untergrundes und auch wegen der weniger weitreichenden staatlichen Aufsicht nicht die gleichen wie in Massachusetts werden. Einige weitere Ausführungen des Verfahrens finden sich noch in den unmittelbar an Massachusetts angrenzenden Staaten New York und Rhode Island. Die bedeutendsten unter letzteren sind diejenigen in Pawtucket im letztgenannten Staate und in Saratoga Springs, dem amerikanischen Baden-Baden, im Staate New York.

Ich hatte Gelegenheit, die wichtigsten Anlagen durch örtliche Besichtigung kennen zu lernen: Andover, Brockton, Clinton, Framing-ham, Gardner, Hudson, Marlborough, Natick, Spencer, Westborough, Worcester, Saratoga Springs und andere.

Eine eingehende Beschreibung aller der genannten Anlagen würde den Rahmen dieser Schrift erheblich überschreiten, die notwendigen Wiederholungen würden ermüden, und die charakteristischen Unterschiede zwischen den einzelnen Anlagen würden nicht genügend in Erscheinung treten. Hierzu kommt, dass einzelne Anlagen, z. B. Brockton, Clinton, Framingham bereits eingehender in der Fachliteratur in teilweise auch auf persönlichen Eindrücken beruhenden Schilderungen beschrieben sind. Ich glaube daher, auf die wichtigsten und typischen Anordnungen mich beschränken zu dürfen. Im Verlaufe der einzelnen Darstellungen werde ich mich bemühen, sowohl die allgemeinen Merkmale, die auch für andere Anlagen gelten, wie die Besonderheiten, die die beschriebene oder andere Anlagen im einzelnen charakterisieren, hervorzuheben.

Spencer.

Die mit der Strassenbahn in einstündiger Fahrt von Worcester zu erreichende Stadtgemeinde Spencer liegt im Tale des Sieben-Meilen-Fiusses — Seven Mile River — eines unbedeutenden Nebenflusses des den Hauptarm des Chicopee bildenden Quaboag Flusses. Auf dem rechten Ufer des Flusses in einer Höhe bis zu etwa 30 m über ihm läuft die die Stadt durchziehende Provinzialstrasse, an deren beiden Seiten die Häuser liegen. Die Bevölkerung betrug im Jahre 1898 6934, nach dem Census im Jahre 1900 7627 Personen.

Die Gemeinde ist seit dem Jahre 1883 mit einer öffentlichen Wasserversorgung versehen und zum grössten Teil kanalisiert. Zur Zeit sind die Abwässer von etwa 3000 Personen an das Sielnetz angeschlossen. Dieses ist zwar nur zur Aufnahme von Verbrauchswässern vorgesehen, doch sind trotzdem eine grosse Anzahl Dachflächen, Kellerentwässerungen und auch einzelne Sinkkasten angeschlossen; im allgemeinen jedoch fliesst das Regenwasser offen dem Flusse zu. Die im wesentlichen aus Schuhfabriken stammenden industriellen Abwässer werden teils gleichfalls dem Flusse unmittelbar, teils nach dem Sielnetz abgeleitet.

Das Abwasser fliesst mit natürlicher Vorflut und grossem Gefälle der etwa 3,5 km unterhalb des bebauten Weichbildes gelegenen Reinigungsanlage zu. Unmittelbar oberhalb kreuzt der Hauptsammler ein breites Tal mittelst eines Dükers von 938,1 m Länge und 30,0 cm Durchmesser, dessen Höhenunterschied zwischen Ein- und Auslauf 5,04 m beträgt. Zur Fernhaltung von Holz, Lappen und anderen festen Teilen ist am Anfang des Dükers eine Gitteranlage aus feststehenden senkrechten Flacheisenstäben mit 20 mm Zwischenraum vorgesehen, die in der Regel zwei- oder dreimal täglich gereinigt wird. In dem Düker selbst sind in den ganzen Jahren trotz seiner erheblichen Länge Ablagerungen, die zu einer Ausserbetriebnahme nötigten, noch nicht entstanden.

Das Abwasser ist im wesentlichen ein häusliches und wird während der nassen Jahreszeit — Winter und Frühjahr — durch Grundwasserzuflüsse erheblich verdünnt; diese Verdünnung wird bei Niederschlägen aus den angegebenen Gründen durch Regenwasser noch stark erhöht. Das Abwasser kommt in der Reinigungsanlage wegen der guten Gefälle der Siele in sehr frischem Zustande an; die grobsinnlich wahrnehmbaren Bestandteile sind aus demselben Grunde zum grössten Teil bereits zerkleinert und zerrieben.

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Das Abwasser gelangt — abgesehen von der erwähnten Gitter-ohne jede Vorreinigung auf die Filterflächen.

Der durchschnittliche Charakter des Abwassers auf Grund der vom staatlichen Gesundheitsrate monatlich einmal entnommenen Proben ergibt sich aus der Tabelle No. 31.

Tabelle No. 31.

Durchschnittliche Beschaffenheit des Abwassers von Spencer.

Teile in 100000.

Jahr

Verdampfungsrückstand Gesamter Rückstand

Glühverlust

Ammoniak

Albuminoid-

Sauerstoff-

verbrauch

Insgesamt

Gelöst

Suspen

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Gelöst

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Insgesamt

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Unfiltriert

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Die Reinigungsanlage umfasst 12 Filterbetten mit einer Gesamtfläche von 3,72 Hektar, deren grösstes ungefähr 0,4 Hektar, deren kleinstes 0,12 Hektar Flächeninhalt hat (vergl. Lageplan Abbildung No. 6). Das Filtermaterial ist in ganzer Tiefe äusserst grobkörnig — das gröbste, das ich gesehen habe — und wohl überhaupt das grobkörnigste. Abbildung No. 7 und 8 zeigen deutlich die Körnung des das Filtermaterial bildenden Kiessandes. Es ist sehr ähnlich dem unsortierten Material, dass beim Baggern aus dem Rhein im Stromstrich zwischen Köln und Düsseldorf gewonnen wird. Einen weiteren Anhalt für die Beschaffenheit des Filtermaterials gibt die nachstehende Tabelle No. 32, die die Ergebnisse von in der Mitte jedes Bettes entnommenen Bodenproben zeigt.

Abbildung No. 6.

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Lageplan der Filterbetten von Spencer.

Tabelle No. 32.

Zusammensetzung des Filtermaterials der Filterbetten in Spencer.

Probe, entnommen unter der Oberfläche in m

Wirksame Grösse in mm

Gleichmässigkeits-

koeffizient

Albuminoid-Ammoniak

Teile in 100000

Durch

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Grösster

Wert

Kleinster

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Nur 3 Filter, in denen der Grundwasserstand beim Bau der Anlage hoch stand, sind durch Röhrendrains in 18,0 m gegenseitigem Abstand und 1,80 m Tiefe unter Oberkante drainiert; sämtliche anderen Filter sind undrainiert. Die Vorflut der Drains bildet der unmittelbar neben der Reinigungsanlage vorbeifliessende Sieben-Meilen-Fluss, vgl. Abbildung No. 8 links.

Tiefei. Zoll unter der Oberfläche

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Abbildung No. 7.

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Filterbetten von Spencer.

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Abbildung No. 8.

Filterbetten von Spencer.

Der Trockenwetterabfluss zu der Anlage beträgt etwa 1420 cbm täglich; er steigt während der nassen Jahreszeit auf rund 2100 cbm; bei Regenwetter ist der Abfluss ein sehr viel grösserer. Der Trockenwetterzufluss wird während der Tagesstunden in der Regel gleichzeitig auf zwei, während der Nachtstunden auf drei Betten verteilt; bei grossen Zuflüssen werden bisweilen vier Betten gleichzeitig benutzt. Es werden mithin die Hälfte der Betten durchschnittlieh täglich benutzt, sodass jedes Bett einen Tag Ruhepause hat. Die Zuleitung des Abwassers erfolgt nicht in einzelnen kleineren Dosen, sondern fortlaufend während der ganzen Beschickungsdauer am Tage bzw. in der Nacht.

Bei Trockenwetterzufluss beträgt nach Vorstehendem die durchschnittliche tägliche Beschickungsmenge rund 1420:3,72 = 380 cbm f. d. ha; bei nasser Witterung steigt diese Beschickungsmenge auf das D/ofache, bei Regenwetter auf mehr als das Doppelte.

Die Filter liegen rechts und links von einem erhöhten, mit weissen Prellsteinen belegten Mittelwege, in dem der aus Steinzeugröhren bestehende Hauptzuleitungskanal liegt. (Vgl. Abbildung No. 7.) Auf den Grenzen zwischen den einzelnen Filterbetten sind Verteilungsschächte in die vorbezeichnete Rohrleitung eingeschaltet. An diesen Punkten setzen die niedrigen, die einzelnen Felder voneinander trennenden, mit Rasen belegten Dämme an, auf deren beiden Seiten die von dem Verteilungsschachte ausgehenden Zuleitungsgräben liegen. Soll ein Bett beschickt werden, so wird durch Oeffnen der Schieber in den Verteilungsschächten im Mittelwege das Abwasser in die rechts bzw. links das Bett begrenzenden Zuleitungsgräben geleitet; es fliesst über die niedrigen Ränder der Zuleitungsgräben und überstaut so das Bett. Die Erfahrung hat gezeigt, dass bei Trockenwetter die geringen Mengen der gesamten Abwässer, sowie die äusserst grobe Körnung des Filtermaterials eine gleichmässige Verteilung des Abwassers über die ganze Filterfläche nicht gewährleisten. Man hat infolge dessen die in den Abbildungen sichtbaren weiteren, jedes Feld in Gevierte teilenden niedrigen Erddämme gezogen, ohne damit jedoch einen vollständigen Erfolg zu erzielen. Um irrtümlichen Folgerungen vorzubeugen, sei unter Bezugnahme auf das S. 58 bereits Gesagte hier bemerkt, dass die durchschnittliche Grösse der Filterbetten in Spencer von 3 72

' ’ ~ = 0,31 ha für Reinigungsanlagen mit einem weniger grobkörnigen

1L

Material durchaus angemessen, wenn nicht schon etwas klein ist.

Vor Beginn des Winters werden die Filterflächen von den geringen Mengen des an der Oberfläche angesammelten Schlammes gereinigt und durch eine Egge mit schwachen Furchen (vgl. Abbildung No. 8) versehen. Diese einfache Behandlung ist ausreichend, um auch bei mehrtägigen Frostperioden mit Temperaturen bis — 20° C. eine genügende Reinigung des bei dieser Lufttemperatur mit etwa —j— 7⁰ C. auf die Filterbetten gelangenden Abwassers zu erzielen. Bei hoher Kälte und geringem Zufluss wird bisweilen nur je ein Filterbett für den Tag bzw. für die Nacht verwendet, um so eine grosse Wärmemenge dem durchgefrorenen Boden auf einmal zuzuführen.

Die Ansammlung von festen Rückständen oder Schwebestoffen auf der Oberfläche der Filter ist äusserst gering. Die erwähnte, nur einmalige Reinigung im Herbst genügt in der Regel.

Die Betriebskosten für die Jahre 1898 bis 1903 werden zu drei-bis viertausend Mark angegeben.

Der erzielte Reinigungseffekt ist ein nahezu vollkommener. Der Abfluss der Drains ist klar, farblos und geruchlos. Spuren von Eisenablagerungen oder Algenbildungen sind am Auslaufe der Drains nicht beobachtet. Die vom staatlichen Gesundheitsrat vorgenommenen chemischen Analysen des Drainwassers hatten die in der Tabelle No. 33 zusammengestellten durchschnittlichen Ergebnisse für die Jahre 1898 bis 1903.

Tabelle No. 33.

Durchschnittliche Beschaffenheit des Abflusses der Filterbetten in Spencer.

Teile 1: 100000.

Jahr

Ver

dampfungs

rückstand

Ammoniak

Stickstoff als

Freies

Albu-i minoid

Chlor

Nitratei Nitrite

Sauerstoff

verbrauch

Härte Eisen

1898

1899

1900

1901

1902

1903

18,77

15,86

15,22

16,32

17,12

17.95

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Die Reinigungsanlage wird nahezu selbständig von einem einzelnen ständig beschäftigten Arbeiter, dem im Bedarfsfälle einige weitere als Aushülfe beigegeben werden, betrieben. Wegen der vergleichsweise grossen Entfernung von Boston kann die Aufsicht seitens des staatlichen Gesundheitsrates nur eine beschränkte sein. Die Anlage wird daher in denkbar einfachster und wenig vollkommener Form unterhalten. Schon die auf den beigelügten Abbildungen sichtbaren Wagenspuren und Unebenheiten der Filterbetten sprechen dafür.

Der angegebene, als vollkommen zu bezeichnende Reinigungseffekt, der trotz des wenig durchgebildeten Betriebes der Anlage und trotz ungleichmässiger Beanspruchung der einzelnen Teile der Filterbetten erreicht wird, dürfte nach Ansicht des Verfassers durch nachstehende Ursachen begründet sein.

Das Abwasser ist im wesentlichen ein rein häusliches. Schon der Trockenwetterabfluss ist stark verdünnt — 475 1 pro Tag und Kopf der angeschlossenen Bevölkerung. Bei nasser Witterung, mehr noch bei Regenwetter, steigt die Verdünnung bis auf ein Mehrfaches. Das Abwasser kommt nahezu in frischem Zustande auf die Filter, sodass eine die nitrifizierende Wirkung beeinträchtigende Fäulnis desselben nicht vorhergegangen ist. Die in geringem Masse vorhandenen organischen festen Stoffe werden schon in den Sielen infolge der starken Gefälle in ihnen vielfach fein zerteilt, sodass sie auf den Filterflächen leichter oxydiert werden.

Die Filterflächen selbst sind bei ihrer Materialbeschaffenheit und der Art des aufzuleitenden Abwassers in ihrer Grösse durchaus

Die grobe Körnung des Filtermate

genügend, wenn nicht reichlich, rials gewährleistet eine gute Belüftung und gute Drainage. Die mit

geführten Schwebestoffe können sich nicht, wie bei einem aus feinem Sand aufgebauten Filter nur auf der Oberfläche als eine einheitliche Schlammdecke niederschlagen, sondern verteilen sich auch in eine grössere Tiefe und sind so mehr der Oxydierung unterworfen. Das Filtermaterial ist grob genug, um die bei Regenwetter aufgeleiteten grösseren Wassermassen mit einem jedoch entsprechend geringeren Gehalt an Schwebestoffen genügend schnell wegen der im Vergleich zu feinem Sande kleineren Kohäsionskraft durchzufiltern; es ist jedoch nicht so rauh, dass — wie bei Filtern aus Schlacken oder anderem rauhen Material — eine den Reinigungseffekt ungünstig beeinflussende Beschleunigung der Durchfiltrierung eintritt.

Die vorliegende Beschreibung gibt ein Beispiel für eine mit geringen Betriebskosten trotz primitiver Einrichtung des Betriebes Jahrzehnte hindurch wegen Vorhandenseins eines geeigneten Abwassers und günstiger Bodenverhältnisse mit vollem Erfolge betriebene Reinigungsanlage.

Brockton.

Die Reinigungsanlage der Stadt Brockton ist, wie bereits erwähnt, in der deutschen Fachpresse vor kurzem eingehender beschrieben worden¹). In einer vollständigen Darstellung der Abwasserreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration in Nordamerika darf eine Beschreibung dieser Anlage jedoch nicht fehlen; sie sei daher im Nachstehenden gegeben.

Die in einer halben Stunde mit der Eisenbahn von Boston aus zu erreichende Fabrikstadt ßrockton liegt in dem an dieser Stelle breiten und nur sehr geringe Höhenunterschiede aufweisenden Tale des Salisbury-Plain-Flusses, eines Nebenflusses des Taunton. Die Bevölkerung betrug nach dem Census vom Jahre 1900 insgesamt 40063 Seelen und war im Jahre 1905 bereits auf 47794 gestiegen. In der Stadt liegen die grössten Schuhfabriken im Staate Massachusetts: weitere nennenswerte Industrie ist nicht vorhanden. Die Stadt ist seit dem Jahre 1880 mit einer öffentlichen Wasserversorgung versehen, aus der der Verbrauch für den Tag und Kopf der gesamten Bevölkerung sich im Jahre 1903 auf 125 1 „ n 1905 „    144 1

belief. Seit dem Jahre 1893 ist der grösste Teil der Stadt kanalisiert; Ende des Jahres 1903 waren die Abwässer von 1714 Gebäuden mit etwa 25000 Seelen an das Sielnetz angeschlossen.

Der in Mauerwerk ausgeführte Hauptsammelkanal von 1,20 m 1. Höhe und 0,80 m 1. Weite im unteren Laufe läuft längs des Salisbury-Plain-Flusses und führt die Abwässer zunächst zu einer an diesem Flusse gelegenen Pumpstation, mit der ein Aufhaltebecken von rund 2270 cbm Fassungsraum verbunden ist. Dieses Becken dient dem Zwecke, das gesamte während der Nacht zur Pumpstation ab-fliessende Abwasser aufzunehmen und aufzuspeichern; die Pumpstation ist daher nur während der eigentlichen Tagesstunden im Betriebe. Im Auslauf des Aufhaltebeckens vor den Pumpen ist eine feststehende Gitteranlage aus FJacheisenstäben mit Zwischenräumen von 20 mm zum Auffangen von Holz, Papier, Lappen und anderen Rückständen angeordnet. Um ein Beseitigen von Hand des in dem Aufhaltebecken auf der Sohle sich niederschlagenden Schlammes zu vermeiden, dienen in einfachster Weise durchiochte, mit dem von der Pumpstation abgehenden Druckrohr verbundene, auf dem Boden verlegte Böhren. In diese wird das Abwasser, sobald der Inhalt des Beckens bis auf einen Fuss über der Sohle abgepumpt ist, eingeleitet. Infolge des beim Austritt aus den Löchern der Rohrleitung auftretenden Ueberdrucks wird der Schlamm aufgerührt und nunmehr zusammen mit dem Abwasser zu der Reinigungsanlage gepumpt. Diese einfache und billige Reinigung hat sich seit Inbetriebnahme der Anlage als durchaus genügend erwiesen. Das Druckrohr hat 60 cm Durchmesser und eine Länge von rund 5250 m. Der Rauminhalt des gesamten Druckrohrs beträgt rund 1500 cbm.

Aus Vorstehendem ergibt sich, dass morgens beim Beginn des Betriebes zunächst der mit dem aufgewirbelten Schlamm in dem Auf-haltebecken durchsetzte, eine Nacht alte Inhalt des Druckrohres, sowie der während der Nacht angesammelte Zufluss zu dem Aufhaltebecken auf die Filter geleitet wird. Es gelangt daher in den ersten Morgenstunden nicht ein frisches, sondern mindestens ein einen halben Tag altes Abwasser auf die Reinigungsanlage. Ferner ist dieses Abwasser seiner Zusammensetzung nach konzentrierter als der Durchschnitt, da es nach Vorstehendem den wieder aufgewirbelten Schlamm aus dem Aufhaltebecken enthält.

Auch in Brockton ist das nach der Reinigungsanlage führende Sielnetz nur für die Ableitung der Verbrauchswässer bestimmt. Eine unmittelbare Einleitung von Oberflächenwasser in dieses Sielnetz erfolgt nicht. Dagegen ist auch hier der Zufluss an Grundwasser infolge undichter Stellen trotz der mehrfach betonten Sorgfalt in der Ausführung nicht unerheblich. Diese Undichtigkeiten sind teils beim Bau des Sielnetzes, in höherem Masse später bei Herstellung der teilweise im Grundwasser liegenden Anschlüsse eingetreten.

Für die Jahre 1896 (also etwa ein Jahr nach Fertigstellung des Sielnetzes) und 1904 (kurz vor Fertigstellung von neuen zur Erweiterung dienenden Filterbetten) gibt die nachfolgende Tabelle No. 34 die täglich abgepumpte Menge an Abwasser und den monatlichen Niederschlag an Regen.

Es ist ersichtlich, dass in den Monaten mit stärkeren Niederschlägen die Mengen des gepumpten Wassers erheblich grösser als in den trockenen Monaten sind; hierbei ist darauf hinzuweisen, dass vor der Pumpstation sich ein Notauslass nach dem Flusse befindet, um allzu grosse Abwassermengen, deren Bewältigung in der Reinigungs-

Tabelle No. 34.

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Januar

Februar

März

April

Mai

Juni

Juli

August

September

Oktober

November

Dezember

189ß<

1904'

Gepumptes Abwasser in cbm rd. Monatlicher Niederschlag in mm Gepumptes : Abwasser in in cbm rd. Monatlicher Niederschlag in mm

1800 2150 2450

42    92, 142

3130 310013780

1800 1220

30    45

1450 1230 1380

2000 2280 2330

2120

88    39    53

156    70 102

52

4430 4000 3800

3200 3000 3100 3240 3260

3230

113    89!    57 200    71'    61

70    67

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75

1) Anm. Hiervon am 14. September allein 90 mm Niederschlag.

anlage zu Schwierigkeiten führt, von dieser fernzuhalten; die angegebenen abgepumpten Mengen stellen daher während der nassen Monate nur einen Teil des gesamten Abflusses dar.

Die im Jahre 1896 in Betrieb genommene Reinigungsanlage bestand bis zum Jahre 1903 einschliesslich aus 23 Filterbetten auf einer Gesamtfläche von 8,59 ha. Seit dem Jahre 1904 ist wegen der eingetretenen Ueberbelastung der Filter infolge Vermehrung der Abwässermengen eine Vergrösserung der Anlage vorgenommen worden. In unmittelbarer Nähe sind sieben neue Filterbetten mit einer Gesamtoberfläche von 2,9 ha hergestellt worden. Der beigefügte Lageplan (Abbildung No. 9) zeigt die Anordnung der Filterbetten im einzelnen.

Auf Grund der zahlreichen vor der Ausführung in Zwischenräumen von 70 m hergestellten Probelöchern wurde das Material des Untergrundes als äusserst geeignet für die Anlage festgestellt. Der über dem Kies und Sand liegende Humusboden wurde von sämtlichen Betten entfernt. Die wirksame Grösse des Filtermaterials wechselt zwischen 0,04 und 0,75 mm. Das Material bildet einzelne Lagen, die jedoch nicht streng von einander getrennt sind, sondern allmählich in einander übergehen; es ist im allgemeinen ziemlich grobkörnig, doch bei weitem nicht so stark wie das in Spencer. In 10 Betten ist eine dünne Tonlage in dem Sand in einer Tiefe von 2,1 bis 2,4 m unter der Oberfläche eingesprengt. Die aus genügend rauhem und porösem Material bestehenden Betten wurden

Der ganze Betrieb der Reinigunganlage untersteht vom Beginn einem studierten Chemiker, zur Zeit Dr. George E. Bölling, der sein Laboratorium und sonstige Diensträume in unmittelbarer Nähe der Anlage hat. Die Betten werden daher jahraus jahrein mit grosser Sorgfalt behandelt; hierdurch und durch die geeignete Beschaffenheit des Bodens wird dauernd ein äusserst befriedigender Reinigungseffekt

nicht drainiert, diejenigen, die Lagen feinen Sandes oder Ton enthalten, mit Drains aus ungebrannten Röhren in je 10 m Abstand versehen.

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Abbildung No. 9.

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Lageplan der Filterbetten von Brockton.

erzielt. Die Anlage gilt als eine der Musteranlagen im ganzen Staate. Der Betrieb selbst vollzieht sich in nachstehender Weise:

Der Inhalt des Druckrohrs und des Aufhaltebeckens in der Pumpstation, der zuerst in den Morgenstunden auf die Filter gepumpt wird, wird in der Regel auf eines von vier ausschliesslich zu ihrer Aufnahme bestimmten Betten gepumpt, die als „Schlammbetten“ hiernach bezeichnet werden, in ihrer Anordnung jedoch den andern Betten völlig gleichen. Die grossen Massen von festen bzw. Schwebestoffen in diesem konzentrierteren Abwasser verursachen eine starke Verschlammung derOberlläche dieser 4 Betten, die zu häufiger Reinigung durch Abharken — z. B. im Jahre 1903 jedes Bett durchschnittlich 23mal — nötigt.

Die nachfolgende Tabelle No. 35 gibt die in den letzten Jahren diesen 4 Schlammbecken zusammen täglich durchschnittlich zugeführten Abwässermengen und die durch Abharken gewonnenen Schlammmassen in jedem Jahre.

Tabelle No. 35.

Jahr

Abwässer täglich in cbm j Schlamm jährlich in 1000 kg

1901

1265

1902

1667

1903

333

2289

1904

377

1905

436

2753

4013

Nach

Der SchJamra wird an in der Nähe wohnende Bauern zu Düngzwecken verkauft und seit Jahren ein Erlös von 630 Mark für die gesamten neben den Betten aufgehäuften Massen erzielt.

Analysen einiger Proben sind in dem Schlamm etwa 20 v. H. Wasser, 10—20 v. H. organische Substanz und 65 v. H. unlösliche mineralische Substanz enthalten.

Die verbleibenden 19 Filterbetten werden ausschliesslich mit dem eigentlichen Tagesabfluss, also einem erheblich dünneren Abwasser beschickt. Eine nennenswerte Reinigung dieser Betten ist während des ganzen Jahres, abgesehen von dem gelegentlichen Beseitigen von Unkraut, nicht erforderlich.

Die Aufleitung des Abwassers auf die rechteckigen Betten erfolgt von der Mitte einer Seite aus durch äusserst zweckmässig und einfach hergestellte Rinnen (vergl. Abbildung No. 10). Die Rinnen haben rechteckigen, sich nach ihrem unteren Auslauf hin verjüngenden Querschnitt. Die 15 cm starke Sohle besteht aus Stampfbeton mit Eiseneinlage in der Mischung 1 Zement, 3 Sand, 5 Kies, die zwecks Vermeidung von Temperaturrissen in je 2,40 m Entfernung durch eingelegte Streifen Dachpappe unterbrochen ist; die Seitenwände bilden Holzbretter von 2 Zoll Stärke. In gleichen, nach der Feldweite sich richtenden Abständen — durchschnittlich etwa 12 m — sind in diese mit dem Boden festverbundenen Seitenwände von 30 cm Höhe kurze, um senkrecht stehende Scharniere drehbare bewegliche Stücke eingeschaltet; sie greifen über die oberen feststehenden Enden der Seitenwände des unterhalb verjüngten Querschnittes der Rinne über und

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Hölzerne Zuleitungsrinne für die Filterbetten in Brockton.

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Abbildung No. 10.

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bilden so durch entsprechende Drehungen um das Scharnier zu ver-grössernde und zu verkleinernde Ausflussöffnungen. Das Abwasser tritt an diesen Stellen aus, fällt zunächst, um die Auskolkung der Oberfläche des Bettes zu vermeiden, auf eine kurze breite Querrinne, deren Sohle mit der Filteroberfläche bündig liegt, und tritt sodann auf die eigentliche Filterfläche über. Durch diese einfache Anordnung kann das Abwasser nahezu beliebig auf die Filteroberfläche verteilt werden; andererseits fliesst das Abwasser in Betten von glcichmässigem Korn und gleichgerichteter Oberfläche bei richtiger Einstellung der beweglichen Seitenwände unter stets gleicher Druck-höhe und in stets gleichen Mengen auf alle Teile des Filters. Diese

Abbildung No. 11.

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Filterbett in Brockton während des Winterbetriebes.

hölzernen Rinnen sowie die Röhren der Zuleitungen sind in zweckentsprechender Weise reichlich bemessen, sodass die durchschnittlichen Beschickungsmengen eines Bettes in nur etwa 30 Minuten aufgeleitet werden.

Die Oberflächen der Filter sind nicht genau wagerecht, sondern mit einer schwachen Neigung von 1 : 500 bis 1 : 200 versehen, um die einer gleichmässigen Verteilung des Abwassers hinderliche Bodenreibung auf der Oberfläche auszugleichen. Die nötige Neigung richtet sich nach der Körnung des Sandes, nach dem Betrage an festen und Schwebestoffen, sowie nach der Grösse und der Dauer der jedesmaligen

Beschickung. Beispielsweise wurde eine Neigung von 1 : 500 als zweckmässig für einen Sand von 0,5 mm wirksamer Grösse und Beschickungsmengen von rd. 280 cbm in 20 Minuten ermittelt.

Im Herbst, vor Eintritt des Frostes wird die ebene Oberfläche der Filter mit niedrigen Furchen und Dämmen versehen, um, wie bereits mehrfach angegeben, auch im Winter eine genügende Aufnahmefähigkeit zu erreichen. Abbildung No. 10 zeigt ein Filterbett, das für den Winterbetrieb vorbereitet ist, Abbildung No. 11 ein bereits längere Zeit während des Winters betriebenes Bett. Deutlich sind die Körnung des Materials, sowie die Art der Zuleitung des Abwassers in die einzelnen parallel zur Zuleitungsrinne liegenden Furchen auf der einen, ferner die erheblichen Ansammlungen von Schlamm in

Tabelle

Abwassermengen für die Filterbetten in

den unter dem gewöhnlichen Wasserspiegel bei der Beschickung liegenden Teilen der Furchen auf der anderen Abbildung zu erkennen. Diese Schlammablagcrungen können erst im Frühjahr, nach Eintritt wärmerer Witterung, beim Wiedereinebnen der Oberfläche beseitigt werden. Bei lang andauernden Frostperioden wird daher eine der Stärke des Abwassers entsprechende allmähliche Verschlammung der Oberfläche und hiermit eine Verringerung der Aufnahmefähigkeit des Filters eintreten, die erst im Frühjahr wieder behoben wird.

Die Tabelle No. 36 gibt im Einzelnen eine Uebersicht über die Grössen der einzelnen Betten sowie die Art und Mengen ihrer Beschickungen in den Jahren 1902 und 1903. Hieraus ergeben sich folgende wichtige durchschnittliche Angaben: Jedes Filterbett wird

No. 36.

Brockton für die Jalire 1902 und 1903.

Nummer

Fläche

des

des

Bettes

Bettes in ha

Zahl der -Beschickungen an gewöhnlichem Abwasser im J ahre

Durchschnittliche Grösse einer Beschickung an gewöhnlichem Abwasser in cbm

Grösste in einer Beschickung zugeführte Menge gewöhnlichen Abwassers in cbm

Durchschnittlich aufgeleitete Menge an gewöhnlichem Abwasser für den Tag in cbm

Zahl der Beschickungen mit dickem 9 Abwasser

Durchschnittliche Grösse einer Beschickung mit dickem Abwasser in cbm

Durchschnittlich aufgeleitete Menge an dickem Abwasser für den Tag in cbm

Gesamte durchschnittlich aufgeleitete Menge an Abwasser für deD Tag in cbm

, Gesamte durchschnittlich aufgelei-tete Menge an Abwasser für den Tag in cbm f. d. ha

1902    1903    1902

1903    1902    1903    1902    1903

1902    1903    1902 I 1903    1902

1903    1902    1903    1902    1903

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549

101

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0,42

20

616

113

1180

338    6,1

338

33,7

9,8

85

98

342

14

87

96

334

0,38

18

488

141

732

0,40

79

335

197

610

0,40

110

390

410

552

0,40

138

388

416

1130

0,40

126

374

372

578

0,37

168

357

409

540

12,9

21,6

100

144

108

167

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43

97

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332

347

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312

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487

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0,40

152

220

288

318

86,5

190

11

0,40

118

214

296

328

12

0,40

98

216

285

320

13

0,35

163

206

280

308

14

0,40

105

110

477

473

15

0,40

108

152

442

446

16

0,36

136

128

468

416

17

0,39

123

149

454

476

18

0,40

133

162

519

476

19

0,36

121

150

495

446

20

21

0.39

0,28

137

127

468

443

97

146

351

395

22

23

0,16 0,40

1) Als dickes Abwasser ist

24

25

72

das

582

476

642

640

in den ersten Morgenstunden gepumpte bezeichnet.

12

30

347

297

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11,4

24,2

135

156

176

154

189

164

173

190

190

195

191

175

143

187

147

175

190

184

154

158

32,9

127

235

323

255

207

379

361

416

522

419

512

488

480

353

32

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518

320

515

532

383

500

435

477

513

547

420

597

212

337

1903

1902

1901

1900

1899

1898

1897

1903

1902

1901

1900

1899

1898

1897

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34,75    218,25

46,08    217,12

48,60    221,57

62,97    446,78

65,07    312,36

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Teile

151,64

178,87

163,37

169,71

371,43

268,73

347,10

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Tabelle No. 38.

Analyse des Schlammes von der Sohle der Absitzhecken an der Pumpstation in Brockton im Jahresmittel.

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10,10

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Suspen

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22,15

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10,48

12,77

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Insgesamt Gelöst Suspendiert

Glühverlust

Verdampfungsrückstand

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Insgesamt j Gelöst

Freies

Albuminoid-

Ammoniak

Teile in 100000.

Analysen des Abwassers

von

Brockton im Jahresmittel.

Tabelle No. 37.

Suspen

diert

Chlor

filtriert

Un-

O    05 Oi 05 OO

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Filtriert

Sauers toff-verbrauch

Tabelle No. 39.

Analysen des Abwassers aus dem Haupt-Vorflutdrain der Filterbetten in Brockton

im Jahresmittel.

Teile in 100000.

Verdun-Jahr stungs-rückstand

Ammoniak

Stickstoff als

Freies

Albu-

minoid

Chlor

Nitrate! Nitrite

Sauerstoff

verbrauch

Härte Eisen

1897

1898

1899

1900

1901

1902

1903

27.75

28,68

33.71

34.72 40,36 48,30 53,17

ppppppo

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alle 3 Tage einmal beschickt; diese einmalige Beschickungsmenge beträgt etwa 1000 cbm f. d. ha. Hieraus folgt eine tägliche Ueber-stauung von 300—350 cbm pro ha, oder von 3,0—3,5 cm Wassersäule. Auf das Jahr berechnet ergeben sich mithin für Dauerbetrieb zulässige Abwassermengen von 110000 bis 130000 cbm für das Hektar Bodenfilter, ausschliesslich der Wege, Dämme, Zuleitungsgräben usw.

Beistehend sind noch einige weitere Tabellen gegeben. Die Tabellen 37—39 geben im Jahresdurchschnitt die Analysen des gewöhnlichen in den späteren Tagesstunden, ferner des besonders starken in den ersten Morgenstunden zugeführten Abwassers und die Abflüsse aus dem Hauptdrain von 37,5 cm Lichtweite für die Jahre 1897 bis 1903; sie beweisen, dass die Stärke des Abwassers im Laufe der Jahre sehr erheblich zugenommen hat. Der Grund dürfte im wesentlichen liegen in der Zunahme der Anschlüsse bei gleich bleibendem Abfluss von fremdem Wasser (Grund- und Regenwasser). In Tabelle No. 40x) ist schliesslich die im Jahresdurchschnitt erzielte prozentuale Reinigung für die Jahre 1897—1905, ermittelt nach den durchschnittlichen monatlichen Analysen des Hauptdrains von 37,5 cm Lichtweite und des Abwassers, zusammengestellt. Abgesehen von dem immerhin nur bedingten Werte dieser Analysen liegt eine gewisse Ungenauigkeit noch darin, dass die Drains bei höheren Grundwasser-

1) Diese Tabelle ist den Jahresberichten 1897—1905 des Stadtbauamts in Brockton entnommen.

10*

ständen ausser den Filterabflüssen noch reichliche Mengen Grundwasser ableiten. Andererseits ist der erzielte Reinigungsgrad zweifellos ein sehr grosser und entspricht allen Anforderungen der Praxis. Auch das äussere Aussehen des Abflusses ist einwandsfrei; er ist klar, farblos und geruchlos, womit sich die Beobachtungen des Verfassers decken.

Tabelle No. 40.

Prozentuale Reinigung des Abwassers in Brockton.

1905

1897    1898    1899    1900    1901 j 1902    1903 ; 1904

Freies Ammo-niak .    .    .

Albuminoid-Ammoniak . Sauerstoffverbrauch .    .

97.6    97,7

98.7    98,4

95,9

98,3

97,7    97,7

98,5

9V i⁹⁷'⁷

98,5    98,8

98,7    99,0

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CD    CD    CD

GO    JX>    Ox

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81,5

68,2

97,1

96,2

96,9

96,2

Die auch aus den Analysen hervorgehende, während der ietzten Jahre allmählich eingetretene Zunahme an freiem Ammoniak in den Abflüssen infolge Vermehrung des Abwassers nach Menge und Stärke hat, wie bereits erwähnt, im Jahre 1904 dazu geführt, sieben neue Filterbetten mit einer Gesamtoberfläche von 2,9 ha zu errichten. Auch sah man sich gezwungen, eine Schicht von etwa 25 cm an der Oberfläche von 19 Filtern wegen eingetretener stärkerer Verschlammung mit einem Kostenaufwande von rd. 18000 Mark zu beseitigen.

Eine kurze, von Mr. F. A. Barbour in seiner Beschreibung der intermittierenden Bodenfilter von Saratoga Springs gegebene Bemerkung sei hier noch wiederholt: „Hiernach sind in den nur durch die schmalen Fugen der Mannlochdeckkasten der Schächte, nicht aber durch besondere Ventilationsröhren — wie in Saratoga Springs — entlüfteten Drains von Brockton die Ansammlungen von Kohlensäure in den über diesen eingebauten Schächten so stark, dass eine hinabgelassene Lampe schon 2 Fuss unter der Oberfläche erlischt.“

Die nach den fortlaufenden Jahresberichten des städtischen Bauamts von Brockton anscheinend fast unvermittelt eingetretene Notwendigkeit, die Filteroberflächen in erheblicher Schicht abzugraben, sowie die vorstehende Aeusserung über den Gehalt an Kohlensäure in den Drains, die bekanntlich in erster Linie das Endprodukt der unter Ausschluss der Luft stattfmdenden Fäulnis bildet, lässt den Schluss zu, dass der leitende Chemiker sich zu stark an die wissenschaftlichen Untersuchungen der Versuchsanstalt in Lawrence geklammert hat. Vielleicht hätte ein rechtzeitig begonnenes und regelmässig einige Male im Jahre wiederholtes Abharken und Abkratzen der Filteroberfläche die Notwendigkeit dieser angegebenen erheblichen Beseitigung von Filter material vermieden.

Noch sei auf die im Jahre 1898 gemachten Versuche, die Mengen an Schlamm, die zur Reinigungsanlage gelangen, durch Verwendung des Absitzbeckens an der Pumpstation als Faulraum zu verringern, mit einigen Worten eingegangen: In den ersten Jahren des Betriebes konnten die Landwirte sich nicht entschliessen, den auf den Schlamm betten abgelagerten trockenen Schlamm abzunehmen. Die Massen an Schlamm vermehrten sich infolge dessen stärker, und man zog die Errichtung einer Verbrennungsanstalt in Betracht. In dem Bestreben jedoch, die Errichtung dieser Anlage möglichst lange hinauszuschieben, versuchte man durch Anwendung des Faulverfahrens die Mengen an Schlamm zu vermindern. Man liess zu diesem Zwecke den in den Absitzbecken abgelagerten Schlamm bis zu 8 Wochen unberührt liegen, bev*or man ihn mittelst der erwähnten unter Wasserdruck zu setzenden durchlochten Röhren aufwirbelte und zur Reinigungsanlage pumpte. Hierdurch wurde die Menge des auf den Schlammbetten sich ablagernden Schlammes urti volle 25 v. H. verringert. Dagegen war es unvermeidlich, erhebliche Mengen von Schwebestoffen, die sich beim Abpumpen des täglichen Zuflusses mechanisch von dem aufgespeicherten Schlamm in dem jetzt als Faulraum dienenden Absitzbecken loslösten, den Filtern zuzuführen. Infolge dessen trat eine starke Schlammbildung auf ihrer Oberfläche ein. Der Bericht kommt daher zu dem wohl nicht einwandsfreien Schluss, dass im Mittel die Mengen an Schlamm, die beim Betrieb des Beckens als einfaches Absitzbecken oder als Faulbecken übergepumpt und auf die Schlamm- sowie Filterbetten gelangen, annähernd die gleichen sind.

Nicht unerwähnt darf schliesslich bleiben, dass in Brockton vom Jahre 1896 bis 1902 einschliesslich die landwirtschaftliche Nutzung einer grösseren Anzahl Filterbetten — also der „Rieselfeldbetrieb“ — nicht nur als Versuchs-, sondern als grösserer wirtschaftlicher Betrieb gepflegt worden ist. Man ist von dem Grundsatz ausgegangen, dass der landwirtschaftliche Nebenbetrieb wünschenswert ist, so lange die Reinigung der Abwässer hierdurch nicht beeinträchtigt wird¹).

1) S. Report of the City engineer for the year 1897. Brockton. p. 55. „For this reason the desirability of planting the beds, provided such a course does not interfere with the purification of the sevrage, seems to be indicated.“

Von vornherein erkannte man auch den gewissen Gegensatz, der darin beruht, dass einerseits der landwirtschaftliche Betrieb die Ansammlung organischer Substanz bedingt und andererseits das Filterbett einen reinen Sand erfordert, der möglichst wenig organische Substanz enthält.

Man pflanzte mit Erfolg und unter Erzielung eines gewissen Ueberschusses gegen die Betriebsausgaben „yellow corn“ und „sweet corn“. Sobald jedoch die Vermehrung der Abwässer es unmöglich machte, die Filterbetten den Zwecken der landwirtschaftlichen Nutzung und der völligen Reinigung der Abwässer gleichzeitig in genügendem Masse dienstbar zu machen, stellte man den landwirtschaftlichen Betrieb ohne Zögern endgültig ein.

Clinton.

Auch die Reinigungsanlage der Stadt Clinton ist bereits in der deutschen Fachpresse geschildert worden, auf die hiermit verwiesen sei²).

Den Bau und den Betrieb der Anlage haben die Metropolitan Water Works auf Grund einer ihnen auferlegten gesetzlichen Verplich-tung übernommen. Die Stadt Clinton liegt im Niederschlagsgebiet des südlichen Armes des Nashua-Flusses kurz unterhalb der Wachusett-Talsperre. Infolge des Baues dieser Talsperre zwecks Ergänzung der Wasserversorgung von Boston und Umgebung ist der Abfluss des durch die Stadt fliessenden Flusses sehr vermindert worden. Die bestehenden und bis zu diesem Zeitpunkte weniger bedenklichen unmittelbaren Einleitungen der Abwässer in den Fluss mussten nunmehr durch einen Abfangkanal beseitigt, und die Abwässer vor ihrer Wiedereinleitung einer gründlichen Reinigung unterzogen werden. Diese Verpflichtung wurde seitens des Staates den Metropolitan-Wasserwerken im Jahre 1898 auferlegt.

Nach dem Census von 1900 ist die Bevölkerung zu 13667 Seelen angegeben worden. Die Stadt besitzt seit dem Jahre 1882 eine öffentliche Wasserversorgung, die im Jahre 1903 einen Betrag von 149 1 pro Tag und Kopf lieferte.

Das ursprünglich nach dem Sammelsystem gebaute Sielnetz ist im Laufe der Jahre nach dem Trennsystem umgebaut worden. Da

die Leitungen jedoch vielfach, insbesondere auch der vorerwähnte, aus Steinzeugröhren von 50 bzw. 60 cm Lichtweite bestehende Abfangkanal unter dem Grundwasserspiegel liegen, und die Dichtungen wenig sorgfältig ausgeführt sind, so ist der Zufluss an Grundwasser, vor allem bei nasser Witterung, ein ganz ungemein hoher.

Der Abfangkanal führt die Abwässer zu einem Absitzbecken mit einem nutzbaren Rauminhalte von 2530 cbm. Am Einlauf in dieses Becken ist eine feststehende Gitteranlagc aus senkrecht stehenden Flacheisenstäben mit einem Spielraum von 12 mm zwischen den einzelnen Stäben zur Abfangung fester Rückstände — Lumpen, Papier Holz usw. — eingeschaltet. Aus diesem Absitzbecken wird das Wasser durch eine Pumpenanlage in einem Druckrohre von 45 cm Lichtweite und einer Gesamtlänge von rd. 690 m zu einer unmittelbar vor der Reinigungsanlage gelegenen Anhöhe gedrückt. Der Rauminhalt des Druckrohres beträgt rd. 110 cbm. Von der Anhöhe aus fliesst das Abwasser mit natürlicher Vorflut in eine Steinzeugrohr-Icitung von 60 cm Durchmesser auf die Reinigungsanlage. Die Anordnungen zur Vereinigung und Zuleitung des Abwassers sind nach Vorstehendem ähnlich wie die in Brockton. Der Betrieb erfolgt genau in der gleichen Weise. Aueh hier wird nur in den Tagesstunden das Abwasser gepumpt. Das in der Nacht zufliessende Wasser sammelt sich in dem Aufhaltebecken. In den ersten Tagesstunden wird ein erheblich konzentrierteres Abwasser als in den nachfolgenden zu der Reinigungsanlage geführt.

Das Abwasser von Clinton ist trotz der insbesondere bei nassem Wetter erheblichen Verdünnung durch Grundwasser doch eines der am meisten Schmutzstoffc führenden in Massachusetts. Die Ursachen sind die groben Verunreinigungen aus den Wollwäschereien der grossen Bigelow-Teppich-fabriken. Etwa 12000 kg Wolle werden täglich in diesen gewaschen und verlieren durch diesen Prozess etwa 50 v. H. an Gewicht. Um die grossen Massen an festen Rückständen aus diesem Abwasser vom Sielnetz und so von der Reinigungsanlage im wesentlichen fernzuhalten, sind in der Fabrik selbst zwei Absitzbecken von je 10,50 m Länge, 2,40 m Breite und 1,10 m Tiefe mit einem Inhalte von rd. 29,2 cbm angelegt worden. Diese Becken, die von dem Abwasser in etwa einer Stunde durchschnittlich durchflossen werden, werden wöchentlich einmal gereinigt und hierbei eine Schicht von 40—60 cm fester Rückstände von dem Boden beseitigt.

Die Tabelle No. 41 gibt die chemische Zusamensetzung des Ab-tvassers in seiner Gesamtheit nach Durchschnittsproben für die Jahre 1900 bis 1903.

Tab e 1 l'e No. 41.

Analysen des Abwassers von Clinton nach Durchschnittsproben für die Jahre 1900—1903.

Teile in 100000.

Jahr

Verdampfungsrückstand

Ammoniak

Gesamtrückstand

Glühverlust

Albuminoid-

Sauerstoff

verbrauch

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Ins gesamt

Gelöst

Suspen

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Freies

Insgesamt

Gelöst

Suspen-

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Unfiltriert

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10,72

11,75

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Die Reinigungsanlage, die auf den beigefügten Abbildungen No. 12 bis 15 dargestellt ist, liegt nicht mehr im Weichbilde der Stadt Clinton, sondern in dem der sich unterhalb anschliessenden Gemeinde Lancaster. Sie umfasst ein Gebiet von 52 ha, von dem jedoch nur ein kleinerer Teil %fiir die Anlage von Filterbetten geeignet ist. Bisher sind 25 Filterbetten mit einer Gesamtfläche von 9,4 ha angelegt. Die Oberfläche eines jeden Bettes beträgt im Mittel 0,4 ha. Durch die bei Anlage der Betten zwecks Bodenuntersuchungen gegrabenen 287 Probelöcher von 2,4 bis 3,6 m Tiefe und die zwecks Feststellung des Tiefenuntergrundes hergestellten 24 Bohrlöcher von entsprechend grösserer Tiefe wurde festgestellt, dass der Untergrund bis zu grosser Tiefe aus einem sehr rauhen und porösen Sandkies besteht, ln der Mehrzahl der Betten wurden der Humusboden und eine Lehmschicht, die über dem Sand- und Kiesboden lagern, beseitigt. Beim Bau der Anlage wurde der Stand des Grundwassers in einzelnen Betten in

1,50 m unter Oberkante, in anderen jedoch erheblich tiefer ermittelt. Die erstgenannten Felder wurden sofort beim Bau, die letzgenannten wegen des allmählichen Steigens des Grundwasserstandes nach Inbetriebnahme der Anlage nachträglich mit Drains versehen. Der Abstand der Drains von einander beträgt 67,5 m. Es liegt mithin unter jedem Bette im allgemeinen nur ein Drain.

Die Zuleitung des Abwassers erfolgt wiederum durch Steinzeugrohrleitungen, die in den Dämmen zwischen den einzelnen Betten

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liegen. Die Beschickung jedes Bettes mit Abwasser erfolgt bis heute noch von einem Punkte aus und zwar von einem in der Mitte einer Seite angeordneten Spezialbauwerk; in Stampfbeton. Die beigefügten Abbildungen No. 15—17 zeigen die Anordnungen dieses Bauwerkes im einzelnen und die durch dasselbe erreichte Verteilung des Abwassers über das Filterbett. Der vor dem Ausfluss des Zuleitungsrohres angeordnete halbkreisförmige Ring aus Stampfbeton mit längs

Abbildung No. 14.

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seines ganzen Umfanges eingelegten Beschickungsöffnungen genügt bis zu einem gewissen Grade seiner Bestimmung, die lebendige Kraft des Wassers zu brechen und eine gleichmässige Verteilung auf die Filterfläche zu erzielen. Doch zeigt Abbildung No. 17 deutlich, dass für den Umfang der Betten, der wie erwähnt 0,4 ha durchschnittlich ist, und wegen der vorhandenen groben Körnung des Materials eine Zuleitung an nur einem Punkte unzureichend ist. Das Wasser wird in unmittelbarer Nähe der Zuleitung in sehr viel grösserem Masse als an entfernteren Stellen aufgesaugt und so eine ungleichmässige Beanspruchung des Filters und eine ungenügende Reinigung des Abwassers bewirkt.

Abbildung No. 15.

¹

„Gesundheits-Ingenieur.“ Jahrgang 1905. „Reinigung von Abwässern mittelst intermittierender Bodenfiltration“. Von Prof. Dr. Dunbar.

²

„Gesundheits-Ingenieur/² Jahrg. 1905. — „Reinigung von Abwässern mittelst intermittierender Bodenfiltration“, von Prof. Dr. Dunbar.

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Abbildung No. 12—15: Lageplan,' Längsschnitte und Einzelheiten der Filterbetten

von Clinton.

Der Betrieb der Becken erfolgte seit ihrer Inbetriebnahme am 15. September 1899 bis zum Jahre 1903 einschliesslich durch unmittelbare Aufleitung des Abwassers auf die Betten. Drei Betten

Abbildung No. 16.

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Spezialbauwerk für Zuleitung des Abwassers auf einem Filterbett von Clinton.

Abbildung No. 17.

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Filterbett in Clinton mit Abwasser beschickt.

waren ausschliesslich zur Aufnahme des in den ersten Morgenstunden gepumpten, während der Nacht in dem Druckrohr zurückgehaltenen besonders konzentrierten Abwassers bestimmt. Jedes dieser Betten empfing etwa 2—3 Wochen hindurch allein und ausschliesslich dieses gesamte konzentrierte Abwasser. Nach Ablauf dieser Zeit wurde das Bett wegen der eingetretenen Verschlammung ausser Betrieb genommen und das Abwasser einem der anderen Betten zugeführt. Nachdem der Schlamm genügend getrocknet war, wurde er zusammengeharkt und von der Oberfläche des Bettes beseitigt. Nunmehr war das Bett wiederum betriebsfähig.

Die Beschickungen für die einzelnen Betten mit dem regelmässigen nach Ablauf der ersten Morgenstunden gepumpten Abwasser wurden bis zum Jahre 1903 gleichfalls sehr hoch gewählt. In der Regel führte man den ganzen Zufluss zu der Reingungsanlage auf die Dauer von 2—3 Stunden einem einzelnen Bette zu. Hierdurch wurden die einzelnen Betten mit 2500 bis 3800 cbm pro Hektar und Tag beschickt. Die mit dieser Art der Beschickung erreichte Reinigung war zumal auch wegen derKonzentration des Abwassers durchaus ungenügend. Seit dem Jahre 1903 wurden daher die Beschickungsmengen auf durchschnittlich 650 cbm pro Hektar und Tag verringert und die Dauer der Beschickung auf etwa 30 Minuten beschränkt. Jedes Bett

wurde bei dieser Art des Betriebes etwa einmal alle zwei Tage benutzt.

Die Oberfläche der Betten wurde häufig aufgeharkt. Wenn auch die Wirkung dieser Aenderung im Betriebe den prozentualen Betrag der beseitigten organischen Stoffe erheblich vermehrte, so entsprach der Abfluss doch nicht den notwendigen Anforderungen.

Man entschloss sich im Jahre 1905 daher das Abwasser vor

Aufleitung auf die Filterbetten zunächst durch Absitzbecken zu führen und so einer Vorreinigung zu unterziehen. Es wurden zu diesem Zwecke 8 rechtwinklige, mit Erddämmen 1 : iy₂ eingefasste Absitzbecken von je rd. 900 cbm nutzbarem Rauminhalte, deren Seitenlängen rd. 9,6 bzw. 9,9 m, im Wasserspiegel gemessen betragen, hergestellt. Der Wasserstand in den Becken beträgt 1,20 m. Unter der Sohle sind Drains von 15 cm Lichtweite in 0,60 m Tiefe verlegt, die nach einem kleinen gemeinsamen Filter No. 14 von 0,32 ha Fläche Vorflut haben.

Ferner wurde von 19 Filterbetten der an der Oberfläche verschmutzte Sand in einer Stärke von 5—7,5 cm beseitigt und abgefahren; die gesamte so beseitigte Menge an Boden betrug rund 4150 cbm.

Nach Fertigstellung dieser Veränderungen wurde der Betrieb der Reinigungsanlage in nachstehender Weise eingerichtet: Das Abwasser wird drei Tage hindurch — insgesamt also fast 24 Stunden, da die Pumpenanlage täglich nur 8 Stunden in Betrieb ist — ausschliesslich einem Absitzbecken zugeführt. Nach Verlauf von drei Tagen wird dieses Becken ausgeschaltet und das Abwasser dem nächsten Becken zugeführt. Am Schluss des vierten Tages wird das in dem ersten Becken stehende Abwasser abgelassen und hiernach das Becken vollständig ausser Betrieb genommen. Der in ihm angesammelte Schlamm trocknet aus, wird nach Verlauf von etwa einer Woche in Haufen zusammengeharkt und von den Landwirten ohne gegenseitige Entschädigung abgefahren. Es werden durchschnittlich 5,0 cbm Schlamm pro Tag und Becken gewonnen. Das durch die Drainagen der Schlammbecken abfliessende Wasser wird einem gemeinsamen Filterbette zugeführt und auf diesem gereinigt.

Auch nach Einrichtung dieser Vorreinigung wird das in der ersten halben Morgenstunde abgepumpte Abwasser wegen seiner hohen Konzentration abwechselnd einem von zwei Filterbetten zugeführt, die nacheinander — jedes etwa drei Wochen — ausschliesslich in Betrieb bleiben, während das andere getrocknet und gereinigt wird.

Die verbleibenden 23 Betten werden während der wärmeren Zeit im Jahre — April bis November — periodisch nacheinander beschickt. Das gesamte der Reinigungsanlage zugeführte Abwasser — durchschnittlich täglich 2800 cbm in 1905 und 2500 cbm in L906 — fliesst 1V₂ Stunden ausschliesslich auf ein Filterbett. Die während dieser Zeit zugeführte Gesamtmenge beläuft sich auf durchschnittlich 1800cbm f. d. ha in 1904 und 1450 cbm f. d. ha in 1905. Das aufgeleitete Abwasser verschwindet durchschnittlich innerhalb 12 Stunden unter der Oberfläche. Jedes Filterbett kommt bei dieser Art des Betriebes alle 5—6 Tage einmal an die Reihe. Um die Filter von Unkraut frei zu halten, werden sie alle 8—14 Tage geeggt.

Die Einschaltung der Vorreinigung hat nicht sehr wesentlich den Charakter der Abflüsse aus den Filterbetten verbessert. Die Menge an beseitigten organischen Stoffen ist in dem letzten Jahre allerdings etwas grösser als in den anderen Jahren nach 1901. Aber die Nitrifizierung ist kaum so gut, und die Mengen an Nitraten in den Abflüssen sind geringer als in irgend einem der vorangegangenen Jahre.

Auch tritt unmittelbar am x4uslauf der Drains in dem die Vorflut bildenden Bach ein stärkerer auf unvollkommene Reinigung hinweisender Niederschlag an Eisen auf. Trotzdem erscheint der Abfluss unmittelbar aus den Drains, wie Verfasser bei wiederholten Besuchen fentstellte, durchaus klar, farblos und fast vollkommen geruchlos. Der in den Jahren 1900 bis 1905 einschliesslich erzielte durchschnittliche Reinigungseffekt ist aus der Tabelle No. 42, die von den Metropolitan-Wasserwerken aufgestellt ist, ersichtlich. Die hierin für die Analysen des Abwassers für 1900 bis 1903 angegebenen Werte weichen um ein Geringes von den Angaben der vom staatlichen Gesundheitsrate gegebenen Tabelle Mo. 41 ab.

Tabelle No. 42.

Durchschnittlicher Reinignngseffekt in den Filterbetten von Clinton. Teile in 100000.

1900

1901

1902

1903

1904

1905

Albuminoid- Ammoniak i. Abwass. Albuminoid-Ammoniak im Filtrat

1,380 !    1,0025    1,0517

0,9233

0,7967

0,089    0,0741    0,0891

0,0782    0,0686

1,1250

0,0787

Prozent beseitigt

94

91

89

92

91

93

Sauerstoffverbrauch i. Abwasser Sauerstoffverbrauch im Filtrat

14,84    10,73

1,09    0,82

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13,11

1,126

Prozent beseitigt

93

91

84

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91

Freies Ammoniak im Abwasser Freies Ammoniak im Filtrat

3,9500    3,4533

1,0631    0,5792

4,3284

0,6862

3,8292

1,0185

r- 05 05    05

co" ©

4,7533

0,9588

Prozent beseitigt

73

83

84

73

75

80

Stickstoff als Nitrate im Filtrat

0,7300

0,9298    0,9815 j 0,4168    0,4046    0,2665

Offenbar sind zu grosse Beschickungsmengen und zu iange Pausen zwischen zwei aufeinander folgenden Beschickungen wesentliche Ursachen des Misserfolges.

Um eine weitergehende Reinigung zu erreichen, hat man im Jahre

1906 mit Erfolg den Abfluss aus den Drains noch über eine Belüftungsanlage geführt. Der aus dieser stammende Abfluss war vollständig klar, farblos und geruchlos. Irgend welche Eisen- oder Algenbildungen im Vorfluter waren nicht wahrzunehmen, wie Verfasser durch Begehung einer längeren Strecke des Vorfluters bestätigt fand.

Auch wurden grössere Versuche zu dem Zwecke unternommen, mittelst einer gleichmässigeren Verteilung des Abwassers auf die ganze Filterfläche und mittelst Ersetzung der sehr grossen, nach mehreren Tagen sich erst folgenden durch kleinere entsprechend öfter wiederholte Beschickungen einen besseren Reinigungseffekt zu erreichen. Bei den Besuchen, die Verfasser im September 1906 der Anlage

Abbildung No. 18.

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Versuchsanordnung für die Zuleitung von Abwasser zu einem Filterbett von Clinton.

machte, wurde das aus der Zuleitung in der Mitte einer Seite eines rd. 0,4 ha grossen Feldes austretende Abwasser von zwei an diesem Punkte unter etwa 45° gegen die Achse des Dammes abgehenden Holzrinnen aufgenommen und in jeder bis zu den Punkten a und b (s. Abbildung No. 18) abgeleitet. Hier wird ein Teil des Abwassers in den Richtungen 1, 2, 3 und 4 auf die Betten entladen, der Rest dagegen bis zu den Punkten c und d weitergeführt, wo es in den Richtungen 5, 6, 7 und 8 abgeleitet wird. Das so zum Betriebe vorbereitete Bett wurde täglich mit durchschnittlich 600 cbm f. d. ha beschickt.

Worcester.

Worcester, die 1674 gegründete zweite Stadt Massachusetts’, mit 118421 Einwohnern nach dem Census von 1900 und 128135 im Jahre 1905 ist am Fusse einer Hügelkette im Tale des Blackstone-Flusses freundlich gelegen. Am unteren Ende der Stadt umfasst das Niederschlagsgebiet des Flusses etwa 181,29 qkm. Die Stadt betreibt umfangreiche Industrien, namentlich die Fabrikation von Eisen- und Kupferdraht — z. B. American Steel and Wire Co. —, Maschinen, Briefumschlägen, Schuhwaren, Webstühlen, Teppichen und anderen Erzeugnissen der Textilindustrie, Orgeln und Pianos.

Bereits seit dem Jahre 1845 ist die Stadt mit einer öffentlichen Wasserversorgung versehen. Der Wasserverbrauch auf den Kopf der Bevölkerung betrug im Jahre 1903 rd. 280 1.

Auch die geregelte Abführung der Regen- und Verbrauchswässer wird bereits seit dem Jahre 1867 durch ein nach dem Sammelsystem gebautes Sielnetz bewirkt, an das Ende 1905 rd. 118000 Personen angeschlossen waren. Im Jahre 1890 wurden Anlagen zur Reinigung eines Teiles der Abwässer mittelst chemischer Fällmittel errichtet und drei Jahre später diese so erweitert, dass z. Zt. der gesamte Trockenwetterabfluss einer Reinigung unterzogen werden kann; seitdem sind 16 offene Absitzbecken von je rd. 1130 cbm Fassungsraum vorhanden, vor die im Jahre 1904 noch eine kleine Sandfanganlage vorgeschaltet wurde. Andererseits kam man bald zu der Erkenntnis der Unmöglichkeit, bei grösseren Niederschlägen die gesamten vereinigten Regen-und Schmutzwässer genügend zu reinigen, um eine weitgehende Verunreinigung des in seinem unteren Eaufe durch stark bevölkerte Gegenden fliessenden Blackstone-Flusses infolge der in diesen aus den Regenüberläufen übergetretenen oder durch die Reinigungsanlage ungeklärt durchgeflossenen Abwässer zu verhindern. Man entschloss sich daher, das Sammelsystem, soweit als es finanziell und technisch durchführbar ist, durch das Trennsystem zu ersetzen. Seit dem Jahre 1898 werden sämtliche neu zu errichtende Kanalisationsanlagen nach dem Trennsystem gebaut. Ferner hat man einen grossen Teil des Sammelgebietes nachträglich nach dem Trennsystem unter Aufwendung sehr erheblicher Mittel umgebaut; insbesondere ist der Millbrook „Mühlengraben“, der nach seiner Ueberwölbung als Hauptsammler für das ganze System dient, durch den Einbau einer Scheidewand — nachdem ein der Querschnittsverringerung entsprechender Teil seines Nieder-

Schlagsgebietes anderweitig entwässert worden wTar — in eine zur getrennten Abteilung der Regen- und Verbrauchswasser dienende Kanalanlage umgebaut worden (s. Abbildung No. 19).

Ende des

Jahres 1905 waren auf Grund dieser Massnahme rd. 117 000 laufende Meter Schmutzwassersiele und 67 000 laufende Meter Regenwassersiele nach dem Trennsystem, sowie rd. 40000 laufende Meter Siele des Sammelsystems vorhanden.

Mehr und mehr auch machten sich die bekannten Nachteile der ausschliesslichen Reinigung von Abwasser mittelst Zusatzes von Kalk-

Abbildung No. 19. f

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Anordnung für den Umbau des überwölbten Mühlengrabens in Worcester für Trennsystem.

Die Reinigung blieb unge-

milch als chemisches Fällmittel geltend, nügend, die Schlammmassen wurden trotz Verringerung ihres Volumens durch Bearbeitung in Filterpressen mehr und mehr; ihre Unterbringung wurde von Jahr zu Jahr schwieriger, und schliesslich standen die Kosten des Betriebes in keinem Verhältnis zu dem Nutzen, wie man beim Vergleich mit anderen Reinigungsanlagen erkennen musste.

Man entschloss sich daher die intermittierende Bodenfiltration schrittweise — um nicht eine zu starke Belastung des städtischen

Säckels hervorzurufen — für die künftige Reinigung der ganzen Abwässer endgültig zu wählen. Im Jahre 1899 wurden die ersten 14 Filterbetten gebaut. Ende 1905 waren insgesamt 36 von je 0,4 ha Grösse mit einem Gesamtflächeninhalt von 14,4 ha vorhanden. Die Mehrzahl der Betten ist künstlich aus einem nahe dem Flusse gelegenen Sandlager aufgebaut (vergl. Abbildung No. 20). Die Tiefe der älteren beträgt 1,80 m, die der neueren 1,35 m; sie sind durch in rd. 60 m Abstand verlegte Drains entwässert. Die wirksame Grösse des Sandes beim Bau betrug durchschnittlich 0,23 mm. Die Beschickung der Betten erfolgt teils aus vier in den Ecken angebrachten Spezialbauwerken in Stampfbeton, die in ihrer Konstruktion den in Clinton angewendeten ähnlich sind, teils durch hölzerne Rinnen wie

Abbildung No. 20.

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Filterbett von Worcester im Bau.

in Brockton. Die in den letzten Jahren erst gebauten Filterbetten werden von nur einem in der Mitte einer Seite angeordneten Spezialbauwerke in Stampfbeton beschickt.

Das Abwasser in seiner Gesamtheit ist trotz der erheblichen Anzahl Anschlüsse ein vorherrschend industrielles. Die Abflüsse aus den Wollwäschereien, Färbereien und anderen textilindustriellen Anlagen, aus den Gerbereien, den Beizereien, den Eisen- und anderen metallverarbeitenden Werken drücken ihrer Masse sowohl wie ihrer stetig wechselnden Beschaffenheit nach ihre Charakteristik dem Abwasser auf.

Die Reinigung eines derartigen Abwassers, die über das Herausfangen eines gewissen Prozentteils der Schwebestoffe hinausgeht, bietet Schwierigkeiten technischer und finanzieller Art im Grossbetriebe, deren Technik und Wissenschaft bis heute nicht hinreichend Herr geworden sind. Auch in Worcester ist der Erfolg bisher ein nur teilweiser und bedingter. Doch verdienen die unter Verwendung der intermittierenden Bodenfiltration eingeschlagenen Wege und die erzielten Ergebnisse nach Erachten des Verfassers eine kurze Wiedergabe, zumal auch bei uns die Frage der Klärung eines städtischen Abwassers, das durch raannichfache industrielle, ohne besondere Vorreinigung zugeführte Abflüsse stark beeinflusst w⁷ird, mehr und mehr in den Vordergrund tritt.

Der tägliche durchschnittliche Abfluss zur Reinigungsanlage betrug nach Fertigstellung des in den Jahren 1893/94 erfolgten Baues 47 000 cbm, stieg bis zum Jahre 1898 bis auf etwa 67 000 cbm und fiel dann entsprechend der allmählichen Beschränkung des Sammelsystems auf etwa 45000 cbm im Jahre 1905. Von dieser Gesamtmenge wurden im letztgenannten Jahre rd. 80 v. H. mit chemischen Fällmitteln behandelt; von diesen 80 v. H. wurden wiederum rd. 12 v. H. mittelst intermittierender Bodenfiltration nachbehandelt, während die grössere Menge unmittelbar dem Vorfluter zugeführt wurde. Etwa 20 v. H. der Gesamtmenge wurden ohne Verwendung chemischer Fällmittel durch intermittierende Bodenfiltration gereinigt. Für die Zwecke der vorliegenden Arbeit scheidet die Reinigung mittelst chemischer Fällmittel ohne Nachbehandlung hier aus.

Das Abwasser wird nach einer Vorbehandlung durch chemische Fällmittel oder in Absitzbecken oder in Faulbecken und teils auch — seit Anfang 1905 — garnicht vorbehandelt den Filterbetten zugeführt. Mehrfach haben dieselben Betten im Laufe der Jahre verschiedenartig vorbehandeltes Abwasser erhalten.

a) Bodenfiltration des mittelst chemischer Fällmittel vorbehandelten Abwassers.

Von den im Jahre 1899 erbauten ersten 14 Filterbetten sind mehrere seit ihrer Inbetriebnahme bis jetzt ausschliesslich mit chemisch vorbehandeltem Abwasser betrieben worden. Die täglichen Beschickungsmengen in den letzten Jahren — für 7 Tage in der Woche¹) — haben durchschnittlich 1200 bis 1300 cbm für das Hektar

betragen. Die in dem Zuflusse vorhandenen fein verteilten Schwebestoffe schlagen sich teils auf der Oberfläche der Filterbetten nieder, teils dringen sie etwa 5 cm tief in dieselben ein. In den ersten Jahren wurden sie nicht auf mechanische Weise beseitigt, sondern mittelst Harken und Eggen wurde versucht, eine für den Durchfluss genügende Lockerung der Oberfläche zu erzielen. Dieses Verfahren genügte nicht. Es wurde im Jahre 1903 nötig, die oberen 10 cm des Filtermaterials abzunehmen und zu beseitigen. Seitdem ist man dazu übergegangen, den sich bildenden Niederschlag, so oft es nötig erscheint, und zwar wenigstens zweimal im Jahre, zusammenzukratzen und fortzuschaffen. Durchschnittlich sollen seit Inbetriebnahme der Betten nicht weniger als 1 cbm trockener Niederschlag — gemessen im Filterbett — auf rund 1500 cbm Zufluss abgekratzt und beseitigt worden sein. Die nachfolgende Tabelle No. 43 gibt eine Analyse des Niederschlags (Mittelwerte):

Tabelle No. 43.

Wassergehalt (Probe bei 110° C. getrocknet) . . 13,92 v. H.

Eisenoxyd .....

Calciumoxyd .... Organischer Stickstoff' Sand .......

3,48 „ 1,00 „ 0,26 „ , 85,0    „

Organische Stoffe — nach Glühverlust.....5,58    „

Beachtenswert hierin ist die grosse Menge an Sand, die infolge der innigen Durchdringung mit Schwebestoffen auch beseitigt werden muss.

Von Interesse, ist die nachfolgende Tabelle No. 44, die den Einfluss der in den industriellen Abwässern aus den Drahtziehereien enthaltenen Eisensulfate und des in der Reinigungsanlage zugesetzten Kalkes auf die Zusammensetzung des Filtermaterials wiedergibt. Die eine Probe ist unmittelbar über einem Drain, die andere in dem Raum zwischen den Drains entnommen.

Eine Folge des Niederschlags an Eisen war eine völlige Verstopfung der Fugen der Drains in 10 Filtern, die im Jahre 1904 zu einem Aufgraben nötigte. In dem Material an einzelnen Fugen wurde hier ein Gehalt bis zu 75 v. H. Eisenoxyd nachgewiesen.

Das Ergebnis der Filtration der durch chemische Fälmittell vorbehandelten Abwässer ist im Vergleich mit den in anderen Städten bei anderer Vorbehandlung erreichten kein günstiges. Die Grösse der

Tabelle No. 44.

Sand aus verschiedenen Tiefen eines Filters genommen.

Prozente.

Probe entnommen über Drain

Tiefe der Entnahme der Probe

Probe entnommen zwischen den Drains

Eisenoxyd °„rf“s₁ch5 Calci“m- Eisenoxyd

J Stickstoff oxyd    J Stickstoff ; oxyd

Oberfläche 2" 2"—6" 6"—12" 1'—2'

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Beschickungen, die Stärke und Eigenart des Abwassers und die fehlende Belüftung des Filters infolge der eintretenden Verschlammung seiner Oberfläche verhindern eine günstige Wirkung. Die Nitrifizierung ist gering, die Niederschläge an Eisenhydrat im Vorfluter erheblich. Nach den Jahresberichten des städtischen Bauamts tritt jedoch ein Nachfaulen des Filtrates nur in seltenen Fällen ein. Etwa 75 bis 80 v. H. des Albuminoid-Ammoniaks werden beseitigt. Das Bauamt erkennt durchaus die Unvollkommenheit an, geht jedoch von dem vielfach und wohl auch im vorliegenden Falle aus Gründen der Wirtschaftlichkeit berechtigten Satze aus, „möglichst grosse Mengen an Abwasser in den Filtern zu verarbeiten und sich mit gerade noch befriedigenden Ergebnissen zu begnügen.“ Nicht nachgeprüft kann hier werden, in welchem Umfange der Betriebskoeffizient durch das nach einer Reihe von Jahren bei der geschilderten Art des Betriebes unvermeidliche Umgraben des Filtermaterials bzw. seine teilweise oder gänzliche Erneuerung ungünstig beeinflusst wird. Die umstehende Tabelle No. 45 gibt die durchschnittlichen Analysen des vorbehandelten Zuflusses und des Filtrates für die einzelnen Monate des Jahres 1905.

b) Bodenfiltration des in Absitzbecken vorbehandelten

A bwTassers.

Einige der ursprünglich für die Reinigung mittelst chemischer Fällmittel gebauten grossen Becken sind in den letzten Jahren als reine Absitzbecken — also ohne Zufügung von Chemikalien — be-

Zeit

Prozente beseitigt .

Durchschnittl. Zufluss 1905 „    Filtrat    1905

Prozente beseitigt . .    .

Tabelle

Durchschnittliche monatliche Analysen des chemisch vorbehandelten

Teile

Ammoniak

Albumionid-

Stickstoff als

Sauerstoff-Verbrauch

Freies

2,825

1,750

47,9

1.740

1,555

10,64

1,917

2,083

8,66

1,200

1,542

28,49

0,850

1,038

50,0

125

47,6

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Nitrate

Nitrite

Unfiltriert

Filtriert

Chlor

O CO

2,787

0,906

67,5

2,870

0,750

73,9

2,183

0,367

83,2

3,167

0,283

91,0

2,633

0,450

82,9

IO

cn

0,547    0,494

0,104    0,104

81,0

79,0

0,444

0,109

0,400

0,109

75,4

72,7

0,487

0,131

0,416

0,131

73,1

68,5

0,404    0,316

0,147 | 0,147

63,6

53,5

0,356

0,082

0,269

0,082

77,0

69,5

0,501

0,169

66,3

0,389

0,169

56,6

0,512

0,110

78,5

0,437

0,101

76,9

0,520

0,080

84,6

0,441

0,042

90,5

0,533

0,043

91,9

0,558

0,055

90,7

0,429

0,110

74,4

0,275

0,101

63,3

0,435

0,080

81,6

0,333

0,042

87,4

0,433

0,043

90,1

0,379

0,055

85,5

0,053 0,016 0,0258 0,000 0,088 0,0089 100,0 —

0,043 0,054 0,0154 0,000 0,057 0,0064 100,0

0,071 0,000 100,0

0,088 0,152 0,000 0,197 100,0

0,087 0,000 100,0

0,112 0,054 0,0112 0,000 0,473 0,0101 100,0 —

0,083 0,044 0,000 0,404 100,0 —

0,162 0,016 0,000 0,603 100,0 —

0,085 0,030 0,000 0,727 100,0 —

0,108 0,033 0,000 0,915 100,0

0,100 0,000 100,0

0,179 0,000 100,0

0,025

0,094

0,274

0,445

0,048

1,124

0,075

1,153

SS

S S Ol^

i-T

11,57

11,63

0,0122

0,0171

0,0129

0,0067

0,0131

0,0013

0,0003

0,0207

0,0000

0,0090

0,0002

0,0136

0,0067

0,0076

0,0015

0,0094

0,0060

0,0140

00 © o o

6,52

1,80

os

72,4

10,34

10,34

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11,03

10,73

4,30!    3,81

1,36    1,36

68,4 | 64,3

5,32 | 4,23

0,86

0,86

83,8 ! 79,7

6,60    5,63

1,53

1,53

76,8    72,8

7,55 | 5,78 1,30 - 1,30

82,8

6,49

0,97

85,1

77,5

4,77

0,97

79,7

0,75

0,75

90,6 86,9

7,68 i 5,72 0,75    0,75

90,2 ; 86,9

7,42

8,33

8,30

7,65

12,15

11,70

12,60

12,07

14,75

15,15

15,42

15,20

11,93

11,87

13,93

13,97

12,70

12,73

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Ol

0,484 I 0,387 0,108 0,108

77,6

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0,058 ; 0,0087 0,486 0,0107

6,93 : 5,58 12,03 1,68 1,68 11,97 75 8    69,9    —

No. 45.

Abwassers und dessen Filtrats aus den Bodenfiltern von Worcester. in 100000.

Yerdampfungsrückstand it    Flüchtig

Beständig

Eisen in Verbindungen

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Sulpliate

Kalk in Verbindungen

Mittlerer tägl. Abfluss f. 7 Tage in der Woche in cbm f. d. ha

83,6    76,4

58,6

29,9

69,4

54,0

22,2

73,6

60,2

18,2

68,6

56,0    50,4

47,0

15,7

58,8

49,2

16,3

79,2

69,6

12,1

54,8

74,0

86,2    80,4

74,4

13,7

84,4

73,6

12,8

97,4

81,6

16,2

81,2

91,6

76,4    69,6

67,2 I -

12,0 i —

77,2    73,0

65,8

14,8

7,2

5,0

5,6

4,0

5,2

5,8

3,2

5,8

46,1

28,4

37,5

44,0

25,8

41,4

38,8

28,4

26,8

43,5

36,6

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Ol 1    1    1    1    1    Ol

27,0 24,2

20,0

25,9

32,4 30,0

23,8

26,5

43,2 39,6

37,0

14,3

48,6 46,4

40,0

17,7

50,0 49,6

35,0

30,0

51,6 51,6

40,0

22,5

6,8 40,6 36,6

32,4

20,2

4,2 41,2 38,6

33,0

19,9

86,4    74,4    12,0 i 47,2 40,4

67,4

22,0

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32,9

32,0

26,2

24,8

34,4

34,0

31,6

40,0

33,0

34,4

34,0

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CD

jDi

4,41

1,68

61,9

2,10

0,84

60,0

1,68

2,94

7,50

0,98

1,61

64,3

1,96

1,61

17,8

0,77 j 3,64

12,35

11,00

1350

0,42

0,84

0,84

0,98

2,45 2,10 3,50 42,8

2,30

2,45

6,52

2,66

2,49

6,39

2,99

4,32

44,5

3,44

2,02

41,3

2,84

2,03

28,5

2,30

1,83

2,99

2,42

2,23

2,80 1,61

1.40

50,0

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1,68

0,84

0,14

0,98

0,35

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0,61

1,19

1,69 0,92

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1050

580

1070

750

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2160

1810

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1270

1070

920

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1350

nutzt worden. Jedes dieser Becken ist 50,0 ra lang, 12,0 m breit und 2,1 m tief.

Die angewendeten Beschickungen sind annähernd dieselben wie bei dem vorgenannten Verfahren, nämlich täglich 1200—1300 cbm für den Hektar. Auch hier bildet sich auf der Oberfläche der Filter nach kürzerer oder längerer Frist je nach dem Grade der vorausgegangenen Sedimentation ein Niederschlag, der von Zeit zu Zeit zusammengekratzt und beseitigt wird. Die Analyse einer Probe desselben hatte nachfolgendes Ergebnis:

Tabelle No. 46.

22,87 v. H. 0,539 „ 2,58    „

Wassergehalt .... Organischer Stickstoff Eisenoxyd.....

Je weniger sorgfältig die vorhergegangene Sedimentation war, um so einheitlicher ist der eine Jederartige Decke bildende Niederschlag;

um so weniger tief dringt er in das Innere des Filters ein und lässt sich in diesem Falle ohne Schwierigkeiten von der Oberfläche abschälen.

Ist dagegen die vorhergehende Sedimentation eine sehr weitgehende, so dringt der feine Niederschlag tiefer in die Filteroberfläche ein und nötigt, diese bis zu grösserer Tiefe abzukratzen. Durchschnittlich wurde angeblich 1 cbm Niederschlag auf 750 cbm zugeleitetes Abwasser gewonnen; es gelangt mithin annähernd die doppelte Menge an Schwebestoffen auf die Filter als in dem mit chemischen Fällmitteln vorbehandelten Abwasser. Im übrigen ähneln die Ergebnisse denjenigen, die bei Beschickungen mit rohem, also nicht irgendwie vorgereinigtem Abwasser erzielt werden; auf diese wird im Folgenden näher eingegangen werden.

c) Bodenfiltration des rohen, unbehandelten Abwassers.

In den Jahren 1904 und 1905 hat man eine grössere Anzahl Betten mit rohem Abwasser beschickt. Die tägliche durchschnittliche Beschickungsmenge belief sich auf 910 cbm f. d. ha. Es bildete sich auf der Oberfläche ein dicker lederartiger Ueberzug, der nach Aufhören der Beschickungen schnell trocknete und ohne Mühe dann abgelöst werden konnte. Die Abbildungen No. 21—23 zeigen deutlich die Stärke und leichte Ablösbarkeit dieses Ueberzuges sowie die geringe Einwirkung der Schwebestoffe auf das Filtermaterial selbst. Die Menge dieses Niederschlags beträgt durchschnittlich 1 cbm auf

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Abbildungen No. 21 u. 22.

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Filterbett von Worcester mit rohem Abwasser beschickt.

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Reinigung eines mit rohem Abwasser beschickten Filterbettes in Worcester.

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Abbildung No. 23.

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350 cbm aufgeleitetes Abwasser. Die chemische Analyse einer Probe hatte nachstehendes Ergebnis:

Tabelle No. 47.

6,13 v. H. 51,45 „ 2,31 „

Wasser.......

Glühverlust.....

Organischer Stickstoff

Nach den Angaben des Stadtbauamtes war der erzielte

Durchschnittlich zweimal wöchentlich wurde es erforderlich, den Niederschlag auf der Oberfläche der Betten abzuharken und fortzuschaffen. Die umstehende Tabelle No. 49 gibt die Analysen des rohen unbehandelten Abwassers und des mit ihm erzielten Abflusses der Betten.

Abfluss bisweilen beständig, bisweilen aber auch unbeständig und faulte nach. Proben, die aus einem 1 Jahr in der angegebenen Weise betriebenen Filter, dessen ganzes Alter nur 2 Jahre betrug, entnommen worden sind, zeigten, dass das Material des Filters in ganzer Tiefe stark verunreinigt war; vgl. die nachfolgende Tabelle No. 48:

Tabelle No. 48.

Material eines ein Jahr mit rohem Abwasser beschickten Filters von Worcester.

Prozente.

Tiefe der Probe unter der Oberfläche in Zoll

Wasser

gehalt

Glühver-

verlust

Organi

scher

Stickstoff

Eisen als j Schwefel Eisenoxyd insgesamt

Sulfate

Oberfläche—6 6—12 12—24 24—36 36-48 48-60

5,56

6,77

0,89

1,01

0,0145

0,0077

0,0075

0,0042

0,0047

0,0047

0,040

0,0246

0,0163

0,0145

0,0082

0,010

1,42

1,65

0,0097

0,0077

0,0063

0,0042

0,0047

0,0047

• 5,88 11,93

10,42

Von Interesse ist noch die Tabelle No. 50 auf S. 104, die die gewonnenen Mengen trockenen Schlammes und die finanziellen Ergebnisse der verschiedenen Verfahren wiedergibt.

Die vorstehenden Erörterungen zeigen, welche Schwierigkeiten der endgültigen Reinigung eines durch grosse Mengen industrieller Zuflüsse verschiedener Art beeinflussten städtischen Abwassers sich entgegenstellen. Von biologischer Reinigung in den Bodenfiltern kann unter den angegebenen Umständen kaum die Rede sein. Es handelt sich wohl im wesentlichen um eine rein mechanische Absiebung der Schwebestoffe, zu der noch gewisse chemische Vorgänge im Filter treten.

0,71

0,67

7,49

0,59

0,55

1,53

1,33

1,36

1,38

Zeit

Zufluss Dezember 1904 Filtrat

55

1904

Tabelle

Durchschnittliche monatliche Analysen des rohen, unbehandelten

Teile

Ammoniak

Albuminoid

Stickstoff als

Sauerstoff-

Verbrauch

Freies

3,450

2,647

23,3

2,740

2,382

13,1

3,013

3,675

21,9

2,100

2,634

25,4

1,838

1,412

23,2

2,240

1,551

30,8

2,350

1,675

28,5

2,550

1,840

27,8

2,260

CD CO

1,126

48,2

2,790

0,895

67,9

4,175

1,906

54,4

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Nitrate

Nitrite

Unnltriert

Filtriert

Chlor

87,2

0,159

0,660

0.000

1,105

0,165

76,0

1,213

0,176

85,5

0,813

0,189

76,8

0,856

0,111

87,1

1,188

0,113

90,5

1,092

0,121

88,9

1,058

0,121

88,5

1,325

0,144

89,1

1,156

0,084

92,7

1,335

0,074

94,4

1,638

0,112

93,1

72,8

0,417

0,165

60,5

0,578

0,176

69,6

0,422

0,189

55,2

0,390

0,111

71,5

0,384

0,113

70,6

0,479

0,121

74,7

0,399

0,121

69,7

0,470

0,144

69,4

83,0

0,562

0.074

86,8

0,604

0,112

81,5

100,0

0,688

0,000

100,0

0,635

0,000

100,0

0,391

0,000

100,0

0,027 0,0054 0,040 0,0109

0,080 0,0287 0,073 0,0227

0,131    0,0033

0,054 0,0020

0,132

0,093

0,0269

0,0036

0,466 0,016 0,0036 0.000 0,280 0,0033 100,0 — —

0,804 0,052 0,0000 0,000 0,286 0,0027 100,0 — —

0,613 0,055    0,0001

0,000 0,128 0,0086 100,0    —    -r-

0,659 0,038 0,0000 0,000 0,177 0,0098 100,0 — —

0,855 0,030 0,0000 0,000 0,338 0,0174 100,0 — —

0,662 0,045 0,0000 0,000 0,239 0,0103 100,0 — —

0,773 0,049 0,0000 0,000 0,304 0,0149 100,0 — —

1,034 0,093 0,0000 0,000 0,231 j 0,0179 100,000 —

15,93

1,98

87,6

15,03

1,70

88,7

co co

CO^05 OD t-H GO

GO

JLO

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1,69

15,82

15,09

14,52

13,30

15,75

13,80

9,03

9,83

12,83

10,90

14,73

13,48

15,59

15,10

14,70

18,87

19,56

17,86

18,27

15,70

16,78

17,50

92,0

87,2

22,65

14,95

2,76

87,8

2,76

81,5

16,75

15,67

No. 49.

Abwassers und dessen Filtrats aus den Bodenfiltern von Worcester.

in 100000.    _

srückstand

Insgesamt

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

ET.

Gelöst

Suspen

diert

125,5 80,1 45,4

82,8

51,0

Beständig

Eisen in Verbindungen

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Sulphate

Mittlerer täglicher Zufluss für 7 Tage in der Woche in cbm f. d. ha

63,2

49,7

139,41 67,2 i 72,2 57,0 !    —    —

59,1

109,0 79,0

58.4    —

46.4    !    —

30,0

83,8 ! 50,8 ; 33,0 48,0    — ;    —

42,0

90,6 | 67,4 23,2 51,2    —    —

43,5

112,6

74,8

37,8

66,2

41,2

113,6 78,4 | 35,2

72,2

36,4

123,8

80,0

43,8

76,4

38,3

134,0

85,0

36,6

108,0

64,4

40,4

89,6 44,4

78,8 | 29,2

34,8

59,3

88,0

31,8

63,9

74,6

33,6

55,0

43,8 44,2 51,4    23,4

25,2

51,0

48,4 I 26,2 34,4    30,6

24.8

— 27,9

53,4 23,6 29,8 30,4    27,2

26,6

22,0

50,2

62,8

25,8

58,9

78,0 ! 46,4

37,8

51,5

13,6

13,72

1210

5,32

61,2

8,63

31,6 34,6    28,4

28,6

17,9

79,0 I 51,8 j 27,2 34,6    26,6

43,8:    — 1 — 28,4    —

44,5

82,4

38,0

53,9

78,0

42,0

46,1

79,0

34,0

57,0

39,2

54,3

l-s I IIS I l£ | lg Mb

4,76

4,20

11,8

4,48

5,95

32,8

6,09

4.13

32,2

3,64

3,78

3,14

16,9

2,31 2,17

5,04

112 1

2,33

53,8

5,14

3,34

35,0

4,34 2,31

4,05

56,6

25,8

35,6

42,4

49,8

55,0

55,8

920

800

910

920

64,8

51,4

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CM

36,0

60,1

75,2 4G,8

35.6    -

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2,31

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4,55 3,15

4,76

4,61

5.41

5,25

5,25

3,59

11,36

3,57

4,42

23,8

4,29

960

930

17,9

2,96

3,12

27,3

41,4    23,4

18,0

5,49

4,98

3,27

570

38,4

4,49

3,17

7,25

56,0

43,0

23,2

54,0

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29,0

22,8

33,0

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CM

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5,25

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6,29

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33,2

4,32

4,85

3,50

6,65 | 3,67

3,85

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co

1,21

3,06

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990

6,15

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970

4,08

10,14

5,26

900

4,14

21,7

6,21

4,68

24,63

£•- CO *rp

(M

TtT t-'

910

Tabelle No. 50¹).

Mit chemi- Im Absitz-schen Fäll- becken mittein vor- vorbehan-behandeltes deltesAb-Ab wasser

Rohes

Abwasser

Bemerkungen

wasser

Durchschnittliche tägl. Beschickungsmenge in cbm f. d. ha .    .    .    .

Feste Stoffe, beseitigt durch Vorbehandlung in cbm f. 1000 cbm Abwasser ......

Feste Stoffe beseitigt aus der Filteroberfläche in cbm f. 1000 cbm Abwasser ......

Kosten der Vorbehandlung in M.....

Kosten der Filternachbehandlung in M. .    .

Gesamtkosten in M. .    .

1250

1250

910

1,2

0,66

50,4

25,2

75,6

0,8*

* Rückstände aus den Filterpressen mit 68 v. H. Wasser.

OJ    CO    CO CO

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^    co

CO

CO

für 1000 cbm

Hingewiesen sei noch auf die Eigentümlichkeit, dass sowohl das rohe wie das mit chemischen Fällmitteln vorbehandelte Abwasser Nitrate in nicht unerheblichen Mengen enthalten.

Framingham.

Die Abwasserreinigungsanlagen von Framingham sind auch bereits von fachmännischer Seite beschrieben worden; hierauf sei zunächst verwiesen² 3).

Die mit der Strassenbahn in etwa einstündiger Fahrt von Boston aus zu erreichende Stadt Framingham besteht aus drei voneinander örtlich getrennten Teilen, Süd-Framingham, Framingham-Centre und Saxon-Ville. Alle drei Teile liegen innerhalb des Niederschlagsgebietes des Sudbury-Flusses, der für die Wasserversorgung von Boston und Umgebung benutzt wird; doch nur Süd-Framingham liegt oberhalb des Punktes, von wo aus die Wasserentnahme erfolgt.

Die Bevölkerung betrug nach dem Census von 1900 in ganz Framingham 11302 Personen. Bereits seit dem Jahre 1885 ist Süd-Framingham mit einer zentralen Wasserversorgung versehen. Im

Jahre 1889 wurde für diesen Teil der Stadt und eine grössere staatliche Besserungsanstalt für Frauen, die gleichfalls innerhalb des für Wasserversorgungszwecke benutzten Teiles des Niederschlagsgebietes des Sudbury liegt, ein nach dem Trennsystem entworfenes Sielnetz ausgeführt. Zwecks Fernhaltung des Grundwassers von dem Sielnetz wurde beim Bau des Hauptsammlers längs desselben eine Drainageleitung mit grosser Sorgfalt verlegt, deren Abfluss nach vorheriger künstlicher Hebung auf einem Filterbette einer Reinigung unterzogen wird. Da die späteren Erweiterungen des Sielnetzes weniger sorgfältig ausgeführt worden sind, so ist trotzdem ein recht erheblicher Abfluss an Grundwasser vorhanden 1903 war eine Bevölkerung von insgesamt rd. 7500 Personen an das Sielnetz angeschlossen. Auch sind mehrere industrielle Werke, insbesondere der Textilindustrie, angeschlossen, deren Abfluss auf zusammen 250 cbm pro Tag geschätzt wird und durch den die Abwässer bisweilen stark gefärbt werden.

Tabelle No. 51,

Mengen an Abwässern zu den Filterbetten von Frantingliani.

1901

1902

1903

Mittel

Grösst

wert

Kleinst

wert

Mittel

Grösst

wert

Kleinst

wert

Mittel

Grösst

wert

Kleinst

wert

Januar . Februar. März . April Mai .    .

Juni .    .

Juli . . August . September Oktober November Dezember Im Jahre

2350 2960 1860 2200 2500 3700 3970 : 4930 3430 4220 3000 3400 2050 2810 2780 2910 1950 3120 1880: 2390 1740 2030 2630 3770 2430 4930

1750

1530

1570

2640

2860

2540

1470

1500

1580

1410

Die labeile No. 51 gibt die Mengen Abwasser, die während der Jahre 1901 bis 1903 täglich durchschnittlich in jedem Monat zum Abfluss gelangt sind, an; ebenso auch sind die grössten und kleinsten Mengen beigefügt. Aus ihr ist ersichtlich, dass während der nassen Monate März, April und Mai der Abfluss wegen der höheren Grundwasserstände und der unzulässigen Anschlüsse von Niederschlagswasser bedeutend grösser als in den trockenen anderen Monaten des Jahres ist. Für das Jahr 1903 insbesondere ergibt sich ein mittlerer Abfluss von 330 Litern, ein grösster von 930 und ein kleinster von 205 Litern pro Tag und Kopf der angeschlossenen Bevölkerung. Das Abwasser in seiner Gesamtheit ist ein ziemlich konzentriertes, besonders im Sommer, wenn es nur wenig durch Undichtigkeiten oder Niederschlagswasser beeinflusst wird. Nach den chemischen Analysen von monatlich genommenen Proben ergibt sich für die Jahre 1893—1903 die Tabelle No. 52.

Tabelle No. 52.

Jährliche Mittel (1er chemischen Analysen des Abwassers von Framingham.

Teile 1 : 100000.

J ahr

1893

1894

1895

1896

1897

1898

1899

1900

1901

1902

1903

Verdunstungsrückstand

Gesamtrückstand

Glühverlust

Ammoniak

Albuminoid-

Sauerstoff-

Verbrauch

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Freies

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Unfiltriert

Filtriert

57,90 33,80 24,10 57,70 33,78 23,92 75,95 29,54 46,41 246,26 37,63 208,63 399,57 56,88 342,69 216,00 43,32 172.68 103,10 36,46 66,44 141,78 33,09 108,69 69,83 30,15 39,68 38,48 29,67    8,81

58,77 37,53 21,24

30,87: 10,95 19,42 31,17 10,83 20,34 48.92 9,44 39,48 199,82 13,08 186,74 341,08 22,70 318,38 156.69 67,63 103,44

42.88    11,10 31,78

16,55 10,90    5,65

29.88    13,66 16,22

141,83

55,90

92,02

2,03 0,40:0,21 0,19 2,44 0,5110,25:0,26 2,72 0,70 0,22 0,48 2,86 2,73 0,34;2,39 3,14 2.88 0,42|2,46 3,10 3,14 0,61 2,53 :2,64 1,02 0,38,0,64 2,79 2,0610,34 1,72 2,84 1,20 0,33 0,87 2,77 0,47;0,29 0,18

5,22

5,86

5,48

7,23

,56

8,45

6,42

5,84

5,19

5,44

6,99

4,06 2,57 5,91 2,24 15,92 2,95 23,23 3,51 25,29 4,17

9,79

3,13

9,17

6,58

3,63

2,85

2,47

2,43

4,73 2,73

Wegen der Höhenlage der intermittierenden Bodenfilter ist eine künstliche Hebung des gesamten Abwassers erforderlich. Vor dem Einlauf in die Pumpenanlage — vgl. Lageplan Abbildung No. 24 — befinden sich zwei grössere überwölbte Becken, deren Fassungsraum rd. 1640 cbm beträgt und hinreicht, um den ganzen Abfluss während der Nachtzeit aufzunehmen; die Pumpen sind daher nur während der eigentlichen Tagesstunden im Gange. Oberhalb dieser Becken ist noch eine einfache Gitteranlage aus feststehenden Stäben eingebaut. Das von der Pumpstation ausgehende Druckrohr von 30 cm Lichtweite ist rd. 300 m lang; die Hubhöhe beträgt rd. 13,40 m. Auch hier bleibt wegen der für das Druckrohr gewählten Gradiente dieses beim Stillstand der Pumpen mit Abwasser fast auf ganze Länge gefüllt; auch hier gelangt daher aus diesem Grunde in den ersten Morgenstunden ein bereits mindestens eine Nacht altes und in der Regel konzentrierteres Abwasser auf die Filterbetten.

Eine Beschreibung der Filterbetten ist deshalb von besonderem Interesse, weil sie die älteste derartige Anlage in Massachusetts sind. Dagegen weicht die Anlage durch die von Beginn an in grossem Massstabe und mit Sorgfalt geübte landwirtschaftliche Nutzung und die hiermit gebotene Rücksichtnahme auf den Pflanzenwuchs bei Bestimmung der Häufigkeit und Grösse der Beschickungen sehr wesent-

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lieh von den Grundsätzen der intermittierenden Bodenfiltration ab; der Betrieb nähert sich mehr dem eigentlichen Rieselfeldbetriebe. Aus diesem Grunde wird die Anlage weder von dem leitenden Ingenieur, noch von dem leitenden Chemiker des staatlichen Gesundheitsrates von Massachusetts in Boston als ein Schulbeispiel angesehen. Immerhin darf die Beschreibung der Anlage nicht übergangen werden.

Das für die Reinigungsanlage von der Stadtgemeinde erworbene Gelände umfasst rd. 40 ha, die ursprünglich mit Wald bedeckt waren.

Es liegt unmittelbar an der verkehrsreichen und mit einer Strassen-bahn belegten Chaussee Boston-Worcester. Auf diesem Gelände sind 18 Filterbetten mit einer Gesamtfläche von 7,96 ha durch Fortnahme der Bäume und starken Wurzeln hergerichtet worden. Die über dem Sand und Kies gelagerte Humusschicht ist nur soweit entfernt worden, wie es zur Beseitigung von Unebenheiten und zur Herstellung der Dämme zwischen den einzelnen Betten notwendig wurde. Die durchschnittliche Beschaffenheit des Bodens, aus dem die Filterbetten aufgebaut sind, ergibt sich aus der nachstehenden Tabelle No. 53 nach Bohrproben, die nach 9jährigem Betriebe der Betten im Jahre 1898 genommen worden sind.

Tabelle No. 53.

Wirksame Grösse

Entnahme der Probe unter Oberfläche in cm

Gleichmässigkeits- Albuminoid-Ammo-koeffizient

niak. Teile in lOOOOO

Durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

Durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

Durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

Oberfläche

7,5

15,2

30,5

76,2

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Die Ergebnisse dieser Prüfung zeigen, dass das Material nahe der Oberfläche sehr fein ist und beträchtliche Mengen organischer Stoffe enthält, wahrscheinlich teilweise infolge des Umstandes, dass die Humusschicht beim Bau der Betten nicht beseitigt worden ist und die Betten bei Entnahme der Proben schon 9 Jahre im Betrieb sich befanden.

Durch die Mitten von 11 Betten sind in einer Tiefe von rund 1,80 m Drainagen gelegt, die in einen bei der Anlage vorbeifliessenden Bach münden.

Die Zuleitung des Abwassers auf die Betten erfolgt teils aus in zwei Ecken zwischen den Betten angeordneten Yerteilungsschächten unmittelbar, teils — wie in Spencer — aus niedrigen am Fuss der Dämme sich entlang ziehenden Zuleitungsgräben, in die das Abwasser aus den Yerteilungsschächten an den Endpunkten eingeleitet wird (vgl. Abbildung No. 25). Die Verteilung der Abwassermengen auf der Oberfläche der Betten ist wegen der vorhandenen Unebenheiten keine sehr gleich massige, insbesondere nicht auf den mit nur zwei Zuleitungen in den Ecken versehenen Betten. Während des Sommers wird in der Regel der ganze Zufluss aus dem Druckrohr für die Dauer eines Tages auf ein Bett geführt, im Winter und Frühjahr wird derselbe wegen der grösseren Mengen auf 2 oder 3 Betten verteilt. Infolgedessen sind die Beschickungsmengen für die Betten zwar sehr grosse, jedoch auch die Ruhepausen zwischen den jedesmaligen Beschickungen langfristige. Die beigefügte Tabelle No. 54 gibt die näheren Angaben über die Grösse der einzelnen Betten, die durchschnittliche Menge und die Zahl der Beschickungen, sowie die Grösse der Beschickungen pro

Abbildung No. 25.

Mit Mais und Kohl bestelltes Bodenfilter von Framingham, nebst Zuleitungen.

Tag und Hektar. Nur geringe Mengen fester Niederschläge brauchen von der Oberfläche der Betten entfernt zu werden, abgesehen von den in einzelnen Vertiefungen infolge Zuführung ungewöhnlich grosser Abwassermengen gebildeten Schlammablagerungen.

R. St. B. H. Mass. 1903 S. 353 sagt: „Während des Frühjahrs werden die Betten gepflügt und dann mit Mais bepflanzt; nachher richtet sich die Aufmerksamkeit ausschliesslich auf die Erhaltung des Pflanzenwuchses und der Dämme zwischen den Betten“. Im Herbst nach erfolgter Ernte begnügt man sich, die Halme ungefähr 15 cm

Durchschnittlich . . . .

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cbm

Abwassers

Menge d. zugeführten

Durchschnittliche

1899

34    1400

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1360

1510

1240

1270

1380

1280

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Zahl der Beschickungen

Durchschnittliche Grösse der Beschickungen

133,0

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Durchschnittliche Menge d. zugeführten ^ g Abwassers u “

3

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1901

■Tabelle No. 54.

Mengen an Abwasser zu (len einzelnen Filterbetten

von

2260

MÜ'WOOOO^^MOJ^ONS^OUOMOJ

oooooooooooooo

Durchschnittliche Grösse der Beschickungen

136,0 |    320

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cbm

f. d. Tag

cbm

f. d. Tag u. d. ha

Durchschnittliche Menge d. zugeführten Abwassers

1903

36    1360

o*. WMMM^lOtSCOÜi^^iMlC^OOO^C^ OOO^MOOÜIOO^OJW^WWQW^OU)

Zahl der Beschickungen

Framingliam und seine Verteilung auf diese.

1950

1440

1190

1130

1210

1210

1210

1210

1400

1390

1310

1810

1370

1320

1620

1170

1240

1310

Durchschnittliche Grösse der Beschickungen

¹

Für die Versuchsfilter in Lawrence ist der Berechnung der durchschnittlichen täglichen Beschickungsmenge stets eine wöchentliche Periode von nur 6 Tagen zu Grunde gelegt. Bei gleichen täglichen Beschickungsmengen erhalten mithin die Filterbetten von Worcester in einer Periode von einer Woche — 7 Tage — ein Sechstel mehr Abwasser als die Versuchsfilter.

²

   s. Jahresbericht d. Kanalisationswerke d. Stadt Worcester für 1905. S.33.

³

   „Gesundheits-Ingenieur“ Jahrgang 1905. „Reinigung von Abwässern mittelst intermittierender Bodenfiltration“ von Prof. Dr. Dunbar.

über der Erdoberfläche abzuschneiden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass eine weitere Vorbereitung der Betten für den Winter nicht erforderlich ist. Das auf der Oberfläche siel) bildende Eis ruht auf den Spitzen der abgeschnittenen Halme; das Abwasser fliesst unter der Eisdecke in den Vertiefungen zwischen den Hügeln und versickert im Untergründe. Irgendwelche Schwierigkeiten in dem Betriebe der Filter sind trotz dieser einfachen Behandlung und trotz einer durchschnittlichen geringsten Tagestemperatur von — 13° C. während der zwei kältesten Wintermonate nicht entstanden. Die tiefsten Minimumtemperaturen während dieser Zeit fallen bis auf —24° C.

Der Abfluss aus den Drains der Filterbetten ist recht gut gereinigt. Das von mehreren in der Nähe der Filterbetten entspringenden und offenbar von diesen ausschliesslich gespeisten Quellen stammende Wasser wird sogar von den auf den Reinigungsanlagen beschäftigten Arbeitern als Trinkwasser genossen, wie dies auch bei dem Besuche, den Verfasser der Anlage abstattete, erfolgte. Die beigefügten Tabellen No. 55 u. 56 geben die jährlichen durchschnittlichen Ergebnisse der Analysen von monatlichen Proben des einen Hauptdrain für die Jahre 1893—1903 und den in der Anlage erzielten Reinigungseffekt, verglichen durch die Analysen des Abwassers und des Abflusses des vorgenannten Hauptdrain.

Tabelle No. 55.

Jährliche durchschnittliche Ergebnisse der Analysen des Abflusses aus dem östlichen Hauptdrain der Filterbetten in Framingham.

Teile 1 : 100 000.

Jahr Farbe

1893

1894

1895

1896

1897

1898

1899

1900

1901

1902

1903

Verdunstungs

rückstand

Ammoniak

Stickstoff als

Freies

Albu-

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Chlor

Nitrate

Nitrite

Sauerstoff

verbrauch

Härte Eisen

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Tabelle No. 56.

Durchschnittlicher Reinigungseffekt der Filterbetten in Framingham im Jahresmittel.

Teile in 100000.

Freies Ammoniak

Al buminoid-Ammoniak insgesamt

Sauerstoff-Verbrauch

Jahr

im Abwasser

im Abfluss

Prozent

beseitigt

im Abwasser

im Abfluss

Prozent

beseitigt

im Abwasser

im Abfluss

Prozent

beseitigt

0,40

0,51

0,70

2,73

2,88

3,14

0,01    97,6

0,01    98,3

4,06

0,12

97,0

0,01

0.01

0,01

98,8

99,6

99,6

5,91

0,16

97,3

15,92

23,23

25,29

9,79

0,15

99,1

0,15

0,18

99,4

99,3

0,02    99,4

0,02 ; : : :

0,03 I 98,7 0,02    98,1

0,02 | 95,5 0,02 | 97,1

Die erforderlichen Angaben über Bau- und Betriebskosten werden weiter hinten gegeben.

1,02

2,06

1,20

0,47

0,79

98.3

0,23

97,6

9,17

0,30

96,7

6,58

0.29

95,6

3,63

4,73

0,24

0,32

93,4

93,2

Natick.

Unmittelbar gegenüber den Filterbetten von Framingham liegen auf der anderen Seite der Chaussee Boston—Worcester diejenigen von Natick. Auch sie werden landwirtschaftlich und zwar genau so wie die vorgenannten genutzt. Auch die Anlagen für das Sielnetz und die Pumpenanlage sind fast genau die gleichen. Eine Beschreibung im einzelnen erübrigt sich daher. Erwähnt sei nur, dass der Grund-wasserzuJfluss während der nassen Jahreszeit ein ganz enormer ist. Der für Trockenwetter zu 550 cbm ermittelte durchschnittliche tägliche Abfluss des nach dem Trennsystem gebauten Sielnetzes steigt dann bis auf 6800 cbm. also das Zwölffache.

Marlborougb.

Die Stadtgemeinde Marlborough, deren Bevölkerung nach dem Census von 1900 13609 Seelen betrug, liegt auf der Wasserscheide zwischen den Niederschlagsgebieten des Sudbury- und des Assabct-Flusses. Die dichter bebauten Teile des Weichbildes entwässern nach dem erstgenannten Niederschlagsgebiet und mithin in das zu den

Metropolitan-Wasserwerken gehörige Sudbury-Staubecken. Bereits im Jahre 1883 wurde eine öffentliche Wasserversorgung eingeführt, durch die täglich durchschnittlich rund 2200 cbm Wasser nach der Stadt geführt werden.

In den Jahren 1890/91 wurde ein nach dem Trennsystem entworfenes Sielnetz gebaut, an das bis zum Jahre 1903 einschliesslich rd. 10000 Personen angeschlossen waren. Da ausser einigen Schuhfabriken, die nur sehr wenig Abwasser erzeugen, grössere industrielle Anlagen in der Stadt nicht vorhanden sind, so ist das Abwasser im wesentlichen ein häusliches. Die Konzentration des Abwassers wechselt jedoch sehr mit der Jahreszeit. Im Winter und Frühjahr ist es infolge der zahlreichen, teilweise sehr starken Undichtigkeiten des Systems durch das massenhaft eindringende Grundwasser und auch Regenwasser stark verdünnt. Im Hochsommer während der trockenen Witterung ist es dagegen ziemlich konzentriert und dickflüssig. Die nachstehend beigefügte Tabelle No. 57 gibt den mittleren täglichen Abfluss in sämtlichen Monaten des Jahres 1903; die weiter beigefügten grössten und kleinsten Abflüsse zeigen deutlich die Abhängigkeit der Grösse des Abflusses von den Witterungseinflüssen.

Tabelle No. 57.

Täglicher Abfluss des Sielnetzes in Kubikmetern im Jahre 1903.

Januar

Februar

März

April

Mai

Juni

Juli

August

September

Oktober

November

Dezember

pro Kopf

Mittlerer Abfluss.. Grösstwert Kleinstwert ....

5430 5410 7700 6900 2980 5960,3540 2220|2220 2730 2320 9700 10340 12500 102404590 13400 7130 3140 3130 4590 3250

2680

4360

3720! 3860 5500 4020 1850

1860 1330 1930 1860

1930 133

Hiernach betrug für das Jahr 1903 der mittlere tägliche Abfluss pro Kopf der angeschlossenen Bevölkerung 416 1, der grösste 1340 1 und der kleinste 133 1; mithin Schwankungen bis zu 1:10 zwischen dem grössten und dem kleinsten täglichen Abflüsse in einem nach dem Trennsystem gebauten Sielnetze (!)

Da die Abmessungen des Hauptsammlers nur 50:45 cm im Lichten sind, so tritt mehrfach im Jahre bei grössten Abflüssen eine Ueberlastung desselben in dem Masse ein, dass das Wasser aus den Mannlöchern an einzelnen Stellen auf die Strasse austritt. Die durch-

schnittliche Zusammensetzung des Abwassers ist aus der beigefügten Tabelle No. 58 ersichtlich. Diese gibt die jährlichen Mittel aus monatlichen Analysen für die Jahre 1892 bis 1903 einschliesslich. Wegen der stark schwankenden Grundwasserzuflüsse ist die Zusammensetzung des Abwassers auch eine sehr wechselnde. Bei geringem Abflüsse ist das Abwasser sehr konzentriert, bei grösseren Grundwasserzuflüssen dagegen ziemlich dünn.

Tabelle No. 58.

Jährliche Mittel der monatlichen Analysen des Abwassers von Marlborough.

Teile in 100000.

Jahr

Yerdampfungsriickstand

Ammoniak

Gesamtrückstand

Glühverlust

Albuminoid-

Sauerstoff-

Verbrauch

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Freies

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Unfiltriert

Filtriert

1892    56,02 35,74 20,28

1893    72,36 34,93 37,43

1894    61,11 ¹ 35,34 25,77

1895    42,54 28,19 14,35

1896    43,41 28,48 14,93

1897    51,90 32,69 19,21

1898    33,23 24,46    8,77

1899    51,99 34.13 17,86

1900    71,30 38,38 32,92

1901    47,53 33,72 13,81

1902    50,68 35,93 14,75

1903    44,82 31,07 13,75

24,10 j 11,11 12,99 37,27 i 10,84 | 26,43

29.56    ¹ 9,43! 20,13

17,73 I 7,80 ¹ 9,93 21,19    9,61    11,58

25.88    10,25 ! 15,63

13,32    6,49    i 6,83

27,62 12,37 j 15,25 39,45 14,53 | 24,92 23,97 12,93 11,04

23.57    12,25 11,32

21.89    10,32 11,57

2,19 0,58 0,26 0,32 6,87    — I —

2,01 0,61 [0,22 0,39 7,36    —    —

3,25 0,76 0,27 0,49 6,68 5,01 2,40 1,94 0,40 0,15 0,25 5,25 4,75 1,70 2,110,43 0,20 0,23 5,05 4,03 2,23

2.89    0,67 0,32 0,35 6,34 4,68 2,29 1,99 0,46 0,22 0,24 4,91 2,59 1,36 4,01 0,81 0,39 0,42 6,07 5,88 3,07 4,42 1,17 0,43 0,74 7,05 8,33 3,81 3,73 0,75 0,34 0,41 6,53 4,62 2,78

3.90    0,72 0,34 0,38 8,26 5,63 3,69 3,15 0,54 0,27 0,27 5,90 4,44 2,50

Wegen der Gefahr der Verunreinigung und Verseuchung der Wasserentnahmestellen der Metropolitan-Wasserwerke durch eine unmittelbare Einleitung der Abwässer von Marlborough in das Sud-bury-Staubecken wurden auf Veranlassung des staatlichen Gesundheitsrats intermittierende Bodenfilter zu ihrer Reinigung im Jahre 1890 angelegt und 1892 in Betrieb genommen.

Das von der Stadt für die Reinigungsanlage erworbene Gelände umfasst 20,0 ha und liegt auf einem flach abfallenden Plateau, das nach einem kleinen in den Sudbury-Fluss mündenden Bach Vorflut hat (vgl. Lageplan Abbildung No. 26). Auf dem Gelände sind 26 Filterbetten bis jetzt hergestellt, von denen die Betten 1—6 mit einer Gesamtfläche von 0,29 ha als sogenannte Schlammbecken dienen. Die verbleibenden 20 Betten mit einer Gesamtfläche von 4,98 ha haben durchschnittlich 0.25 ha Fläche. Beim Bau wurde der die Deckschicht bildende Humusboden von sämtlichen Betten ganz und der darunter liegende Lehm fast vollständig entfernt. Der das Filtermaterial bildende Sandboden ist wohl geeignet, wie aus der nachstehenden Tabelle No. 59 hervorgeht, die die Analysenergebnisse von der Mitte jedes Bettes im Jahre 1898 entnommenen Proben gibt.

Abbildung No. 26.

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Tabelle No. 59.

Beschaffenheit des Filtematerials.

Wirksame Grösse

Entnahme unter Oberfläche in Fuss

Gleichmässigkeits-

koeffizient

Albuminoid-

Ammoniak

durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

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schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

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Sämtliche Filterbetten sind durch in Abständen von rund 15 m in einer Tiefe von 1,5 bis 2,4 m unter der Oberfläche verlegte ungebrannte Tonröhren drainiert; diese entwässern unmittelbar in den bereits erwähnten kleinen Bach, nach dem das ganze Gelände hin abfällt. Die Beschickung jedes Bettes erfolgt von nur einem Punkte mittelst eines einfachen Rohrauslasses; dieser liegt entweder in der Mitte einer Seite oder in einer Ecke eines Filterbettes.

Das Abwasser wird den Filterbetten nicht unmittelbar zugeführt, sondern zunächst einer Vorreinigung, bestehend in zwei kleinen überdeckten Absitzbecken von je 7,5 m Länge und 1,8 m Breite i. L., in denen der Wasserstand gleichfalls 1,8 m beträgt. Das Abwasser hat beide Becken nacheinander zu durchfliessen, und die Durchflusszeit bei mittlerem Zuflusse wird auf 7 Minuten angegeben. Am Auslauf der Becken ist noch eine einfache Rechenanlage, bestehend aus Stäben von 2,5 cm Maschenweite, eingeschaltet.

Der Betrieb der Anlage erfolgt in nachstehender Weise: Die in den Absitzbecken sich niederschlagenden festen Stoffe werden durchschnittlich einmal alle zwei Wochen aus diesen dadurch beseitigt, dass der ganze Inhalt der Becken mit natürlicher Vorflut auf eines der sechs vorhandenen bereits erwähnten Schlammbecken geleitet wird. Nachdem er genügend auf diesen ausgetrocknet ist, wird er von den Bauern der Umgebung ohne Entschädigung abgefahren und als Düngstoff verwendet. Die jährliche Menge trockenen Schlammes beläuft sich auf 75 cbm durchschnittlich.

Die Beschickung der Filterbetten während der trockenen Jahreszeit erfolgt in der Weise, dass der ganze Abfluss während der eigentlichen Tagesstunden möglichst nur einem einzigen Filterbette zugeführt wird. Ist der Abfluss zu gross für nur ein Bett, so werden zwei bis drei gleichzeitig betrieben. Während der Nachtstunden werden entsprechend ein bis zwei andere Betten fortlaufend mit Abwasser beschickt. Durch diese Art des Betriebes ergeben sich Beschickungsmengen bis zu 5500 cbm für das Hektar und Tag. Der Wasserstand in den Betten beträgt einen Fuss und mehr. Das Ergebnis dieser Art des Betriebes ist einmal eine ungenügende Reinigung, und andererseits eine häufige und starke Verschlammung der Filteroberflächen. Nach etwa 5 wöchigem fortgesetzten Betriebe ist die Schlammansammlung eine so starke, dass das Filter nicht mehr arbeitet (vgl. Abbildung No. 27). Es wird dann ausgeschaltet und ruht häufig einen bis zwei Monate hindurch. Die Mengen des auf der

Oberfläche während dieser Zeit abgekratzten trockenen Schlammes betragen häufig 9 bis 12 cbm pro Bett. Während der nassen Monate im Frühjahr und der hierdurch hervorgerufenen grossen Zuflüsse zur Reinigungsanlage scheut man sich nicht, nötigenfalls längere Zeit hin-

Abbildung No. 27.

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Filterbett von Marlborough mit Schlammansammlung.

Tabelle No. 60.

Jährliche Mittel der monatlichen Analysen der Abflüsse ans den Drains der Abwasserreinigungsanlage in Marlborough.

Teile in 100000.

Jahr

Ver

dampfungs

rückstand

Ammoniak

Chlor

Stickstoff als

Freies

Albu-

minoid

Nitrate¹ Nitrite

Sauerstoff

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durch das gesamte Abwasser ohne jede Reinigung unmittelbar in den Bach und hiermit in den Sudburyfluss zu führen. Im Herbst vor Eintritt des Frostes werden die Filterbetten in der bereits mehrfach geschilderten Weise mit Furchen versehen.

Der Reinigungseffekt kann bei der geschilderten Art des Betriebes, die im wesentlichen auf eine mechanische Durchsiebung und Durchfiltrierung hinausläuft, natürlich nur ein wenig vollkommener sein. Die beigefügte Tabelle No. 60 gibt die jährlichen Mittel der monatlichen Analysenergebnisse der Abflüsse aus den durch Grundwasserzuflüsse erheblich beeinflussten Drains für die Jahre 1892—1903. Am Tage der Besichtigung durch den Verfasser und zwar im September 1906 war der Abfluss gleichwohl ziemlich klar und farblos, der Geruch war schwach modrig; im Vorfluter waren Niederschläge von Eisen sichtbar.

Andover.

Das im Niederschlagsgebiet des Shawshcenflusses ungefähr 6¹/₂ km oberhalb seiner Vereinigung mit dem Merrimack gelegene Landstädtchen Andover, dessen Bevölkerung nach dem Census von 1900 6813 Seelen betrug, besteht aus drei von einander getrennt gelegenen Bezirken.

Die ganze Stadt ist bereits seit dem Jahre 1890 mit einer öffentlichen Wasserversorgung versehen, aus der der Verbrauch im Jahre 1903 rund 200 1 pro Tag und Kopf der Bevölkerung betrug. Das im Jahre 1898 nach dem getrennten System gebaute Sielnetz erstreckt sich nur auf den einen der drei genannten Bezirke und diente im Jahre 1903 der Ableitung der Abwässer von etwa 3600 Personen. Das Abwasser ist ein fast ausschliesslich häusliches, da die einzige in der Stadt vorhandene Fabrik — eine Gummifabrik — nur wenig Abwasser erzeugt. Der Abfluss im Sielnetz ist entgegen demjenigen in den meisten anderen amerikanischen Gemeinden nur sehr wenig durch Grundwasser verdünnt. Fast sämtliche Siele sind beim Bau in sorgfältigster Weise mit Drainagen versehen worden, die an passenden Punkten mehrfach in offene, das Gelände durchziehende Bachläufe einmünden. Infolge dessen ist das Abwasser ein für amerikanische Verhältnisse ungewöhnlich konzentriertes. Von den dem staatlichen Gesundheitsrat unterstehenden Gemeinden haben nur einzelne mit grosser Industrie ein konzentrierteres Abwasser. Genaue Angaben über den tatsächlichen Abfluss des Sielnetzes sind leider nicht vorhanden. Nach einigen vom staatlichen Gesundheitsrat gemachten Messungen wird der

Das mit natürlicher Vorflut zur Reinigungsanlage abfliessende Abwasser kreuzt auf dem Wege ein breites Tal mittelst eines rund 1500 m langen Dükers aus eisernen Röhren von 30 cm Lichtweite, an dessen oberem Ende eine Rechenanlage aus senkrechten feststehenden Eisenstäben mit rechtwinkeligem Querschnitt in 2,5 cm Abstand eingeschaltet ist. Auf der Reinigungsanlage gelangt das Abwasser zunächst in ein zur Vorreinigung eingeschaltetes überwölbtes Absitzbecken, dessen nutzbarer Rauminhalt rund 510 cbm beträgt, aus dem der Schlamm in der Regel einmal monatlich entnommen wird. Dieser wird auf zwei Schlammbetten von zusammen 900 qm Fläche gebracht, hier getrocknet und dann als Dünger abgegeben. Die Entfernung zwischen Reinigungsanlage und der Mitte des Stadtgebiets beläuft sich auf 3—4 km. Die Beschaffenheit des Abwassers ändert sich in

mittlere tägliche Abfluss des ganzen Sielnetzes zu 475 cbm und derjenige für den Kopf der angeschlossenen Bevölkerung zu 130 1 angegeben.

folge des viele Stunden betragenden Aufenthalts in dem Sielnetz selbst, in dem langen Düker und in dem Absitzbecken vor seiner Aufleitung auf die Filterbetten recht wesentlich. Es hat einen scharfen, fauligen Geruch, die festen Stoffe sind teils äusserst fein verteilt, teils bereits in dem Absitzbecken abgefangen. Das auf die Filterbetten fliessende Abwasser verschwindet daher sehr schnell im Sande, ohne irgendwie erhebliche Niederschläge auf der Oberfläche zu hinterlassen. Die beigefügte Tabelle No. 61 gibt die jährlichen Mittel der Ergebnisse der monatlichen Analysen des Abwassers für die Jahre 1900—1903.

Tabelle No. 61.

Jährliche Mittel (1er monatlichen Analysen des Abwassers von Andover.

Teile in 100000.

Jahr

1900

1901

19< >2

1903

Yerdampfungsrückstaurl

Gesamtriickstan d

Glühverlust

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Freies

Insgesamt j > 3 o- 3 | § I 5. SS-

§ H

s;

Sauerstoff

verbrauch

Gelöst

Suspen

diert

Chlor

Unfiltriert

Filtriert

112.75 52,03 51,78 39,77 81,42 31,42 46,65 36,32

oäps

72 67,29 18,81 48,48 6,32 1,70 96 26,82 17,62    9,20 6,22 0,91

00 47,32 15,02 32,30 5,16 1,07 33 24,39 ! 15,77 8,62 4,82 0,68

0,62 1,08 0,57 0,34 0.41 0,66 0,4F0,27

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Lageplan und Querschnitt der Filterbetten von Andover.

Das von der Stadt für die Reinigungsanlage erworbene Gelände umfasst insgesamt 12,8 ha. Das Gelände wird auf der einen Seite von den Gleisen der Boston-Maine-Eisenbahn, auf der anderen Seite von einem die Vorflut bildenden, in den Shawsheenfluss mündenden kleinen Bache (vgl. Lageplan Abbildung No. 28) begrenzt. Da die natürliche Oberflächengestaltung ziemlich unregelmässig war, so erforderte der Bau erhebliche Erdarbeiten, wie auch aus dem in Abbildung No. 28 beigefügten Querschnitte ersichtlich ist. Der hierbei gefundene Sandboden hat eine recht verschiedenartige Körnung. Nur das gröbere Material wurde zum Aufbauen der Eilterbetten benutzt. Insgesamt sind 20 Filterbetten mit einer Gesamtfläche von 1,46 ha oder durchschnittlich je 700 qm gebaut worden. Die Bodenbeschaffen-heit der Betten ergibt sich nach aus der Mitte eines jeden im Jahre 1903 entnommenen Proben aus der nachstehenden Tabelle No. 62.

Tabelle No. 62.

Beschaffenheit des Filtermaterials.

Entnahme unter Oberfläche in Fuss

Wirksame Grösse in mm

Gleichmässigkeits- Albummoid-Ammo-koeffizient niak. Teile in 100000

Durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

Durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

Durch

schnittlich

Grösst

wert

Kleinst

wert

Oberfläche

0,25

0,15

0,16

0,50

0,15

1,0

0,16

2,00

0,20

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21,08 43,85 18,85 40,77 10,97 29,70 5,60 13,15 6,50 10,35

5,46

2,51

1,50

1,49

4,74

Sämtliche Betten sind sorgfältig durch in Abständen von rund 6 m und in einer Tiefe von 1,2—1,5 m unter der Oberfläche verlegte Drains entwässert. Der das Gelände durchziehende oben erwähnte Bach ist auf diesem selbst durch Röhren gefasst und überschüttet worden; er bildet die Vorflut für sämtliche Drains.

Das aus dem zur Vorreinigung dienenden Absitzbecken zulliessende Wasser gelangt zunächst zu einer Verteilungskammer, die mit einem selbsttätig wirkenden Syphon verbunden ist. Dieser Siphon soll den Inhalt der Verteilungskammer von rund 20 cbm selbsttätig und intermittierend auf die Betten entladen. Da der Siphon jedoch nicht einwandsfrei arbeitet, so fliessen die Abwässer bisweilen in zu geringen Mengen auf die Betten, bisweilen auch statt intermittierend in fortlaufendem Zuflusse. Die Zuleitung des Abwassers erfolgt an nur

einem Punkte und zwar meistens in einer Ecke des Bettes. Wegen ihrer geringen Grösse genügt die angegebene Menge von rund 20 cbm, um eine gleichmässige Ueberstauung der Betten zu erreichen, soweit nicht einzelnen infolge der umfangreichen Erdarbeiten bei der Ausführung nachträglich versackten Stellen zu grosse Mengen Abwasser zugeführt werden. Gleichzeitig werden je nach dem Zuflusse 2 bis 3 Betten betrieben und diese im Laufe von 24 Stunden in der Regel dreimal gewechselt, sodass an einem Tage insgesamt 6—9 Betten benutzt werden; jedes Bett kommt so durchschnittlich alle 2—4 Tage in Betrieb. Hiernach ergeben sich durchschnittliche Beschickungsmengen von 750—1200 cbm für das Hektar und den Tag. Während des Sommers werden die Betten — wie auch in Framingham und Natik, aber weniger planmässig — mit Mais bestellt. Im Herbst vor Eintritt des Frostes werden die Betten mit den bereits mehrfach geschilderten Furchen versehen. Die Art der Beschickung bleibt im Winter dieselbe wie im Sommer.

Der Abfluss aus den Filterbetten ist zwar ganz gut gereinigt, enthält jedoch erheblich grössere Mengen an freiem Ammoniak, als dies in ähnlichen Anlagen der Fall zu sein pflegt. Der Grund liegt wahrscheinlich in der ungünstigen Beeinflussung der Wirkung der aeroben Bakterien in den Filterbetten durch das zu lange ausgedehnte Verbleiben des Abwassers in dem Siphon, im Absitzbecken und den Sielen selbst. Die beigefügte Tabelle No. 63 gibt die jährlichen Mittel der monatlichen Analysen des Abflusses der Drains für die Jahre 1900—1903.

Tabelle No. 63.

Durchschnittlicher Reinigungseffekt (1er Filterbetten von Andover im Jahresmittel.

Teile in 100000.

Freies Ammoniak

Albuminoid-Ammoniak insgesamt

Sauerstoffverbrauch

Jahr

im Abwasser

imAbfluss

Prozent

beseitigt

im Abwasser

imAbfluss

Prozent

beseitigt

im Abwasser

im Abfluss

Prozent

beseitigt

1900

1901

1902

1903

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Saratoga Springs.

Saratoga Springs, das amerikanische „Baden-Baden“, liegt auf einem flachen und einförmigen Plateau in der Ostecke des Staates New York, 300 km nördlich von der Stadt New York und 9 km westlich vom Hudson entfernt. Dieses Plateau bildet den äussersten östlichen Ausläufer der Adirondacks, der Hauptgebirgsgruppe des Staates New York, die ein Gebiet von 20—25000 Quadratkilometer bedecken und sich in einer Anzahl von Gipfeln bis rd. 1600 m erheben.

Schon den Indianern war der Ort wegen seiner heilkräftigen Quellen bekannt. Etwa 30 Mineralquellen entspringen in bzw. in unmittelbarer Nähe von Saratoga Springs; sie sind teils eisen-, teils jod- oder schwefelhaltig und sämtlich stark mit Kohlensäure gesättigt. Ihre Temperatur ist 8—10° C. Die ständige Einwohnerzahl beträgt nach dem Census von 1900 12409, steigt jedoch während der Sommersaison auf ständig rund 30000 und erreicht während der Hochsaison im August die Zahl von 50000. Während der grossen Pferderennen im August steigt die Bevölkerung auf ein bis zwei Tage bis auf 100000 Personen.

Die Oberfläche des Geländes entwässert nach einem kleinen Bache, der nach einem Laufe von etwa 5 km in einen zu einer grossen Seengruppe gehörigen See mündet; diese Seengruppe steht ihrerseits mit dem Hudson in Verbindung.

Das ursprünglich nach dem Sammelsystem gebaute Sielnetz mündete bis vor wenigen Jahren in den vorgenannten Bach. Beschwerden der Unterlieger, die zu erheblichen seitens der Gerichte anerkannten Entschädigungsansprüchen führten, veranlassten die Gemeinde, der Reinigung der Abwässer näher zu treten. Die zur Prüfung dieser Frage gewählte Kommission studierte die in Nordamerika vorhandenen Abwasserreinigungsanlagen und kam zu der Erkenntnis, dass diejenige mittels der intermittierenden Bodenfiltration die grösste Aussicht auf Erfolg böte. Die Verwaltung setzte sich daher im Jahre 1899 mit dem Civil-Ingenieur Mr. F. A. Barbour in Boston in Verbindung, auf dessen Rat die nachfolgend näher beschriebenen Anlagen geschaffen wurden.

Zunächst war es erforderlich, den wegen des Fehlens von Wassermessern und aus andern Gründen abnorm hohen Wasserverbrauch, der im Frühjahr, Sommer und Herbst sich auf etwa 850 1 und im

16*

124 Carl Henneking, Intermittierende Bodentiltration in Nordamerika.

Winter sogar auf 1500 1 pro Tag und Kopf der angeschlossenen Bevölkerung belief, zu verringern. Durch die Einführung von Wassermessern und Festsetzung von Gebühren nach der Menge des Wasserverbrauchs wurde dieser auf die für amerikanische Verhältnisse angemessene Menge von 420 1 für den Tag und Kopf der angeschlossenen Bevölkerung verringert. Ferner wurden ein neuer Hauptsammler und zahlreiche kleinere Nebensammler gebaut, die ausschliesslich zur Aufnahme von Verbrauchswasser bestimmt wurden. Die vorhandenen Kanäle dienen fortan nur noch der Ableitung des Niederschlags- und des von mehreren Mineralquellen ablliessenden Wassers. Wie ersichtlich ist, wurde infolge dieser fast vollständigen Aenderung des Systems es notwendig, auch zahlreiche früher nach dem Sammelsystem hergestellte Grundstücksentwässerungen entsprechend umzulegen.

Für die Wahl der Reinigungsanlage kamen zwei Stellen in Betracht, von denen die erste mit natürlicher Vorflut, die andere nur mit künstlicher Hebung des Abwassers von rd. 4,5 m erreicht werden konnte. An der ersteren Stelle war ein für die Errichtung von intermittierenden Bodenfiltern geeigneter gewachsener Boden nicht vorhanden, wohl dagegen an der zweiten. Man entschied sich trotz der Kosten der künstlichen Hebung für die zweite Stelle. Durch zahlreiche, bis zu 5 m Tiefe ausgeführte Bohrungen wurde festgestellt, dass unter einer Deckschicht von 80 cm ein Sand in einer „wirksamen Grösse“ von etwa 0,20 mm und einem Gleiehmässigkeitskoeffizienten von ungefähr 2 liegt, der in nahezu gleichmässiger Beschaffenheit bis zur Sohle der Bohrungen, also auf 5 m Tiefe hinabreicht. Der Grundwasserstand wurde bei den Bohrungen nicht erreicht.

Das aus der Stadt kommende Abwasser Messt zunächst zu einer recht einfachen, aber zweckentsprechend eingerichteten Pumpstation, die in Abbildung No. 29 im Querschnitt dargestellt ist. Sie besteht aus einem durch Zwischenwände in drei Teile geteilten Pumpenbrunnen von rd. 60 cbm Inhalt, drei sechszölligen Zentrifugalpumpen von je rd. 4 cbm Leistung für die Minute, die in den Brunnen eingebaut sind, drei sechspoligen elektrischen Motoren von 20 Pferdestärken, die mit den Pumpen auf denselben vertikalen Achsen sitzen, sowie einer Antriebvorrichtung, deren Bewegungen mittelst auf dem Abwasser ruhender Schwimmer selbsttätig reguliert werden. Die Pumpen, Rohrleitungen und Schwimmer in dem unter Geländeoberkante liegenden Raum sind von dem oberen, in dem die Motoren und die Antriebvorrichtung stehen, vollständig durch eine in Stampfbeton hergestellte

dichte Decke abgeschlossen. Je nach dem Zufluss treten eine oder mehrere der Pumpen selbsttätig in Wirksamkeit. Die elektrische Kraft wird von der Hudson-Kraft-Kompagnie als dreiphasiger Wechsel-

Abbildung No. 29.

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Querschnitt der Pumpstation von Saratoga Springs.

ström in einer Spannung von 2300 V⁷olt geliefert, der durch ausserhalb der Pumpstation aufgestellte Transformatoren auf 220 Volt reduziert wird.

Die Bedienung der einzelnen Griffe des Schaltbrctts erfolgt, wie erwähnt, durch auf dem Abwasser ruhende Schwimmer. Die Schwimmer sind durch Gegengewichte ausbalanziert. Steigen sie, so legen die entsprechend sinkenden Gegengewichte die Griffe des Schaltbrettes um und bringen so die Motoren in Gang.

Die Schwimmer sind so eingerichtet, dass die Motoren und hiermit die Pumpen beim Erreichen der in der Skizze (Abbildung No. 29) dargestellten Wasserstände von 254', bzw. 256' bzw. 258' beginnen zu laufen. Die gewählte Anordnung passt sich recht gut den Schwankungen im Zufluss an; sie hat sich während des nunmehr 4jährigen Betriebes, wie mir bei dem Besuche der Anlage von mehreren unparteiischen Seiten bestätigt wurde, recht gut bewährt.

Um das Eindringen von grösseren Lappen, Papierbalien, Holzstücken usw. in die Pumpenanlage zu verhindern, ist oberhalb des Brunnens am Einlauf des Hauptsammlers eine einfache aus Rundeisenstäben bestehende Rechenanlage vorgeschaltet.

Die für die Pumpenanlage hier gewählte Anordnung verdient nach Erachten des Verfassers in mancher Hinsicht den Vorzug vor den bereits beschriebenen in Brockton, Clinton und anderen Orten angeordneten. Für kleinere Gemeinden, insbesondere solche mit durchgeführtem Trennsystem, wird es bei der geringen Menge Abwasser stets erstrebenswert sein, auf der Pumpstation nur während der Tagesstunden Personal zu beschäftigen, um so die Kosten des teuren Nachtbetriebes zu ersparen. Es ist daher entweder erforderlich, wde in Brockton, Clinton usw. ein für den ganzen Zufluss während der Nachtzeit hinreichend grosses Aufhaltebecken oberhalb der Pumpenanlage einzubauen und dann während der Tagesstunden den während der Nachtstunden angesammelten, sowie den am Tage neu zukommenden Zufluss abzupumpen; diese Anordnung erfordert also ausser dem grossen Aufhaltebecken stärkere Pumpen und grössere Abmessungen des Druckrohrs. Diese in baulicher Hinsicht erforderlichen Mehrkosten vermeidet der kontinuierliche Betrieb. Doch tritt eine tatsächliche Ersparnis nur dann ein, wenn Verzinsung und Amortisation der angegebenen Mehrkosten die Betriebskosten während der Nachtstunden übersteigen. Der kontinuierliche Betrieb wird daher unbedingt ' ein Erfolg in baulicher und finanzieller Hinsicht sein, wenn — wie in Saratoga Springs — es gelingt, ihn selbsttätig einzurichten. Diese Bedingung hat allerdings das Vorhandensein von elektrischer Kraft zur Voraussetzung.

Bezüglich des Einflusses auf den in der Reinigungsanlage zu erreichenden Kläreffekt verdient der kontinuierliche Betrieb der Pumpenanlage den Vorzug vor dem unterbrochenen.

1.    Bei dem unterbrochenen Betrieb ist es unvermeidlich, Abwasser, dessen Zusammensetzung dem Alter nach recht verschiedenartig ist, denselben Filterbetten zuzuführen; bei dem kontinuierlichen dagegen kommt jeder Teil des Abwassers nach nahezu gleicher Zeit zur Beschickung.

2.    Die Pausen zwischen den einzelnen Beschickungen nicht nach Tagen, sondern — wie es zweckmässig erscheint — nur nach Stunden zu bemessen, ist nur mittelst des kontinuierlichen Betriebes zu erreichen.

3.    Die jedesmaligen Beschickungsmengen für gleichgrosse Filterbetten stets gleich gross zu wählen, wird mit Hülfe einer von Hand oder zweckmässiger selbsttätig zu bedienenden Verteilungskammer sich beim Mangel einer Vorreinigung sowohl bei dem kontinuierlichen, wie bei dem unterbrochenen Betrieb durchführen lassen. Ist dagegen eine Vorreinigung am Auslauf der Druckleitung vorhanden, so wird nur bei kontinuierlichen Betrieb es möglich sein, stets gleich grosse Beschickungsmengen zu erzielen, ohne gleichzeitig den Effekt der Vorreinigung infolge unzulässiger Beschleunigung der Durchflusszeiten zu beeinträchtigen.

Das von der Pumpstation ausgehende Druckrohr hat 40 cm Durchmesser und eine Länge von rund 2680 m.

Man entschloss sich, eine Vorreinigung und zwar das Faulverfahren zu wählen. Hierzu wurde man von folgenden Erwägungen geleitet: Man erreicht einen gewissen Ausgleich in den abnormalen Schwankungen der zugeführten Mengen von Abwasser. Die festen Rückstände und Schwebestoffe werden von den Filterbetten im Sommer, in dem ihr gutes Aussehen wegen der zahlreichen Besuche der Kurgäste erwünscht ist, und im Winter, in dem wegen der niedrigen Temperatur die Aufnahmefähigkeit der Betten an und für sich eingeschränkt ist, im wesentlichen zurückgehalten. Ein erheblicher Teil der Schwebestoffe wird durch das Faulverfahren verflüssigt und vergast, und so werden die Kosten der Schlammbeseitigung und hiermit des gesamten Betriebes verringert. Ganz besonders gilt dies für die in Saratoga Springs ausschliesslich zu erwartenden rein häuslichen Abwässer.

Die teilweise ungünstigen Erfahrungen, die man in Massachusetts, z. B. an der Versuchsanlage in Andover, sowie in Brockton

infolge zu langfristiger Ausdehnung des Faulprozesses — und hiermit verstärkter Wirkung der anaeroben Bakterien — bei der nachfolgenden

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Grundriss und Längenscbnitt der Faulbeckenanlage von Saratoga Springs.

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endgültigen Reinigung in den intermittierend betriebenen Bodenfiltern gemacht hatte, vermied man in recht geschickter Weise durch kon-

struktiv zweckmässige Ausgestaltung der Faulbecken und vor allem durch Einschaltung eines äusserst zweckentsprechenden Belüfters zwischen Faulbecken und Bodenfilter.

Die Faulbeckenanlage ist aus vier einzelnen, durch Zwischenwände voneinander völlig getrennten überwölbten Becken von je rund 950 cbm Rauminhalt in Stampfbeton ausgeführt (vgl. den Grundriss und Längenschnitt Abbildung No. 30, sowie die photographischen Aufnahmen Abbildung No. 31 u. 32). Die Länge jedes Beckens beträgt

Abbildung No. 31.

Innenansicht eines Faulbeckens von Saratoga Springs. Blick nach dem Einlauf.

27,80 m i. L., die Breite 15,6 m i. L. Der Wasserstand am Einlauf beträgt 2,35 m, am Auslauf 2,50 m. Das Druckrohr endigt in einem; unmittelbar an der ersten Faulkammer angebauten Yerteilungsschachte, von dem aus die zu den einzelnen Becken führende Zuleitung ausgeht, deren Durchmesser von 50 cm am ersten Becken bis auf 30 cm am letzten Becken sich verjüngt. Durch eine von dem Verteiiungsbrunnen ausgehende Umleitung von 37,5 cm Lichtweite ist die Möglichkeit gegeben, das Abwasser ohne Vermittlung der Faulbecken unmittelbar

17

auf die Filterbetten zu führen. Die Einleitung des Zuflusses in die einzelnen Becken erfolgt von je einer besonderen Einiasskammer aus durch eine an der Innenwand des Beckens wagerecht verlegte Rohrleitung mit 4 Oeflnungen. Diese Rohrleitung mit ihren OefTnungen liegt annähernd in halber Höhe des Beckens und zwar rund 1 m unter dem Wasserspiegel. Sie mündet so in dem freien Raum zwischen der oberen Schwimmschicht und der unteren auf der Sohle abgelagerten Bodenschicht und vermeidet hiermit in bestmöglicher Weise

Abbildung No. 32.

Innenansicht eines Faulbeckens von Savatoga Springs. Blick nach dem Auslauf.

das Mitreissen von Schlammmassen aus der unteren oder der oberen Schicht infolge der beim Durchfluss vorhandenen Strömung. Auch der Ausfluss aus dem Becken ist ebenso zweckmässig auf dieselbe Höhe gelegt und besteht aus 24 in zwei Reihen übereinander angeordneten Einzelöffnungen von je 5 cm Durchmesser für jedes Becken, die in einem schmalen, längs der Aussenseite der Becken entlang geführten Kanal münden. Diese schmalen Kanäle endigen für je zwei Becken in einer mit einer kleinen Wehranordnung versehenen Kammer.

Von hier aus fliesst das Abwasser zu einer gemeinsamen Auslasskammer und von dieser zu dem weiterhin zu beschreibenden Belüfter bzw. der Verteilungskammer. Mittelst des am Auslauf angeordneten Ueberfallwehrs lässt sich die durch jedes Becken sekundlich fliessende Wassermenge messen und durch Stellung des Schiebers in der Einlasskammer regulieren.

Der Belüfter dient dem Zweck, dem aus dem Faulbecken ab-fliessenden an Sauerstoff sehr armen Abwasser diesen in reichlicher Menge zuzuführen, um die Wirkung der aeroben Bakterien in den Bodenfiltern günstig zu beeinflussen, und ferner dem Zwecke, die in den Faulbecken entstandenen Fäulnisgase schnell und bequem aus dem Abwasser zu entfernen. Die Einschaltung eines Belüfters in eine mit vorgefaultem Abwasser zu betreibende biologische Reinigungsanlage ist nach Erachten des Verfassers im allgemeinen empfehlenswert. Er vergrössert in hohem Masse die für jeden biologischen Körper erforderliche Belüftung. Er lässt sich auch im Winter bei starkem Frost — wie die Anlage in Saratoga Springs beweist — erfolgreich betreiben. Die entstehenden Betriebskosten sind gleich Null in dem Falle, dass das Wasser mit natürlicher Vorflut von der Vorreinigung zu den biologischen Körpern überfliesst. Von Nachteil kann eine etwaige von ihm ausgehende Geruchsbelästigung sein. In Saratoga Springs hat sich diese jedoch nicht bemerkbar gemacht; auch Verfasser konnte eine solche, trotzdem der Besuch an einem schönen warmen Oktobertage stattfand, nicht wahrnehmen. Nach daselbst gemachten Proben ist die Wirkung der Belüftung auf den Gehalt an gelöstem Sauerstoff nachfolgende:

Tabelle No. 64.

Prozente der Sättigung

Abfluss bei Aufleitung auf die Bodenfilter . . 40,4

Der Belüfter — von dem Abbildung No. 33 die konstruktive Anordnung und Abbildung No. 34 eine photographische Aufnahme im Betriebe gibt — besteht aus übereinander liegenden kreisrunden, mit zahlreichen kleineren Löchern versehenen verzinkten Eisenblechen, die in ihrer Mitte auf dem senkrecht stehenden eisernen Zuleitungsrohr durch Winkeleisen angenietet sind. Die äussere kreisrunde Umfassung, in die der

17*

Belüfter eingebaut ist, hat rund 5,0 m 1. W. und ist in Stampfbeton ausgeführt. Das aus den Faulbecken kommende Abwasser lliesst aus der trompetenartig erweiterten Oeffnung des senkrecht stehenden Zuleitungsrohres auf die obere Blechtafel und fällt von dieser in einzelnen Strahlen in den unterhalb befindlichen Raum. Dieser steht

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Konstruktion des Belüfters auf den Filterbetten von Saratoga Springs.

unmittelbar durch eine Oeffnung mit der bereits erwähnten Verteilungskammer in Verbindung.

Die in Abbildung No. 33 gleichzeitig dargestellte Verteilungskammer dient dem Zweck, das entsprechend vorgereinigte kontinuierlich abfliessende Abwasser in Beschickungen von bestimmter

Grösse den einzelnen Filtern selbsttätig und intermittierend zuzuführen. Durch zwei in die Rohrleitungen eingeschaltete Schieber lässt sich das Abwasser auch unter Ausschaltung des Belüfters und der Verteilungskammer kontinuierlich auf die Filterbetten leiten; diese Anordnung wird jedoch in Saratoga Springs nicht verwendet. Die Umwandlung des kontinuierlichen Zuflusses in die Verteilungskammer in einen intermittierenden aus dieser erfolgt durch einen grossen Siphon von 45 cm Lichtweite. Der kürzere Schenkel dieses Siphons endigt in einen Zylinder mit einem Durchmesser vonflOcm imLichten, der vier kreisrunde,

Abbildung No. 34.

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Belüfter auf den Filterbetten von Saratoga Springs im Betriebe.

unter einem Winkel von 90° gegen einander versetzte Oeffnungen von 30 cm Durchmesser hat. Diese Oeffnungen erweitern sich allmählich auf 60 cm Lichtweite und stehen mit den zu den einzelnen Filterbetten führenden Verteilungsleitungen in Verbindung. Innerhalb des Zylinders befindet sich ein zweiter, jedoch mit bedeutend kleinerem Durchmesser, der auf seiner Aussenfläche mit einer einzigen, mit den vorbezeichneten korrespondierenden Oeffnung versehen ist; er ist fest mit einer senkrechten Achse verbunden und um diese mittelst eines Kegelradgetriebes

das durch einen mit dem Wasserstand wechselnden

Schwimmer angetrieben wird, drehbar. Bei jedem Ueberhebern des Siphons dreht sich der innere Zylinder um 90° und macht die nächste der vier Abflussöffnungen frei. Das gesamte angesammelte Abwasser fliesst nun durch die eine Oeffnung auf nur ein Feld. Eine Arretiervorrichtung verhindert, dass beim Sinken des Schwimmers der innere Zylinders wieder im entgegengesetzten Sinne zurückgedreht wird. Der Fassungsraum in dem Belüfter und in der Verteilungskammer zu-

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Lageplan der Filterbetten von Saratoga Springs.

sammen ist so bemessen, dass im normalen Betriebe bei jeder Beschickung rund 150 cbm Abwasser auf eines der vier stets gleichzeitig im Betriebe befindlichen Filterbetten geführt werden; dieser Beschickungsmenge entspricht bei den vorhandenen Druckhöhen ein mittlerer Abfluss von 225 1 für die Sekunde. Der Siphon wird mittelst eines kleinen Schwimmers betrieben; dieser öffnet einen

Schieber und lässt so die gepresste Luft entweichen. Durch Verschiebung dieses Schwimmers in senkrechter Richtung ist es möglich, auch kleinere oder grössere Beschickungsmengen abfliessen zu lassen-Die eigentliche Reinigungsanlage besteht aus 18 Filterbetten von je 0,4 ha Grösse und zwei etwas kleineren, die als Schlammbecken bezeichnet werden (vgl. Lageplan Abbildung No. 35 und photographische Aufnahmen Abbildungen No. 36 u. 37). Von allen Betten ist die aus Humusboden und einer darunter liegenden Lehmschicht bestehende Decklage vollständig abgenommen und sind aus dieser die Dämme zwischen den einzelnen Betten hergestellt worden. Mit grosser Sorgfalt sind die Unregelmässigkeiten in der natürlichen Oberfläche des Sandes, die nach Fortnahme der Deckschicht zu Tage traten, mit

Abbildung No. 36.

i’ilterbett von Saratoga Springs.

einem Sande ausgefüllt worden, dessen Körnung mit dem in dem Bett vorhandenen gewachsenen Material übereinstimmt. Da nach den vor Beginn der Bauarbeiten gemachten Bohrungen der Grundwasserstand tiefer als 5,0 m unter Geländeoberkante liegt, so erschien es ausreichend, jedes Bett mit nur einem Drain zu versehen. Die Nebendrains — Sauger — von 15—20 cm Lichtweite liegen rund 2 m tief und münden in einen Hauptdrain — Sammler — von rund 37,5 mm Lichtweite, der rund 3,30 m tief liegt. An den Schnittpunkten und den Einmündungen der einzelnen Drains sind besteigbare Schächte, und an ihren oberen Enden aus aufgesetzten Steinzeugröhren bestehende Be- und Entlüftungen vorhanden. Auch diese Anordnung

unterstützt wirksam die Belüftung der Filterbetten und vermeidet die Ansammlung von Gasen, insbesondere Kohlensäure.

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Die in den Dämmen verlegten Zuleitungen haben entsprechend dem sekundlichen Abfluss von rund 225 1 bei normaler Beschickung im allgemeinen 60 cm 1. W. und die von ihnen zu den einzelnen Feldern führenden Auslassröhren 37,5 cm 1. W. Die Verteilung des Abwassers auf die einzelnen Felder erfolgt durch die auch in Brockton angewendeten und dort näher beschriebenen hölzernen Zuleitungsrinnen, deren Leitungsfähigkeit auch dem sekundlichen Zufluss von rund 225 1 entspricht. Die vorher angegebene jedesmalige Beschickung von rund 150 cbm für jedes Feld von 0,4 ha Grösse sprechend rund 375 cbm für das Hektar — bewirkt unter den angegebenen Verhältnissen eine schnelle und gleichmässige Verteilung des Abwassers auf alle Teile jedes Bettes.

Der gesamte normale Zufluss zur Reinigungsanlage beträgt bei Trockenwetter rund 4800 cbm pro Tag. Der grösste Zufluss während der Hochsaison im Sommer steigt bis auf 9600 cbm pro Tag. Während im Hochsommer täglich 12 Betten in je vier Beschickungen bei gleichzeitiger mehrmaliger Aenderung der Schieberstellungen verwendet werden, werden in der übrigen Zeit des Jahres in gleichfalls je vier Beschickungen nur täglich 8 Betten bei nur einmaliger Aenderung der Schieberstellung — also 4 Betten in den Tages- und 4 Betten in den Nachtstunden — benutzt. Die jedem im Betrieb befindlichen Filterbett durch vier Beschickungen von je 150 cbm an einem Tage zugeführte Abwassermenge beträgt 600 cbm. Da die ganze Anlage im Betrieb sich befindet und die Betten abwechselnd verwendet werden, so kommt bei normalem Zuflusse jedes 18

Bett nach — = 2x/₄ Tagen wieder an die Reihe. Die durchschnitt-

600

liehe tägliche Beschickungsmenge beträgt mithin rd für den Hektar.

Abgesehen von der Bedienung der den Zufluss zu den einzelnen Betten regelnden Schieber und der Unterhaltung der Dämme und Wege beschränkt sich der Betrieb der ganzen Anlage auf eine Lockerung der Oberflächen durch eine Egge, etwa alle 8—10 Tage im Sommer. Nach Vornahme dieser Auflockerung verschwinden die jedesmaligen Beschickungen in etwa 45 Minuten unter der Oberfläche. Durch 6—10 tägigen fortgesetzten Betrieb wird diese Zeit auf

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30—80 Minuten verlängert. Vor Beginn des Frostes werden die Oberflächen mit den bereits mehrfach erwähnten Furchen von rund 1 Fuss Tiefe und 2¹/₂ Fuss Breite von Mitte zu Mitte versehen. Jedes Bett erhält etwa 54 dieser Furchen. Im Anfang des Frühlings und gegen Ende Herbst werden die Betten einmal gründlich durch Abkratzen gereinigt. Der angesammelte trockene Schlamm wird von den in der Nähe wohnenden Bauern kostenlos abgenommen.

Im September 1905 wurden annähernd 150 Karrenladungen trockenen Schlammes zu 0,5 cbm = 75 cbm, im Frühjahr 1906 nur 50 cbm abgefahren.

Analysen des Abwassers und Filtrates sind leider nur in beschränktem Umfange und nur aus der ersten Zeit des Betriebes vorhanden. Das Abwasser ist, abgesehen von den Monaten Juli und August, ein vergleichsweise dünnes. In 100000 Teilen sind durch

schnittlich 2 Teile freies Ammoniak und 0,4 Teile Albuminoid-Ammoniak vorhanden.

Der Sauerstoffverbrauch beträgt 5 Teile, die Menge der suspendierten Stoffe 20 Teile. Der Keinigungseffekt schwankte zwischen 99,3 v. H. im Dezember 1903 und 79 v. H. im März 1904, gemessen nach dem Gehalt an freiem Ammoniak im rohen Abwasser und im Filtrate. Die Menge der Nitrate schwankte zwischen 0,5 und 2,5 Teilen auf 100000. . Bei dem Besuche, den Verfasser der Anlage im Oktober 1906 abstattete, war ihr äusserer Eindruck ein ganz ausgezeichneter. Die Faulbecken waren, trotz ihres damals bereits fast 4jährigen Betriebes noch nicht einmal entleert worden. Infolgedessen sind auch die bereits erwähnten als Schlammbecken bezeichneten zwei Filterbetten, die projektgemäss zur Aufnahme des aus den Faulkammern zu beseitigenden Schlammes dienen sollen, bis heute überhaupt noch nicht benutzt worden. Die damalige Verteilung der Schwimmschichten und des Niederschlags ist aus der nachstehenden Tabelle No. 65 ersichtlich. Das erste Becken ist das den Verteilungsschächten nächstgelegene. Das aus den Faulbecken abfliessende Wasser war gelblich gefärbt und die Schwebestoffe in ihm äusserst fein verteilt. Ein irgendwie bemerkenswerter

Tabelle No. 65.

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Geruch war nicht warnehmbar. Die Filterbetten selbst waren sehr rein und Niederschläge kaum zu bemerken. Das Filtrat war klar, farblos und geruchlos; Algenbildungen und Eisenniederschläge im Vorfluter waren nicht zu bemerken.

Auch im Winter sind die Filterbetten trotz abnorm hoher Kälte

Die Abbildung No. 37 zeigt deutlich

erfolgreich betrieben worden, die Eis- und Schneedecke, die als Schutzdecke zunächst sich über

dem ganzen Filter bildet und auf den niedrigen Dämmen ihr Auflager findet. Man erkennt weiter, wie das Abwasser unter ihrem Schutze den

Furchen zufliesst und vom Filtermaterial aufgesaugt wird. Im Winter 1903/04 betrug beispielsweise der Durchschnitt der geringsten Tagestemperaturen für die Monate Dezember, Januar und Februar —12,3° C. An 28 Tagen während dieser Zeit fiel die Lufttemperatur auf —17,8 °C. (= 0 °F.) und darunter. Die Schwimmschicht in den Faulbecken war trotz der Ueberwölbung und trotz der weiteren schützenden Erdschüttung mehrere Zoll tief gefroren. Die Stärke der Schwimmschicht nahm beständig bis zum April zu; von dieser Zeit an verringerte sie sich wieder.

Mr. F. A. Barbour gibt für die Stärke von Schwimmschicht und Niederschlag zusammen, sowie für die Temperatur des Abwassers im Faulbecken die in nachfolgender Tabelle No. 66 zusammengestellten für das Jahr 1904 geltenden Werte an:

Tabelle No. 66.

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Mineralische Substanz in Prozenten .

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Nochmals sei darauf hingewiesen, dass der Sand in den Filterbetten nicht — wie in fast allen Anlagen in Massachusetts — ein mehr oder minder grober Kiessand ist; es ist vielmehr ein Sand von nahezu einheitlichem Korn, wie ihn die Mark Brandenburg an vielen Stellen aufweist (vergl. Abbildung No. 36). Der unter Aufwendung von Mindestkosten im Betriebe erreichte ausgezeichnete Kläreffekt ist nach Erachten des Verfassers einmal auf Vorhandensein eines für die gewählte Art der Reinigung recht geeigneten Abwassers — nämlich eines rein häuslichen — und andererseits auf die in baulicher und betriebstechnischer Hinsicht äusserst zweckmässige konstruktive Ausbildung der Anlage zurückzuführen.

Verfasser hat zunächst auf der Studienreise die Anlagen in Massachusetts kennen gelernt; der Reinigungseffekt in den dort gesehenen Anlagen ist bei richtigem Betriebe und unter normalen Verhältnissen ein recht günstiger. Doch zweifelte Verfasser zunächst, ob die in dem Kiessand- bzw. Sandkiesboden von Massachusetts gewonnenen Ergebnisse sich ohne weiteres auf deutsche Verhältnisse allgemein übertragen lassen. Wohl durften gute Ergebnisse in der Rheinebene zwischen Bonn, Köln und Düsseldorf, deren Untergrund meist aus grobem Kiessand besteht, erwartet werden; wie jedoch die Ergebnisse in dem reinen Sandboden der norddeutschen Tiefebene sein würden, blieb ungewiss. Die Besichtigung der Anlage in Saratoga Springs hat diese Bedenken des Verfassers hinfällig gemacht:

Auch ein reiner Sandboden ist geeignet für intermittierende Bodenfiltration unter der Voraussetzung, dass für eine genügende Fernhaltung der Schwebestoffe durch eine zweckentsprechende Vorreinigung und für eine gute Belüftung der Betten Sorge getragen wTird; ob diese letztere nun durch die Einschaltung eines Belüfters oder nur durch zweckentsprechende Drainagen im Filter selbst geschaffen wird, wird Gegenstand der Ueberlegung für den speziellen Fall sein müssen.

Zusammenfassende Uebersicht der Anlagen in Massachusetts.

Die in Vorstehendem gegebenen Beschreibungen ausgeführter Abwasserreinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration dürfen als Beispiele für unter verschiedenartigen Bedingungen zu betreibende Anlagen gelten. In jeder Einzelbeschreibung sind die für sie charakteristischen Vorzüge und Mängel und hiermit die Gründe, aus denen der erreichte Wirkungsgrad sich ergibt, dargestellt.

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Tabelle No. 68.

Hie wichtigsten Angaben für sämtliche grösseren Anlagen in Massachusetts.

Trennsystem

oder

Sammel

system

Durchschnittl.

wasser am Me°ge an Ab‘ Tage d. stärk- waff ira Mo' sten Abflusses nat d; Senng' sten Abflusses

mtz i -ra?n Qt luosmgouossoiqos -oSun ojd

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Durchschnittl.

... , ,r    Menge an Ab-

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Durchschnittl.

Trennsystem

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55

55

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meist

Trennsystem

meist

Trennsystem

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Trennsystem

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Jahre

1903

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760

1800

212

742

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132

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980

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324

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3320

2970

1180

2470

1140

17,2

52,5

31,0

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25,3

12,9

CO ^ Ol Ol CD Ol Ol Ol CO

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1070

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CD 0*0*0 I »O I D5 d: I t- I CO CD CD

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10500

770

0901

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888 L— Ol O t— -dH O

210

945

283

227

568

415

530

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470

113

4160

2140

5500

1330

1420

^o^rq i—r cd" co"

1714

GO

7214 3600 44202 25000 14969 10000 5938 1200 12376 7500

3500

11792

CD

CD

495

355 — —    — —

355 2160 718 3030 1010

284

1070

316 9,2

600 16,1

107 5,6 280 11,6

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C3 =3

grossen Fläche sind nur 0,4 ha telwert und stimmt mit dem in '

1,44

ein

er ganzen f. d. ba i

< remeinde

Andover . Brockton . Clinton. Concord Framingham

7635 3000

Southbridge . . | 11090| 2200|

Spencer .    .    .

Stockbridge .    .

Westborough.    .

*) Bemerkung: Von c berieselte Hangfläche: 208 cbm gebenen nicht überein.

2083    800

5499 3000

4500 2513 2000 3522    500

Marlborough . . | 12788 10000 9892 4000 Pittsfield ... I 22549 15000

Gardner System j Templeton l System

Hopedale .    .    .

Leieester .

Gardner

Natick .    .

142 Carl Henne king, Intermittierende Bodenfiltration in Nordamerika.

Es würde zu grossen Wiederholungen führen, wollte Verfasser alle vorhandenen oder auch nur besichtigten Anlagen in Massachusetts im Einzelnen beschreiben. Dagegen erscheint es nötig, noch einen kurzen Ueberblick über die Gesamtheit der Anlagen in diesem Staate zu geben.

Die vorstehende Tabelle No. 68 gibt für das Jahr 1903 die Einwohnerzahl, die Ausdehnung des Sielnetzes, den grössten und kleinsten Abfluss, den Abfluss pro Kopf usw., ferner die Grösse der Filterbetten und die Mengen der behandelten Abwasser in sämtlichen grösseren x4nlagen von Massachusetts; ausgenommen ist nur Woreester wegen der abnormen Beschaffenheit seiner Abwässer.

Der auf den einzelnen Anlagen erreichte Reinigungsgrad ist an sich und in den einzelnen Jahreszeiten sehr verschiedenartig; er ist im Frühjahr im allgemeinen am geringsten, weil um diese Zeit die Filterbetten infolge der Art des Winterbetriebes verschlammt sind. Da jedoch um diese Zeit auch die Wasserführung der Gewässer am stärksten ist, so ist die weniger vollkommene Reinigung auch in den meisten Fällen weniger bedenklich.

Der Charakter des zugeführten Abwassers in den verschiedenen Reinigungsanlagen und des Filtrates aus diesen ist aus den durchschnittlichen Analysen der monatlichen Proben ersichtlich, die in den nachfolgenden Tabellen No. 69 und 70 nach den steigenden Mengen des Gehalts an Albuminoid-Ammoniak für das Jahr 1903 zusammengestellt sind.

Der in den einzelnen Anlagen erzielte Reinigungseffekt ist aus der weiter nachfolgenden Tabelle No. 71 ersichtlich, die nach der Menge der Prozente an Albuminoid-Ammoniak, die beseitigt sind, geordnet ist. Der Gehalt an Albuminoid-Ammoniak im Abflüsse beläuft sich bei den ersten acht der in der Tabelle No. 70 genannten Reinigungsanlagen auf weniger als 0,04 eines Teiles von 100000; er steigt für die verbleibenden acht Anlagen von 0,06—0,09 eines Teiles von 100000 Teilen.

Am wenigsten befriedigend ist der Abfluss von Hopedale, einem kleinen Landstädtchen von 2000 Einwohnern, im Jahre 1903. Das Abwasser ist ein rein häusliches, das durch industrielle Zuflüsse nicht beeinflusst wird. Das Sielnetz ist nach dem Trennsystem gebaut, doch schwankt der tägliche Abfluss zwischen etwa 750 cbm bei Trockenwetter und 1500 cbm bei anhaltender nasser Witterung wegen der Zuflüsse an Grundwasser. Das Material der Filterbetten ist ein von dem durchschnittlichen nicht erheblich abweichendes, wenn es auch

Stadtgemeinde

Concord ......

Gardner(Templetonsyst.)

Clinton......

Pittsfield.....

Brockton .....

Stadtgemeinde

Concord ......

Brockton .....

Spencer ......

Andover.....

Gardner(Templetonsyst)

Clinton......

Leicester.....

Gardner(Gardnersystem) Westborough .... Hopedale.....

Tabelle No. 69.

Durchschnittliche Analysen des Altwassers. Teile in 100000.

Verdampfungsrückstand

Ammoniak

Gesamtrückstand

Glühverlust

Albuminoid-

Sauerstoff-

Verbrauch

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Insgesamt

Gelöst

Suspen

diert

Freies

Insgesamt

Ge löst

Suspen

diert

Chlor

Unfiltriert

Filtriert

20,29 17,27 3,02 8,44 5,71 2,73 0,69 0,17 0,10 0,07 23,56 19,51 4,05' 8,80 5,71 3,09 1.19 0,20 0,11 0,09 36,13 30,58 5,55 13,65 9,09 4,56 1,48 0,32 0,17 0,15 19,67 14,57 5,10 10,43 6,09 4,34 2,22 0,34 0,22 0,12 28,71 17,61 11,10 15,57 7,31 8,66 1,950,430,250,18 42,17 28,16 14,01 22,05 10,32 11,73 2,67 0,50 0,24 0,26 44,82 31,07 13,75 21,89 10.32 11,57 3,15 0,54 0,27 0,27 37,01 18,68 18,33 21,30 7,61 13,69 1,68 0,54 0,21 0,33 35,78 24,34! 11,44 20,22 10,06 10,16 1,81 0,55 0,31 0,24 38,37 22,97,15,40 22,93 9,89 13,04 2,45 0,60’0,35 0,25 46,65 36,32,10,33 24,39 15,77 8,62 4,82 0,68 0,41 0,27 58,77 37,53 21,24 29,88i 13,66 16,22 3,17 0,79,0,41 0,38 43,06 22,88120,18 26,97l 9,21 17,76 3,31 0,80 0,38 0,42 94,94 72,75 22,19 47,84 32,24 15,50 4,04 0,96,0,68 0,28 90,98 42,31 |48,67 55,75 18,89 36,86 1,4610,99 0,23(0,76 121,00 63,10 57,90 75,80|25,40,50,40 5,32]1,57 0,51 1,06

Tabelle No. 70.

Durchschnittliche Analyse des Filtrates.

Teile in 100000.

Menge an Abwasser täglich behandelt in cbm f. d. ha Verdampfungsrückstand

Ammoniak

Stickstoff als

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Chlor

Nitrate

Nitrite

Sauerstoff

verbrauch

Härte Eisen

945

409

403

328

375

510

672

483

998

342

1110

334

556

1208

705

652

17,56

53,17

17.95 28,51

19.95 20,62

33.38 10 96 27,05 26,07 25,69

41.66

23.67 23,48 15,54

23.39

0,00

0,23

0,15

0,22

0,10

0,62

0,26

0,39

1,24 I

1,10

0,78

1,02

0,71

1,80 ;

0,64

1,04

0,85

3,08

0,37

0,99

0,16

0,22

0,66

0,20

0,35

0,83

1,52

0,44

0,91

0,04

0,36

1,59

0,00 0,11 0,01 0,33 0,02 0,33 0,02 0,26 0,00 0,30 0,02 0,44 0,02 0,38 0,01    0,36

0,03 0.73 0,02 0,74 0,02 0,58 0,02 0,12 0,04 0,96 0,00    1,07

0,05 0,73 0,03 0,72

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Tabelle No. 71.

Durchschnittlicher Reinigungseffekt.

Stadtgemeinde

Albuminoid-Ammoniak Prozent beseitigt Prozent beseitigt

Freies Ammoniak

Sauerstoffverbrauch Prozent beseitigt

Brockton .......

Framingham.....

Spencer .......

Pittsfiel d.......

Concord .......

Clinton.......

Southbridge......

Gardner (Templetonsystem)

Natick.......

Andover.......

Stockbridge......

Marlborough......

Gardner (Gardnersystem) .

Westborough.....

Leicester.......

Hopedale.......

95,8

93,2

91,8

82,0

99,8

74,8

80,2

76,2

58,4

77,1

91,6

60,7

26,6

61,8

73,5

53,0

98,9

97,6

96,6

96.3

93,9

91,9

91,4

91,3

90,0

90,0

89,6

88,5

86,0

84,3

83,8

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98,5

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92,9

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84,9

79,9

83,6

78,3

79,4

81,1

75,8

nicht sehr einheitlich, wie in den am besten wirkenden Anlagen, ist, sondern grobkörniger Kies und feiner Sand miteinander wechseln; ihre Konstruktion ist die übliche. Die tägliche durchschnittliche Belastung der Betten mit Abwasser ist bei Trockenwetter rd. 650 cbm f. d. ha, also keine besonders hohe, bei anhaltender nasser Witterung dagegen bis rd. 1750 cbm f. d. ha, also eine die Leistungsfähigkeit der Anlage weit übersteigende. Zur Vorreinigung dienen zwei Faulbecken von zusammen rd. 270 cbm Fassungsraum, die von dem Abwasser bei Trockenwetterabfluss in etwa 11—12 Stunden durchlaufen werden. R. St. B. H. 1903, S. 449 kommt zu dem Ergebnis, dass die Veränderungen, die das Abwasser in diesen Faulbecken erleidet, ungünstig die Wirkung der unmittelbar nachfolgenden Reinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration beeinflussen, und sieht in ihrer Anlage die einzige erhebliche Ursache des geringen Erfolges. Verfasser schliesst sich dieser Meinung an, jedoch nur mit dem Vorbehalt, dass die starke Ueberlastung der Betten während längerer Zeit im Jahre — gerade im Frühjahr, wo die von Belüftung und Wärme abhängige Nitrifizierung neu belebt werden soll — und die ungleichmässige Verteilung des Materials in den Betten zu dem Misserfolge wesentlich beitragen.

Die wenig günstigen Erfolge der Anlage in Westborough, auch einem Landstädtchen, von rd. 5400 Einwohnern, sind zweifellos auf

die Ungleichraässigkeit und die lange Dauer der Verteilung der Abwässer auf die einzelnen. Teile der Filterbetten zurückzuführen. Infolgedessen werden die in unmittelbarer Nähe der Zuleitungen gelegenen Flächen sehr viel stärker als die anderen Teile der Betten beansprucht. Das Abwasser ist, wie noch erwähnt sei, ein rein häusliches und fliesst mit natürlicher Vorfiut unmittelbar auf die Filterbetten; es ist durch Grundwasser erheblich verdünnt¹). Die tägliche durchschnittliche Belastung der Betten mit 705 cbm f. d. ha ist keine das übliche Mass überschreitende.

Auch in Gardner, das eine ältere bereits im Jahre 1891 gebaute Reinigungsanlage — the Gardner System —, und eine neuere im Jahre 1901 im Weichbilde der Nachbarstadt Templeton errichtete — the Templeton System — besitzt, sind die Gründe für den wenig vollkommenen Reinigungseffekt beider Anlagen ohne Mühe ersichtlich. Von den rd. 11000 Einwohnern der Stadt entwässern durch ein nach dem Trennsystem gebautes Sielnetz zurzeit rd. 3500 nach dem „Gardner-System“ und rd. 4500 nach dem „Templeton-System“, beide mit natürlicher Vorflut. Das Abwasser ist ziemlich konzentriert und im wesent

diesen zugeführt. Die auskolkende Wirkung

lichen ein häusliches; von den in der Stadt vorhandenen industriellen Werken erzeugt nur eine grössere Molkerei und Kunstbutterfabrik erhebliche Mengen den Sielen zufliessenden Abwassers; sie geben dem Kanalinhalt bisweilen ein milchiges Aussehen und verbreiten einen stärkeren Geruch. Grundwasserzuflüsse zum Sielnetz sind vorhanden, doch nicht in so hohem Masse, wie in anderen Städten: Das dem Gardner-System zufliessende Abwasser beläuft sich auf täglich rd. 1200 ccm f. d. ha bei Trockenwetterabfiuss und bis auf rd. 3300 ccm bei langdauernder nasser Witterung. Es durchfliesst zunächst zwei kleine Absitzbecken und wird dann mittelst einer hölzernen etwa 1,20 m über der Oberfläche der insgesamt 1,0 ha grossen Betten befindlichen Rinne — vgl. Abbildung No. 38

des abstürzenden Wassers an der Zuleitungsstelle wTird durch eine Pflasterung der Anfangfläche abgeschwächt. Die infolge dieser Art der Zuleitung eintretende ungleichmässige Beanspruchung der einzelnen Teile eines jeden Bettes und die Ueberlastung desselben mit Abwasser mussten zu den ungenügenden Reinigungseffekten führen.

In dem „Templeton-System“ wird das Abwasser zunächst in vier als „Füllkörper“ betriebenen „Cokestrainern“ vorbehandelt: Nach dem

Abbildung No. 38.

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Filterbett der alten Anlage von Gardner.

Entwurf sollte mittelst einer selbsttätig wirkenden Verteilungskammer stets das Abwasser in bestimmter Menge jedem Füllkörper zufliessen, in diesem eine bestimmte Zeit stehen und dann in wenigen Sekunden auf ein Bett geleitet werden. So sollten nacheinander durch selbsttätigen Antrieb die vier Cokestrainer und die einzelnen Filterbetten intermittierend betrieben werden. In Wirklichkeit ist jedoch wegen des fast ständigen Versagens der selbsttätigen Apparate der Zufluss zu je einem Cokestrainer und je einem Filterbette so lange ein kontinuierlicher, bis von Hand eine andere Verteilung des Abwassers vorgenommen wird. Auch sind die Cokestrainer in jedem Jahre bisher längere Zeit ausser Betrieb gewesen, und es mussten daher die gesammten Schwebestoffe währenddem den Filterbetten unvermindert zugeführt werden. Dieser durchaus ungenügende Betrieb einmal und dann die starke Belastung der Betten, die sich bei Trockenwetter-zulluss auf täglich rd. 1100 cbm f. d. ha beläuft, haben auch diese Neuanlage bisher als einen Misserfolg erscheinen lassen.

Die Anlage in Leicester, einem Städtchen von rd. 3500 Einwohnern, reinigt bisher erst die Abwässer von etwa 500 Personen. Das zur Vorreinigung dienende Absitzbecken wirkt wegen des geringen Zuflusses bisher als Faulbecken. Infolge dieses Umstandes und der Art der Beschickung, bestehend in Zuleitung sehr grosser Abwassermengen längere Zeit hindurch auf nur ein Bett, ergibt sich der weniger vollkommene Reinigungseffekt.

Die nunmehr 18jährigen Erfahrungen in Massachusetts zeigen, dass es unter den dortigen Verhältnissen das Zweck-mässigste ist, Abwasser im wesentlichen häuslichen Charakters einer Vorbehandlung vor Aufleitung auf die Filterbetten nicht zu unterziehen. Die Abwässer können sparsamer und mit befriedigendem Erfolge bei unmittelbarer Aufleitung auf die Filterbetten behandelt werden. Der Reinigungseffekt wird um so günstiger sein, in je frischerem Zustande die Abwässer auf die Filterbetten geleitet werden. Die zurückbleibenden Reste der Schwebestoffe werden sich auf den Oberflächen der Betten niederschlagen und lassen sich in billigster und bequemster Weise nach genügendem Trocknen von diesen abkratzen; oftsmals wird man sie dann noch mit Nutzen als Dünger unterbringen können. Bei dieser Art des Betriebes lassen sich auf eine unbeschränkte Zeit von Jahren dauernd gute Reinigungserfolge mit Beschickungen von 500 bis 1000 cbm f. d. ha des durchschnittlichen Abwassers nordamerikanischer Städte täglich erzielen. Die Grösse der Beschickungen zwischen diesen Grenzen richtet sich nach der Konzentration und Zusammensetzung des Abwassers einerseits und dem Charakter des Filtermaterials andererseits.

Bau- und Betriebskosten der Anlagen in Massachusetts.

Die Bau- und Betriebskosten der Reinigungsanlagen im Staate Massachusetts sind in der nachfolgenden Tabelle No. 72 übersichtlich zusammengestellt. Die Betriebskosten gelten, soweit nichts anderes angegeben ist, für das Jahr 1903.

Die sehr erheblichen Schwankungen in den Herstellungskosten für das Hektar Filterfläche dürften teils auf den Umfang der erforderlich gewordenen Erdarbeiten und der Beschaffung von geeignetem Filtermaterial aus grösserer Entfernung, teils auf den mehr oder weniger günstigen Abschluss der Verträge zurückzuführen sein.

Allgemeingültige Regeln für die Betriebskosten aufzustellen, ist nicht möglich: Die Verschiedenartigkeit der Anlagen bezüglich der Beschaffenheit der Abwässer, der Vorreinigung, der Art der Zuleitung und der Einrichtung des Betriebes selbst bedingen für jeden Fall besondere Angaben. Man wird sich mit folgenden allgemeinen Schlüssen begnügen müssen: In Gemeinden mit einer Bevölkerung bis zu 10000 Personen reicht im allgemeinen ein einzelner zuverlässiger Arbeiter für die dauernde Aufrechterhaltung des Betriebes aus. Im Frühjahr und im Herbst wird dieser für das erforderliche Beseitigen bzw. Herstellen der Furchen und Dämme und für die gründliche Reinigung der Filterbetten für kurze Zeit noch Hilfe gebrauchen. In ganz kleinen Anlagen wird der betreffende Arbeiter nicht während der ganzen Tagesstunden voll beschäftigt werden können. In grossen Anlagen werden die Betriebskosten f. d. ha bzw. für je 1000 cbm behandeltes Abwasser sich entsprechend niedriger stellen.

Bei Durchsicht der nebenstehenden Tabelle No. 72 ist weiter zu beachten, dass der Kaufwert des Dollars, dessen Kurswert, von geringen Börsenschwankungen abgesehen, bekanntlich 4,20 M. beträgt, in Wirklichkeit erheblich niedriger als dieser Betrag ist. Er ist während der langen Jahre guter Konjunktur in den Vereinigten Staaten, die bis zu dem schroffen Absturz im Oktober 1907 geherrscht haben, mehr und mehr gefallen. Man kann den wirklichen Kaufwert für die einfachen Bedürfnisse des täglichen Lebens (Fleisch, Obst, einfache Wohnungen bisweilen usw.) zu etwa 3,25—3,50 M. ansetzen. Als Durchschnitt sind etwa 2,50 M. zu rechnen. Für den Luxus (gute Möbel, nach Mass gefertigte Kleidung, Wäsche und Stiefel, Handschuhe usw., gute Theater und Konzerte) fällt er bis auf 1,00 M. und darunter. Bei achtstündiger Arbeitszeit verdient der gelernte Maurer etwa 4,5 bis

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Tabelle No. 72.

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92000

136000

133000 i) 356000 h) 595000'9 32300 42000 34300 67000 1660000

48000

24600

9500

8200

5300

74300 52000 70000 27800 22200 12800 11000

9400

24000

49000

57000

75000

213900

90000

11000

42000

80000

47500

10000

1330000

100000

128000

32300

350000

35000

79000

530000

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Stadt

Andover .    . .

Brockton ......

Clinton......

Concord ......

Framingham ..... Gardner (Gardnersystem) Gardner (Templctonsystem

Leicester......

Marlbourough .... Natick ........

Pittsfield......

Southbridge . .    .    .

Spencer ..... .

Stockbridge.....

Westboreugh

Worcester ......

1)    Kosten : Dollar per Acre — 4,20 M. f. 0,4 ha = 10,5 M. f. d. ha.

2)    Dollar per Million gall. = 420 Pf. f. 3785 cbm = 0,112 Pf. f. d. cbm oder = 1,12 M. f. 1000 cbm.

Bemerkungen:

a, a¹. Filterbetten werden durch einen Mann bedient, der nötigenfals Hilfe erhält; jährliche Kosten annähernd gleich, ln Concord, Southbridge, Stockbridge ist dieser Mann ausserdem anderweitig beschäftigt.

b.    einschl. Druckrohr, Aufhaltebecken, Pumpstation, Maschinen.

c.    1896    1902 durchschnittlich nur 10000 M.; 1903 Arbeitslöhne erhöht, daher entsprechende Mehrkosten. In 1S96—1900

durchschnittlich 1100 M. aus Verkauf der landwirtschaftlichen Erzeugnissen gelöst.

d.    1900—1905 durchschnittlich gleich hoch.    °

e.    einschliesslich Gelände für Pumpstation.

f.    Angaben unbestimmbar, da dieselben Leute im Betrieb des Sielnetzes und der Filterbetten tätig sind. Erlös aus Verkauf der landwirtschaftlichen Erzeugnisse für 1898—1906 durchschnittlich 1600M. jährlich; bebaute Fläche durchschnittlich 7,2 ha.

g.    durchschnittlich für 1892 — 1902.

h.    „    „ 1903-1905.

i.    hierin nicht Einnahme für Verkauf landwirtschaftlicher Erzeugnisse (Mais) 400 M.

k.    einschliesslich Dämme, Wege usw.; ohne diese 8,67 ha. Vgl. Tabelle 68.

l.    einschliesslich Absitzbecken und Uebcrbau derselben.

5,5 Dollar, der Installateur 5,0—6,0 Dollar, bei zehnstündiger Arbeitszeit der ungelernte Arbeiter in New-York wegen grossen Angebots von Einwanderern etwa 1,3 Dollar, anderwärts 1,5 Dollar. Unter Zugrundelegung der letzteren Zahl erhält man mithin als Jahreseinkommen eines ungelernten Arbeiters bei 360 Arbeitstagen — wie sie für den Betrieb von Filterbetten einzusetzen sind — 360 X 1,5 X 4,20 = 2268 M., also einen erheblich höheren Satz, als den für deutsche Verhältnisse geltenden. Man vergleiche hiermit die Angaben in der vorstehenden Tabelle für Andover, Gardner, Southbridge, Stockbridge.

Zusammenfassende Uebersicht der Anlagen in anderen Staaten der Union ausser Massachusetts.

Die günstigen mit der Reinigung der Abwässer mittelst intermittierender Bodenfiltration gemachten Erfahrungen in Massachusetts lenkten auch in anderen Staaten Nordamerikas die Aufmerksamkeit auf dieses Verfahren: In den Nachbarstaaten New York, Rhode-Island und Connecticut herrschen ähnliche wirtschaftliche, klimatische und geologische Verhältnisse. Hier fand das Verfahren naturgemäss zuerst Eingang und wurde mit mehr oder minder grossem Erfolge durchgeführt. Dass die Erfolge durchschnittlich nicht so günstige wie in Massachusetts sind, findet seine Erklärung einmal in den etwas veränderten wirtschaftlichen und geologischen Verhältnissen und dann insbesondere in dem Fehlen einer festgefügten, von politischen Schwankungen unabhängigen zentralen Aufsichtsbehörde: In Massachusetts ein aus ersten Fachleuten — Ingenieuren, Chemikern und Medizinern, von denen die beiden ersten ausschliesslich sich mit den Fragen der Wasserversorgung und Abwässerbeseitigung beschäftigen — zusammengesetzter öffentlicher Gesundheitsrat, ferner eine mit reichen Mitteln unterstützte staatliche Versuchsanstalt; in allen anderen Staaten — ausgenommen Ohio — dagegen entweder überhaupt kein oder nur ein einzelner Fachmann — meistens Mediziner — auf dem Gebiete der öffentlichen Gesundheitspflege in leitender Stelle in der Staatsverwaltung. Im Gegensatz zu Massachusetts ist der Erfolg der Anlagen in anderen Staaten daher ausschliesslich durch das Können des Entwurfsbearbeiters und den Fieiss des Betriebsleiters bedingt. Beide wiederum sind von der Opferwilligkeit und dem guten Willen der betreffenden Stadtgemeinde abhängig.

Der Vollständigkeit halber sind in der nachstehenden Tabelle No. 73 die bekannteren Anlagen zusammengestellt.. Von diesen sind

nur Saratoga Springs und Pawtucket als wirklich wertvoll für Studien von zwei ersten nicht interessierten Fachleuten dem Verfasser bezeichnet worden. Erstere Anlage ist auf S. 123 u. f. beschrieben; letztere hat Verfasser infolge einer Verkettung von Umständen leider nicht besichtigen können.

Tabelle No. 73.

Jahr der Errichtung der Anlage

Ort

Bevölkerung

nach dem Census von 1900

angeschlossen an d. Siel netz 1904

Durchschnittlicher täglicher Abfluss in cbm

Grösse der Vorreinigung Filterbecken in ha.

1888

teils intermittierende Bodenfilter, teils Rieselfelder, zusammen:

1893

1893

1896

1896

1899

1900

1900

1903

East Orange, N. J.

Meridan, Conn. Pawtucket, ß. J. Central Falls, ß. J. Plainfield, N. J. Woonsacket, ß. J. Manchester, Conn. Vineland, N. Y. Saratoga Springs N. Y.

21506 !    ?

28204 11000 10601 6000 4370; 3000 12409 ; 10000

10000

500

150

1700

5700

1150

6800

bis

chemische

Fällung

keine

Absitzbecken

Absitzbecken

keine

Absitzbecken

keine

keine

Faulbecken

5,9

4,4

1,4

0,4

6,4

0,8

4,8

2,0

8,4

1904

40000i) 28202 : 24000

11400

keine

12,4

New Britain, Conn.

1) je nach der Jahreszeit.

In der Reinigungsanlage von Pawtucket, deren Leitung dem in amerikanischen Fachkreisen sehr geschätzten Mr. Geo. A. Carpenter untersteht, werden die Abwässer einer Bevölkerung von rund 5100 Personen mit einem täglichen durchschnittlichen Abfluss von 500 cbm und einem höchsten von 650 cbm auf einer Gesamtfilterfläche von rund 1,4 ha behandelt. Das Abwasser ist im wesentlichen ein häusliches und ziemlich konzentriert, es enthält durchschnittlich 1,41 Teile Albuminoid-Ammoniak in 100 000 Teilen und kommt in sehr frischem Zustande auf der Anlage an. Auf dieser hat es zunächst Absitzbecken zu durchlaufen, aus denen der niedergeschlagene Schlamm auf besondere Schlamm betten entleert wird. Die Beschickungsmengen der einzelnen eigentlichen Filterbetten werden zu rund 1000 cbm für das Hektar jedesmalig gewählt und betragen bei Zugrundelegung von 365 Tagen im Jahre rund 640 cbm für das Hektar täglich. Das Filtrat zeigt

eine Verringerung der organischen Stoffe von durchschnittlich rund 92 v. H. nach dem Gehalte an Albuminoid-Ammoniak, und durchschnittlich 2,71 Teile Nitrate auf 100 000.

Auch nach Ohio, dem dichtbevölkertsten und industriereichsten

insbesondere saure oder mit Metallsalzen versetzte

Staate des „mittleren Westens“, hat man versucht, die Abwasserreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration zu übertragen. Der Mangel an grossen Flüssen, in die eine unmittelbare Einleitung der Abwasser infolge der eintretenden Verdünnung zulässig wäre, die Dichte der Bevölkerung, sowie die Menge und Beschaffenheit der industriellen Abwässer

von den zahlreichen Hütten und Eisenwerken — zwangen zur Errichtung von Reinigungsanlagen. Anfänglich — Canton, 1893 — suchte man sich durch Reinigung mittelst chemischer Fällmittel zu helfen. Dann ging man zu der intermittierenden Bodenfiltration über. Die Bodenberieselung mit landwirtschaftlicher Nutzung wurde wegen der hohen Bodenpreise und der grossen Bodenfeuchtigkeit infolge der steten Niederschläge während langer Monate nicht erprobt. Neuerdings zieht man allgemein eine Vorbehandlung durch Faulbecken und anschliessend eine endgültige Reinigung mittelst hochbelasteter künstlicher biologischer Körper vor. Die interessanteste diesbezügliche Anlage ist die im Laufe dieses Jahres in Betrieb kommende Anlage von Columbus, der nach dem Census von 1900 125 560 Einwohner umfassenden Hauptstadt des Staates.

Ohio besitzt seit einigen Jahren einen nach dem Muster Von Massachusetts gebildeten staatlichen Gesundheitsrat mit dem Sitze in Columbus, dessen technische Leitung in den Händen des tüchtigen Mr. R. Winthrop Pratt, des früheren ersten Assistenten des Mr. X. H. Goodnough, Boston, ruht.

Der vielfach lehmige Untergrund in Ohio, der grosse Aehnlichkeit mit demjenigen im Bergischen Lande aufweist, ist für die intermittierende Bodenfiltration wenig geeignet. Lager natürlichen Sandes und Kieses finden sich nur vereinzelt. Man ist daher bei der Herstellung von Bodenfilterbetten in der Regel dazu übergegangen, den gewachsenen Boden zunächst bis zu der für die Filter gewünschten Tiefe von 3—5 Fuss auszuheben und zu beseitigen, dann Drains zur Entwässerung zu legen und schliesslich das aus geringerer oder grösserer Entfernung bezogene Sand- bzw. Kiesmaterial einzufüllen. Es handelt sich also in den vorliegenden Fällen um künstlich hergestellte, intermittierend zu betreibende Bodenfilter, um Einrichtungen, die den vollständig künstlichen, als Tropf- oder Füllkörper betriebenen Filtern sehr nahe stehen; sie bedingen Bau- und Betriebskosten, die annähernd denen der letztgenannten gleichkommen, ohne sie — unter Voraussetzung eines gleichen Reinigungseffektes der zulässigen Belastungen zu erreichen. Mit der in den letzten Jahren stattgehabten Entwickelung der Konstruktion und Wirkungsweise der künstlichen biologischen Filter hat man diesen Zwiespalt erkannt und den unter den obwaltenden Verhältnissen richtigen Schritt, nämlich Reinigung der Abwässer in rein künstlich aufgebauten biologischen Körpern nach vorheriger Vorbehandlung in Faulbecken bzw. Absitzbecken, getan.

in der Grösse

Es dürfte genügen, mit wenigen Worten einige der im Staate Ohio gebauten Reinigungsanlagen, die mit intermittierender Bodenliltration arbeiten, zu skizzieren. Sie werden zeigen, wie auch die Amerikaner, von der Abwasserreinigung im natürlichen gewachsenen Boden ausgehend, schrittweise den Bedürfnissen entsprechend zu derjenigen in vollständig künstlich aufgebauten Anlagen vorgeschritten sind.

Gallipolis.

Für die durchschnittlich 800 Insassen zählende epileptische Anstalt in Gallipolis haben die Zivilingenieure F. Herbert Snow und F. A. Barbour aus Boston im Jahre 1898 eine aus einer Vorreinigung in Absitzbecken, einer selbsttätig wirkenden Verteilungskammer und acht gleich grossen quadratischen, künstlich aufgebauten Bodenfiltern von je 0,1 ha Fläche bestehende Abwasserreinigungsanlage errichtet. Für den Bau der Filterbetten wurde zunächst der gewachsene Boden genügend tief ausgegraben und die Sohle wellenförmig abgeglichen, um so das Abfliessen des durchgefilterten Abwassers nach den auf ihr verlegten Drains von 10 cm Lichtweite zu erleichtern. Die beiden Drains eines jeden Feldes haben Vorflut nach einem gemeinsamen Sammeldrain von 20 cm Lichtweite, der durch die Mitte der Anlage läuft, und dieser wiederum nach einem in der Nähe vorbeifliessenden Bache. Der ausgehobene Boden wurde teilweise zur Herstellung der Umfassungs- und Zwischendämme der acht Filterbetten verwendet. Ihre Sohle wurde zunächst mit einer Lage groben Kieses von 7 bis 15 cm Stärke bedeckt und hierdurch gleichzeitig fast horizontal ausgeglichen. Hierauf wurde als eigentliches Filtermaterial eine 1,20 m hohe Lage von Sand aus einer nahegelegenen Sandgrube eingebracht, deren wirksame Grösse durchschnittlich 0,30 mm und deren Gleich-

20

mässigkeitskoeffizient durchschnittlich 4,0 sind. Die Zuleitung des Abwassers auf die Betten erfolgt durch die bekannten hölzernen Zuleitungsrinnen, wie sie auf S. 69 näher beschrieben sind. Grundriss und Schnitte der Anlage sind aus den beigefügten Skizzen — Abbildung No. 39 — ersichtlich.

Abbildung No. 39.

Intermittierende Bodenfilter der epileptischen Anstalt in Gallipolis, Ohio.

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Querschnitt.

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Grundriss und Schnitte der Filterbetten einer epileptischen Anstalt bei Gallipolis

(Ohio).

Lancaster.

Die staatliche technische Knabenschule in Lancaster wird von durchschnittlich 1000 Personen -— Lehrern und Schülern — bewohnt. Eine im Jahre 1897 ausgebrochene starke Typhusepidemie gab Veranlassung, Neuanlagen zur Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung im Jahre 1899 zu errichten. Letztere, denen das Abwasser mit natürlicher Vorflut zugeführt wird, bestehen aus einer einfachen feststehenden Rechenanlage und 25 in einem schmalen langgestreckten Tale gelegenen Filterbetten von durchschnittlich 13,0 m nutzbarer Breite, sowie nach der Weite des Tales wechselnden Längen von 18 bis 30 m. Die gesamte Fläche beträgt rd. 0,8 ha. Das Filtermaterial besteht in einer J^age von rd. 1,05 m Stärke aus fein zerschlagenem,

sehr gleichmässigen Sandsteingrus, der aus einem Bruch in der Nähe entnommen ist. Die wirksame Grösse des Materials ist durchschnittlich 0,21 mm und der Einheitskoeffizient 2,0. Der Hauptsammler ist unterhalb der Rechenanlage seitlich an sämtlichen Filterbetten entlang geführt. In diesen eingeschaltete Verteilungskammern verteilen das Abwasser auf die einzelnen Betten mittelst aus in der Längsrichtung durchschnittenen Röhren bestehender Zuleitungsrinnen. Die Ableitung des Filtrates erfolgt durch drei in jedem Bette verlegte

Abbildung No. 40.

Intermittierende Bodenfilter in Lancaster, Ohio.

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Schnitt Jl B.

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Grundriss und Schnitte der Filterbetten der technischen Schule bei Lancaster (Ohio).

Drains, die nach einem durch die Mitte sämtlicher Betten parallel zum Hauptsammler geführten Hauptdrain von 60 cm Lichtweite entwässern. Grundriss der ganzen Anlage sowie derjenige eines Bettes und der Längenschnitt eines einzelnen Bettes sind aus den beigefügten Skizzen — Abbildung No. 40 — ersichtlich.

20 *•

IV. Teil.

Vergleich zwischen dem Abwasser nordamerikanischer und deutscher Städte.

Die zulässige tägliche Belastung an Abwasser für das ha Filterbett hängt u. a. wesentlich von der Beschaffenheit des Abwassers ab. Eine genaue für alle Verhältnisse passende Feststellung ist jedoch wegen der in jeder Stadt verschiedenen Beschaffenheit des Abwassers und seiner Veränderungen in den einzelnen Tagesstunden nicht möglich. Man muss und kann sich auch mit der Erlangung eines Eeberblicks über die durchschnittliche Beschaffenheit nordamerikanischer Abwässer im Vergleich zu deutschen begnügen. Als Grundlage für einen solchen ist eine Gegenüberstellung einzelner oder auch einer grösseren Anzahl chemischer Analysen verschiedener Städte wenig geeignet. Man kennt nicht genügend die Voraussetzungen, welche das Zustandekommen der betreffenden Analysen bewirkt haben, noch die Zwecke, denen sie genügen sollten. Geeigneter erscheint Verfasser der folgende Weg:

Im allgemeinen ist der Wasserbrauch nordamerikanischer Städte grösser als der deutscher. Am stärksten macht sich dieser Unterschied für die Grossstädte bemerkbar. Nach den Feststellungen, die für die neue Wasserversorgung von New York aus den Catskill-Hügeln im Oktober 1905 gemacht worden sind²), beträgt der tägliche Wasserverbrauch für den Kopf der Bevölkerung:

Tabelle No. 74.

In Baltimore.....

„ New York.....

„ St. Louis.....

„ Boston (Stadt allein) .

„ Chicago .....

„ Philadelphia .    .

„ Buffalo......

.    450    Liter

Die Ursachen dieses für deutsche Begriffe auffallend hohen Wasserverbrauchs sind:

„In den meisten Städten sind Wassermesser in den Häusern bis jetzt nicht eingebaut, erst allmählich beginnt man, diese notwendigen

Einrichtungen, um der Wasserverschwendung Einhalt zu bieten, nachzuholen. Eine Bezahlung des Wassers nach dem tatsächlichen Verbrauch findet daher nicht statt. Vielfach eingeführt sind Wasserstrahlpumpen, die eine Quelle grösserer Wasserverschwendung bilden, da ihr Nutzeffekt nur etwa 40 v. H. ist. Andere Gründe der Wasservergeudung sind das beständige Offenhalten der Zapfhähne während des Winters, um die Rohrleitungen vor dem Einfrieren zu schützen, und während des Sommers, um das Wasser frisch zu halten; weiter das Füllen der Badewannen, um die Luft im Hause zu kühlen; in vielen Häusern wird statt Eis fliessendes Wasser zum Kühlen benutzt. Ferner ist der Wasserverlust infolge undichter Hausinstallationen, insbesondere der Verschlüsse der Spülkästen, der Wasserklosetts und sonstiger Hähne sehr erheblich. Weitere Ursachen sind nicht abgesperrte verlassene Hausanschlussleitungen, fehlerhafte Hydranten und mangelhafte Verbindungen der Strassenleitungen.“ Diese vorstehenden, dem Bericht der Wasserwerksverwaltung in Chicago im Jahre 1906 entnommenen Angaben seien noch durch folgende ergänzt: Die grosse Hitze in den Sommermonaten, die in den Städten am Ozean wegen ihrer hohen Feuchtigkeit besonders schwer zu ertragen ist, und der Mangel an Wassermessern andererseits haben in allen Städten die allgemeine Einführung von Badewannen in den Häusern auch der Minderbemittelten gefördert: Sehr viele Personen baden regelmässig ein- und zweimal am Tage. Die Spülkästen der Wasserklosetts enthalten nicht, wie in deutschen Städten, nur acht bis zwölf Liter Wasser, sondern das zwei bis dreifache in der Regel. Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass die bereits angegebene Kälte des Leitungswassers im Winter und seine hohe Wärme im Sommer wesentliche mittelbare Gründe der Wasservergeudung sind (vergi. auch S. 8).

Für die kleineren nordamerikanischen Städte ist der Wasserverbrauch weniger erheblich, und zwar im wesentlichen wegen des Fehlens mehrerer der vorstehend genannten Ursachen. Die nachfolgende Tabelle No. 75 gibt im besonderen die Angaben für eine grössere Zahl von Stadt- und Landgemeinden in Massachusetts für das Jahr 1904.

Die Tabelle zeigt, dass der durchschnittliche tägliche Wasserverbrauch auf den Kopf der Bevölkerung selbst in mittleren und kleineren Städten im Osten Nordamerikas durchschnittlich noch das Doppelte desjenigen in deutschen Grossstädten beträgt, der sich durchschnittlich zwischen den Grenzen 85 und 125 Liter bewegt. Es folgt

Tabelle No. 75.

Durchschnittlicher täglicher Wasserverbrauch auf (len Kopf der Bevölkerung in Städten von Massachusetts.

Gemeinde

Bevölkerung im Jahre 1904

Täglicher Wasserverbrauch in Litern auf den Kopf der Bevölkerung 1904

Bemerkungen

Andover.......

Brockton .......

Brookline.......

Clinton........

Fall River......

Gardner .......

Lawrence .......

Lowell........

Marlbourough . . . .

Nantucket......

Natick........

Newburyport.....

Reading.......

Taunton.......

Wakefield ......

Worcester......

7347

45581

22952

15403

117391

12117

70875

103451

12515

Villenvorort von Boston

2998

10027

14418

5171

34172

10079

134145

GO GO GO Ol 0-1

hieraus, dass das Verbrauchswasser nordamerikanischer Städte annähernd nur halb so verunreinigt ist, als dasjenige deutscher Städte, Man wird daher annehmen dürfen, dass unter sonst gleichen Bedingungen die Abwässer deutscher Städte annähernd doppelt so grosse Flächen an intermittierenden Bodenfiltern zur Reinigung ihrer Abwässer als nordamerikanische brauchen:

Auf Seite 147 war ausgeführt worden, dass ein Hektar Filterbett täglich 500—1000 cbm des durchschnittlichen Abwassers nordamerikanischer Städte reinigt. Mithin würde ein Hektar Filterbett täglich etwa 250—500 cbm des durchschnittlichen Abwassers deutscher Städte reinigen, oder unter Annahme eines Wasserabflusses pro Tag und Kopf von 120 1 die Abwässer von 2083—4166 Personen. Für Vergleichszwecke darf mithin überschläglich gesagt werden: Ein Hektar intermittierendes Filterbett reinigt täglich die Abwässer von 3100 Personen, entsprechend einem Gesamtzufluss von 375 cbm.

Selbstverständlich sind vorstehende Angaben in weiten Grenzen veränderungsfähig. Bei nach dem Trennsystem gebautem Sielnetze wird je nach dem Grade der Ausschliessung des Grundwassers eine mehr oder minder ständige Verdünnung des Abwassers eintreten; in

nach dem Sammelsystem gebauten Sielanlagen wird das Grundwasser ständig und ferner das Regenwasser periodisch den Abfluss verdünnen, wenn auch bekanntlich bei geringen Niederschlägen von kürzerer Dauer die Verdünnung wegen der gleichzeitig beginnenden Abschwemmung von Ablagerungen belanglos ist. Auch die Abflüsse einiger grosser industrieller Anlagen, die, wie Wollwäschereien, Zuckerfabriken, Schlachthäuser usw., organische Stoffe in grossen Mengen enthalten, genügen, dem Abwasser der Stadt eine ganz andere Charakteristik zu geben.

V. Teil.

Grundsätze für die Errichtung von Abwasserreinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration.

Der Zweck der vorliegenden Arbeit ist einmal, eine Beschreibung der Abwasserreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration, wie sie in Nordamerika, insbesondere im Staate Massachusetts durchgeführt ist, zu geben. Die weitere Aufgabe dieser Zeilen ist aber, festzustellen, ob die Abwasserreinigung mittels intermittierender Bodenfiltration auf unsere heimischen deutschen Verhältnisse übertragen werden kann und, wenn die Frage im allgemeinen bejaht wird, unter welchen Bedingungen dies zu erfolgen hat. Auch für die Erfüllung dieses Zwecks erschien es Verfasser notwendig, oben zunächst einleitend einen kurzen Ueberblick über die wirtschaftlichen, klimatischen und geologischen Bedingungen zu geben, unter denen die Anlagen in Nordamerika zu arbeiten haben. Anschliessend sind eingehend die wissenschaftlichen Versuche und Feststellungen, die an dem Verfahren gemacht worden sind, und seine wichtigsten praktischen Ausführungen an der Hand mehrerer Beispiele und kürzerer Zusammenfassungen geschildert worden. Die Beispiele hat Verfasser versucht so zu wählen, dass möglichst zahlreiche Typen durch diese wiedergegeben werden. Bei Niederschrift der Arbeit hat ihn dauernd das Bestreben geleitet, dem Leser alle nötigen tatsächlichen Angaben zur Verfügung zu stellen, so dass er in der Lage ist, selbst ein abschliessendes Urteil zu gewinnen. Verfasser ist auf Grund der Besichtigungen während der Studienreise, der Besprechungen mit massgebenden Fachleuten — Ingenieuren und Chemikern — und des eingehenden Studiums der einschlägigen Literatur zu nachfolgenden Ergebnissen und Schlusssätzen gelangt:

Die Abwasserreinigung mittelst intermittierender Bodenfiltration erfolgt in erster Linie durch biologische Vorgänge und zwar solche, zu deren Entwicklung Luftsauerstoff in genügender Menge vorhanden sein muss. Sind diese biologischen Vorgänge nicht vorhanden, so verschwindet hiermit das charakteristische Kennzeichen dieser Art der Abwasserreinigung. Neben den biologischen Vorgängen erfordert der „praktische dauernde“ Betrieb einer Abwasserreinigungsanlage mittelst intermittierender Bodenfiltration noch:

a)    chemische Vorgänge, die sich teils auf der Oberfläche, teils im Innern der Filterbetten abspielen,

b)    eine genügende mechanische Absiebung der Schwebestoffe aus den Abwässern vor dem Durchfliessen der Filterbetten.

Aus diesen Sätzen folgt, dass das Verfahren in erster Linie anwendbar ist auf Abwässer, die einer leichten Zerlegung in einfachere Formen durch biologische und chemische Vorgänge zugänglich sind. Solche Abwässer sind diejenigen wesentlich häuslichen Ursprungs. Das Verfahren wird weniger und nur bedingt für die Reinigung solcher städtischen Abwässer geeignet sein, die durch industrielle Zuflüsse in erheblichem Masse beeinflusst sind. Abwässer insbesondere, die Säuren oder Metallsalze in erheblichen Mengen enthalten, werden die biologischen Vorgänge in den Filterbetten mehr oder weniger ungünstig beeinflussen. Abwässer, die organische suspendierte oder gelöste Stoffe in besonders grossen Mengen enthalten, werden neben einer möglichst sorgfältigen Vorreinigung besonders grosse Filterflächen bedingen, um das ausreichende Mass der erforderlichen Belüftung dauernd zu gewährleisten. Die nachstehenden Ausführungen werden daher in ihrer Allgemeinheit sich auf den bis heute für die meisten Stadt- und Landgemeinden noch massgebenden einfacheren Fall der Zusammensetzung der städtischen Abwässer aus im wesentlichen häuslichen Zuflüssen beschränken. Im Anschluss werden einige Angaben über die Veränderungen, die durch das Vorhandensein erheblicher Mengen industrieller Zuflüsse entstehen, gegeben werden.

Aus den interessanten Versuchen³) des Professors Dun bar dürfte hervorgehen, dass biologische und chemische Wirkungen sowie die rein mechanische Absiebung die in den Filtern auftretenden Vorgänge nicht vollständig auf klären. Es wird das Vorhandensein von Ab-

Sorptionswirkungen angenommen werden müssen, um zu einer vollständigen Erklärung zu gelangen.

a) Kanalisationssystem.

Es ist dringend erstrebenswert, das Sielnetz nach dem getrennten System zu entwerfen: Die Schmutzwassersiele dienen zur Ableitung des im wesentlichen aus häuslichen Zuflüssen sieh zusammensetzenden Verbrauchswassers. Die Regenwassersiele zur Ableitung des Niederschlagswassers, des unmittelbar aus dem umschliessenden Erdreich oder durch beim Bau verlegte Drainagen zugeleiteten Grund wassers und der grösseren Mengen der industriellen Zuflüsse¹).

Zu beachten ist hierbei jedoch, dass die Wahl des Trennsystems für das Sielnetz in Städten mit hochstehenden Grundwasserständen und grösseren Grundwassermengen zu Schwierigkeiten bei der Bauausführung und vor allem im späteren Betriebe führt, die bis heute wohl nicht immer genügend beachtet worden sind⁴).

1) Die Art der Behandlung industrieller Abwässer ist heute noch eine ziemlich offene Frage. Die Mengen und Beschaffenheit der einzelnen Abwässer werden bestimmend die Entscheidung beeinflussen, ob sie den Schmu'tzwassersielen und hiermit der Reinigungsanlage, oder den Regenwassersielen und hiermit unmittelbar dem Vorfluter zugeführt werden sollen. Verfasser begnügt sich an dieser Stelle den Satz auszusprechen, dass eine Zuweisung sämtlicher industrieller Abwässer zur Einleitung in die Schmutzwassersiele unrichtig ist. Dass Kondens- und Kühlwässer, falls sie in irgendwie nennenswerten Mengen erzeugt werden, in die Regenwassersiele abzuleiten sind, ist in Vorstehendem als selbstverständlich angenommen.

Sorgfältige bauliche Durchführung des Trennsystems und Fernhaltung von solchen Zuflüssen zu den Schmutzwassersielen des Sielnetzes, deren Reinigung wegen ihrer Beschaffenheit oder auch wegen ihrer Menge nicht notwendig bzw. praktisch nicht möglich ist, gewährleisten den kleinsten und in seiner Beschaffenheit den geringsten Schwankungen unterworfenen Zufluss der Schmutzwassersiele zur Reinigungsanlage. Die Herbeiführung und Erhaltung eines derartigen kleinsten und in seiner Beschaffenheit wenig veränderlichen Zuflusses gewährleisten die grösste Ersparnis bei den Bau- und Betriebskosten für jede Reinigungsanlage.

Die sehr erheblichen Verteuerungen und die kurz geschilderten baulichen Schwierigkeiten, die die Durchführung eines vollständigen aus Regen- und Schmutzwassersielen in jeder einzelnen Strasse bestehenden Trennsystems mit sich bringt, dürfen jedoch bei der Wahl des Systems nicht unterschätzt oder gar übersehen werden. Man wird sich daher in jedem Falle zunächst die Frage zur Prüfung vorlegen, ob es nicht trotzdem zweckmässiger und wirtschaftlicher wird, das Sammelsystem mit Beschränkung des Abflusses auf eine bestimmte grösste Menge mittelst entsprechender Bemessung der für die Regenauslässe notwendigen und zweckmässigen Verdünnung zu wählen und

sielen fernzuhalten. Wohl kann die Einleitung von Grundwasser oder gar Niederschlagswasser aus den Grundstücken durch die Anordnung von jederzeit zugänglichen und zu besichtigenden Revisionsschächten in der Grundleitung, unmittelbar vor dem Austritt auf die öffentliche Strasse vermieden werden. Dagegen fehlt für ein infolge Anschlusses zahlreicher Grundstücke bereits in Betrieb befindliches Schmutzwasser-Strassensiel jede Kontrolle, ob der zwischen Revisions-schacbt und Strassensiel liegende Teil des Anschlusses dicht gegen das Eindringen von Grundwasser hergestellt ist und bleibt. Gerade dieser Teil ist aber der in dieser Hinsicht gefährdete, insbesondere im Anschluss an das Strassen-siel: Die Enge und der Schmutz in den Baugruben, die Zahl und Zerstreuung derselben über die ganze Stadt — in Elberfeld beispielsweise jährlich in den letzten Jahren annähernd 3000 — zwingen den leitenden Ingenieur, sich im wesentlichen auf allgemeine Anordnungen zu beschränken und durch die Wahl zuverlässiger im Eigenbetriebe der Verwaltung arbeitender Rohrleger und tüchtiger auf Schonung ihrer Kleidung im Bedarfsfälle nicht achtender Techniker und Bauaufseher ihre Durchführung im allgemeinen sicherzustellen. Der schon vorgeschlagene Ausweg, die Hausanschlüsse bereits beim Bau des Strassensiels bis über den Grundwasserspiegel aufzuführen, ist wegen seiner Schwankungen, wegen der entstehenden Schwierigkeiten beim gleichmässigen Zufüllen und Zustampfen der Baugruben, der Mehrkosten und der Unmöglichkeit, hiermit den Forderungen einer genügend tiefen Kellerentwässerung, insbesondere in einem coupierten Gelände zu genügen, für die praktische Durchführung selten empfehlenswert.

die hierbei gemachten Ersparnisse auf die Yergrösserung der Reinigungsanlage zu verwenden.

b) Art der Zuleitung des Abwassers zur Reinigungsanlage.

Die Art der Zuleitung des Abwassers soll derartig sein, dass dieses in seiner ursprünglichen Beschaffenheit möglichst wenig verändert zur Reinigungsanlage gelangt: die an und für sich vorhandenen nicht unerheblichen Schwankungen in der Zusammensetzung des Abwassers in den ersten Morgenstunden, in den Vormittagstunden und in den Nachtstunden sollen nicht noch durch verschieden lang dauernde Aufenthalte der einzelnen Teile der gesamten Abwassermengen in den Zuleitungen vermehrt werden. Aus diesen Gründen verdient der kontinuierliche Zufluss des Abwassers zur Reinigungsanlage vor dem intermittierenden den Vorzug: Bei natürlicher Vorflut wird der erstere selbstverständlich sein, bei künstlicher Hebung wird er durch zweckmässig angeordnete Pumpenanlagen möglichst wirtschaftlich auszubilden sein (vgl. auch Seite 65 und 126).

c) Rechenanlage und Sandfang.

Die Vorschaltung eines einfachen Rechens vor Aufleitung der Abwässer auf die Filterbetten wird in jedem Falle zweckmässig sein. Er soll ausschliesslich dem Zweck dienen, Holz, grössere Lumpen und sonstige sperrige Bestandteile von der eigentlichen Reinigungsanlage fernzuhalcen. Die Kotballen sollen nicht am Rechen abgefangen, sondern in der Vorreinigung oder in der Filteranlage selbst zerlegt und endgültig beseitigt werden. Die heute in nur aus Absitzbecken bestehenden Reinigungsanlagen deutscher Städte üblich gewordenen teuren beweglichen Rechen-Konstruktionen, die einer möglichst sorgfältigen Herausfangung aller grobsinnlich wahrnehmbaren Bestandteile dienen, sind mithin für die vorliegenden Zwecke ungeeignet. Es genügen vielmehr vollständig die bei Beschreibung von einzelnen Anlagen näher angegebenen festen, schräg gestellten einfachen Gitter aus Vierkanteisen mit etwa einen Zoll lichtem Abstand zwischen diesen. Die Anordnung des Rechens hat bei künstlicher Hebung des Abwassers unmittelbar oberhalb des Einlaufs in die Pumpen zu erfolgen; bei natürlicher Vorflut zur Reinigungsanlage unmittelbar vor dieser, falls eine Vorreinigung nicht vorhanden ist; andernfalls vor letzterer.

Die Einschaltung eines Sandfanges wird in einem nach dem getrennten System durchgeführten Sielnetz oftmals nicht erforderlich

21*

sein, insbesondere dann nicht, wenn eine Vorreinigung durch Absitzbecken vorhanden ist. Im Sammelsystem wird die Anbringung von den örtlichen Verhältnissen — Gefälle und Art der Deckung der Strassenoberflächen, Anordnung der Sinkkasten usw. — abhängig sein. Im allgemeinen wird sich die Anbringung im Sammelsystem empfehlen; doch sollen die Abmessungen des Sandfanges nur so gross sein, dass er dem durch seinen Namen gegebenen Zweck entspricht, und nicht etwa auch als Absitzbecken wirkt.

d) Vorreinigung.

Zwecks Ersparnis von Bau- und Betriebskosten ist es erstrebenswert, die Vorreinigung gänzlich in Fortfall kommen zu lassen. Die geringen Nachteile, die in diesem Falle bei kontinuierlichem Zufluss zur Reinigungsanlage infolge Aufleitung verschiedenartigen Abwassers — aus den ersten Morgen-, aus den Vormittags-, aus den Nachtstunden — auf die einzelnen Filterbetten entstehen, können durch die abwechselnde Benutzung der Filterbetten allmählich ausgeglichen werden.

Die Vorreinigung lässt sich in dem Falle vermeiden, dass die Filterbetten aus einem grobkörnigen Kiessand, der feinen Sand in nicht zu erheblichen Mengen enthält, aufgebaut sind. Hierbei wird eine gute natürliche Belüftung des Filters gewährleistet, die durch eine künstliche mittelst Drainagen mit hochgeführten Ent- bzw. Belüftungsrohren noch erhöht wird. Der auf den Betten unvermeidliche Niederschlag an Schwebestoffen kann bei einem grobkörnigen Material nicht wie auf einem feinen Sande eine einheitliche, die Belüftung des Filters allmählich unterbindende Schlammdecke bilden; er ist mithin weniger bedenklich. Natürlich ist die Schlammdecke von Zeit zu Zeit je nach Erfordernis abzukratzen.

Weiteres Erfordernis für die Vermeidung einer Vorreinigung ist, dass das Abwasser nicht allzu stark konzentriert ist; insbesondere auch darf es Fette und Seifen nicht im Uebermass enthalten. Die Fälle, in denen eine Vorreinigung sich vermeiden lässt, werden mithin nur beschränkte in Deutschland sein.

Eine Vorreinigung ist erforderlich für ein stärker konzentriertes Abwasser und für Filterbetten aus feinem Sandkies, dessen Porosität geringer ist. Von den üblichen Arten der Vorreinigung, Absitzbecken, Faulbecken, chemische Fällung, scheidet die letztere von vornherein aus, weil sie zu teuer ist; auch überzieht der durch Fällmittel vorbe-

handelte Abfluss aus der Vorreinigungsanlage die Oberflächen der Filterbetten mit einer für die Luft und hiermit für die notwendige Oxydation, sowie bald auch für die Abwässer undurchdringlich werdenden Schicht.

Das Faulverfahren verdient nach Erachten des Verfassers im allgemeinen den Vorzug als Mittel zur Vorreinigung⁵). Ganz besonders empfehlenswert ist es für ein durch industrielle Zuflüsse nicht beeinflusstes Abwasser. Einmal bewirkt es die wünschenswerte Durchmischung des während der einzelnen Tagesstunden verschiedenartigen Zuflusses, andererseits wirkt es durch die Zerlegung der festen Stoffe in einfachere Formen teils schlammverzehrend, teils schlammverdichtend. Nicht ganz einfach ist die konstruktive Ausbildung der Faulbecken, um bei länger dauerndem Betrieb das Fortreissen von mehr oder weniger feinen Teilen des Schlammes aus der Schwimmoder Bodenschicht zu vermeiden. Zweckmässig erscheint dem Verfasser die hierfür in Saratoga Springs gewählte Anordnung (vergl. S. 129). Die Durchflusszeit des Abwassers durch die Faulbecken soll so bemessen sein, dass vom Zeitpunkt der Entstehung der Abwässer bis zu ihrer Aufleitung auf die Filterbetten ein Zeitraum von 24 Stunden durchschnittlich nicht überschritten wird. Andernfalls tritt infolge der anaeroben Wirkung in den Faulbecken eine so starke Veränderung des Abwassers ein, dass die nachfolgende von Oxydationswirkungen abhängige Behandlung in den Filterbetten selbst bei Zwischenschaltung einer Belüftung Schwierigkeiten bietet.

Das vorgefaulte Abwasser ist jedenfalls vor bezwu bei der Aufleitung auf die Filterbetten einer entsprechenden Belüftung zu unterziehen. Die von einem Belüfter bei Beschickung mit häuslichem

Abwasser ausgehenden Gerüche sind gleich null oder so geringfügig und örtlich, dass sie für die Frage der Errichtung eines Belüfters ohne Belang sind. Selbstverständlich muss man bei dieser Prüfung von dem Gedanken ausgehen, dass eine Abwasserreinigung eine industrielle Anlage ist; mit einer solchen sind fast stets gewisse Mängel verbunden, die aber belanglos sind, so lange sie die Allgemeinheit nicht belästigen. In Gegenden, in denen im Winter starke Kälte herrscht, wird es sich trotz der auf den Faulbecken entstehenden schützenden Schwimmschicht empfehlen, die Becken zu überwölben und etwaigenfalls noch durch eine Erdanschüttung vor dem Froste zu schützen. Je wärmer das Abwasser ist und erhalten bleibt, um so stärker ist sowohl die Wirkung der anaeroben Bakterien im Faulbecken wie diejenige der aeroben in den Filterbetten.

vor-

Das Absitzbecken wird bei Behandlung eines durch industrielle Abflüsse stärker beeinflussten Abwassers mit dem Faulverfahren in ernstlichen Wettbetrieb treten können, ln diesem Falle sind je nach der Menge und Beschaffenheit der industriellen Zuflüsse die sonst handenen Vorzüge des Faulbeckens, bestehend in der Zerlegung der festen Bestandteile in einfachere Formen und hiermit der Schlammverminderung und Schlammverdichtung gar nicht oder in erheblich verringertem Masse vorhanden; dagegen machen die Gerüche sich vielfach stärker bemerkbar.

e) Anordnung der Verteilungskammern;

Sowohl bei Vermeidung wie bei Anordnung einer Vorreinigung empfiehlt es sich dringend, das Abwasser vor Aufleitung auf die Filterbetten einer oder bei grösseren Anlagen auch mehreren Verteilungskammern zuzuführen: Durch sie wird die Beschickung jedes einzelnen Filterbettes mit einer jedesmal bestimmten Menge von Abwasser gewährleistet. Der Betrieb dieser Verteilungskammern kann entweder von Hand oder selbsttätigerfolgen; letztere Anordnung ist in betriebstechnischer und wirtschaftlicher Beziehung vorzuziehen, falls ihr dauerndes Funktionieren gewährleistet bleibt.

f) Filterbetten.

Bereits auf Seite 51 u. f. ist über die Filterbetten eine zusammenfassende Uebersicht, die sich auf die amerikanischen Erfahrungen stützt, gegeben worden; auf diese sei zunächst verwiesen. Es

genügt daher, im Nachfolgenden die unter deutschen Verhältnissen erforderlichen Abweichungen und etwaige Ergänzungen nachzutragen.

Besonders geeignet ist das Verfahren für einen Boden, der keine oder nur wenig organische Stoffe enthält. Die Ackerkrume, die sich in der Regel, und der Lehmboden, der sich vielfach über den natürlichen Lagen von Sand und Kies findet, sind daher bei Anlage von Filterbetten sorgfältig zu beseitigen. Sie finden zweckmässig Verwendung zur Anlage der mit Gras oder anderweitig zu bepflanzenden Wege und Dämme zwischen den einzelnen Betten. Das Verfahren steht hierin in besonderem Gegensatz zu dem Rieselfeldverfahren: Die landwirtschaftliche Nutzung des Bodens ist nur dann möglich, wenn eine Ackerkrume von hinreichender Stärke von Beginn an vorhanden ist oder künstlich durch den Rieselbetrieb allmählich geschaffen wird.

Die Beschickungen der Filterbetten sollen in bestimmten Zeitintervallen in möglichst kurzer Zeit und in solchen Mengen erfolgen, dass eine gleichmässige Ueberstauung der ganzen Fläche des betreffenden Bettes erzielt wird. Das Bestreben, die festgesetzten Beschickungsmengen in möglichst kurzer Zeit auf das Bett zu führen, macht es erforderlich, sämtliche Zuleitungen ausreichend gross zu dimensionieren; es ist ein weit geringerer Fehler, ihre Abmessungen etwas zu gross als etwas zu klein zu wählen.

Ueber die zweckmässige Grösse der Beschickungsmengen pro Hektar und Tag lassen sich mit Rücksicht auf die in jedem Falle vorhandenen Besonderheiten des Abwassers und des zur Verfügung stehenden Filtermaterials allgemein gültige Angaben nicht machen. Ueberschlägliche für Vergleichszwecke genügende Angaben sind auf Seite 158 bereits gegeben.

Nicht allein die zutreffende Bestimmung der pro Hektar und Tag zweckmässigen ßeschickungsmengen, sondern auch die Grösse der jedesmaligen Beschickungsmengen und die Dauer der Ruhepausen zwischen diesen sind für die Herbeiführung und Erhaltung eines dauernd zufriedenstellenden Betriebes von grossem Einflüsse. In Massachusetts sind leider diesbezügliche scharfe vergleichende Versuche nicht angestellt worden, obschon man sich der Wichtigkeit einer genauen Erkenntnis der diesbezüglichen Vorgänge nicht verschlossen hat. Professor Dun bar hat neuerdings auf die Notwendigkeit diesbezüglicher Versuche hingewiesen und einige wichtige von ihm durch-

geführte beschrieben¹); doch sind seine Versuche zu einem abschliessenden Ergebnisse noch nicht gelangt.

Es ist — nach Erachten des Verfassers — wichtig, durch Versuche festzusteJlen, ob und welche Unterschiede in den .Reinigungseffekten bestehen, falls die jedesmaligen Beschickungsmengen innerhalb der Wasserkapazität des Filters verbleiben oder dieselbe überschreiten. Ferner ist es notwendig, durch Versuche nachzuweisen, ob die Ruhepausen zwischen zwei aufeinander folgenden Beschickungen nach Tagen oder nach Stunden zu wählen sind. Während die Chemiker der staatlichen Versuchsanstalt in Lawrence ihre grossen im Freien gelegenen Versuchsfilter heute noch, wie in den ersten Jahren, höchstens einmal in 24 Stunden beschicken, neigen die Chemiker des Technologischen Instituts zu Boston, sowie Mr. F. A. Barbour und andere Fachleute heute mehr zu nur nach Stunden zählenden Ruhepausen. Bei gleich grossen Beschickungsmengen pro Hektar und Tag nähert sich erstere Methode dem Füllverfahren — ohne diesem gleich zu kommen, weil die Wasserkapazität im Filter nicht überschritten wird, also stets Luft in diesem verbleibt —, letztere dagegen dem bei Sprinklersystemen üblichen Verfahren. Verfasser hält die Methode, kleinere, aber entsprechend häufigere Beschickungen vorzunehmen, für die richtigere.

Bei allen Versuchen müssen die vorstehend gegebenen Voraussetzungen, nämlich Aufleitung in möglichst kurzer Zeit und in Mengen, die eine vollständige Ueberstauung des Filterbettes sichern, erfüllt sein. Auch müssen derartige Versuche an möglichst grossen, den „städtischen Filtern“ an Grösse nahekommenden Anlagen und im Freien ausgeführt werden; letzteres, um die Einwirkungen des Frostes und Schnees zu erkennen.

g) Nachbehandlung des gereinigten Abwassers.

Eine Nachbehandlung des gereinigten Abwassers wird in sorgfältig betriebenen Anlagen mit geeignetem Untergrund im allgemeinen nicht erforderlich sein. Ein mechanisches Mitreissen von festen Stoffen, wie man es bei künstlichen biologischen Körpern aus groben Schlacken und ähnlichem Material bisweilen beobachtet, tritt bei intermittierenden Bodenfiltern nicht ein; die hinter ersteren aus diesem Grunde bisweilen eingeschalteten Hachen Absitzbecken sind mithin für intermittierende Bodenfilter nicht notwendig.

1) s. Dunbar, Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage. S. 201 u. f.

h) Landwirtschaftliche Nutzung der Filterbetten.

Es ist im allgemeinen erforderlich, den auf der Oberfläche der Filterbetten sich niederschlagenden Schlamm regelmässig, und zwar mindestens einmal im Frühjahr und einmal im Herbst, durch Abkratzen zu beseitigen. Im langjährigen Betriebe wird es sich nicht vermeiden lassen, auch eine mehr oder weniger starke Schicht des eigentlichen Filtermaterials bei diesen sich stetig wiederholenden Reinigungsarbeiten abzunehmen. Trotzdem tritt allmählich eine gewisse Ansammlung organischer und mineralischer Substanzen in der verbleibenden obersten Schicht des Filters ein. Hierdurch wird zwar einerseits der Verlust an Filtermaterial teilweise wieder aufgehoben, andererseits aber auch eine gewisse Veränderung desselben hervorgerufen. Wie weit diese Veränderung bei einem Betriebe von länger als zwanzigjähriger Dauer als ein Nachteil sich herausstellen wird, ist noch nicht erwiesen. Die angesammelte mineralische Substanz wird im allgemeinen nur das Porenvolumen des Filters an seiner Oberfläche verändern, und zwar meistens verkleinern; hierdurch wird die Aufnahmefähigkeit des Filters für Abwasser und seine Belüftung verringert.

Von der angesammelten organischen Substanz werden gewisse Mengen und Bestandteile durch geeignete landwirtschaftliche Bepflanzung zweifellos sich beseitigen lassen. Abgesehen von den auf Seite 34 bereits angedeuteten Versuchen des staatlichen Gesundheitsrats sind jedoch genauere diesbezügliche Feststellungen noch nicht vorhanden. Es erscheint daher nicht unangebracht, die Beseitigung angesammelter organischer Substanzen auf einem in langjährigem Dauerbetriebe geschwächten Filterbette durch intensive ein- oder mehrjährig fortgesetzte geeignete Bepflanzung auch im Grossbetriebe für die städtischen Filter in Betracht zu ziehen.

i) Bau- und Betriebskosten von Filterbetten.

Für die Baukosten allgemein gültige Sätze anzugeben, ist nicht möglich. Aus der Natur der Sache folgt, dass sie annähernd die gleichen wie bei der Herstellung von Rieselfeldern sein werden. Sowohl die Kosten der Aptierung, wie der Drainierung werden annähernd dieselben sein.

Auch die Betriebskosten werden je nach der Einrichtung der Anlage recht verschiedenartige sein. Verfasser muss sich beschränken, auf die Angaben auf Seite 148 hinzuweisen.

Vergleich mit dem Rieselfeldverfahren, mit besonderer Berücksichtigung der Berliner Rieselfelder.

Rieselfelder und intermittierende Bodenfilter stehen einander nahe infolge Benutzung des gewachsenen Bodens als Filtermaterials. Sie unterscheiden sich dadurch, dass ersteres Verfahren die landwirtschaftliche Nutzung des gewachsenen Bodens planmässig betreibt und den Rieselbetrieb landwirtschaftlichen Bedürfnissen anpasst, die intermittierende Bodenfiltration dagegen die landwirtschaftliche Nutzung des Bodens planmässig ausschliesst und ihn nur als Filter für das Abwasser benutzt. Mit beiden Verfahren lassen sich Abwässer in für praktische Bedürfnisse zufriedenstellendem Grade reinigen: Das Drainwasser aus sorgfältig betriebenen und mit geeignetem Untergrund versehenen Rieselfeldern, insbesondere aus den in den letzten Jahren vielfach eingeführten Doppelrieselungsanlagen wird erfolgreich zur Speisung von Fischteichen zur Forellenzucht verwendet; z. B. auf dem Rieselgut Malchow von Berlin. Die Vorflutwässer mehrerer Reinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration in Massachusetts fliessen unmittelbar in die nicht übermässig grossen oder tiefen Staubecken der Wasserversorgung von Boston und Umgegend.

Allerdings weichen die chemischen Analysen des Drainwassers intermittierender Bodenfilter und Rieselfelder trotz beiderseits zufriedenstellender Beschaffenheit im allgemeinen nicht unerheblich von einander ab, soweit hierüber die wenigen für letztere dem Verfasser zur Verfügung stehenden Analysenangaben ein Urteil zulassen: Der Verdampfungsrückstand erleidet bei intermittierenden Bodenfiltern eine erhebliche (bis ²/z des ursprünglichen) Herabsetzung — vgl. Tabellen No. 69 und 70 —. Die Mengen an Nitraten in den Abflüssen sind bei Rieselfeldern sehr viel erheblicher als bei den intermittierenden Bodenfiltern⁶). Bei beiden Verfahren erleiden freies und an organische

irocken-

rückstand

Glüh

verlust

desselben

Uebermangan-saures Kali erforderlich

Ammoniak

Organisch

gebun

denes

Ammoniak

Salpetrige

Säure

Salpeter

säure

Chlor

Phosphor

säuren

Zahl der Reime

120

18

0,6

0.1

1,0 16

22 ! 0,25    5000

Stoffe gebundenes Ammoniak eine starke Herabsetzung, und wird die Zahl der Keime im Kubikcentimeter stark verringert, doch schwankt die wirklich vorhandene Zahl zwischen ziemlich weiten Grenzen.

Nach den Jahres-

Die landwirtschaftliche Nutzung der Rieselfelder zwingt, die täglichen Beschickungsmengen für das Hektar berieselte Fläche den landwirtschaftlichen Bedürfnissen anzupassen, berichten der Deputation für die Kanalisationswerke und Rieselfelder der Stadt Berlin für die Geschäftsjahre 1901—1906 ergeben sich die in nachfolgender Tabelle No. 76 angegebenen durchschnittlichen täglichen Beschickungsmengen von rd. 33 cbm f. d. ha — bei 365 Tagen im Jahre. Aus der Tabelle ist weiter ersichtlich, dass auf einem Hektar Berliner Rieselfeld täglich durchschnittlich die Abwässer von 275 Personen mit einem Wasserverbrauch von 120 l pro Kopf und Tag dauernd gereinigt werden können.

Bei der intermittierenden Bodenfiltration lassen sich nach dem auf Seite 158 Gesagten auf einem Hektar Filterbett die Abwässer von 3100 Personen mit einem Wasserverbrauch von annähernd gleichfalls rd. 120 1 pro Kopf und Tag dauernd zufriedenstellend reinigen. Es genügt mithin bei der intermittierenden Bodenfiltration annähernd x/n der gesamten beim Rieselfeldbetrieb erforderlichen Filterflächen für eine dauernde zufriedenstellende Reinigung von gleich grossen Mengen an Abwässern.

Die Aptierungs- und Drainierungskosten intermittierender Bodenfilter werden von denen für Rieselfelder sich nicht wesentlich unterscheiden. In einem ganz oder nahezu horizontalen Gelände werden jedoch diese Kosten für Bodenfilter sich der Regel nach billiger als für Rieselfelder stellen, weil bei ersteren der für die Herstellung der Wege, Dämme usw. erforderliche Boden ohne weiteres durch Abheben der Humusschicht gewonnen wird, während bei letzteren geeigneter Boden angefahren werden muss, falls man die natürliche Humusdecke erhalten will.

Rieselfelder sowohl wie Bodenfilter sind der Gefahr einer Verschlammung durch die im Abwasser enthaltenen festen Stoffe ausgesetzt. Von beiden müssen diese Stoffe entweder durch eine sorgsame Vorreinigung oder durch regelmässiges mechanisches Abkratzen der Oberflächen der Felder ferngehalten werden. Die Verfahren stehen in dieser Hinsicht mithin auf gleicher Höhe.

Im Vorzug ist das Rieselfeldverfahren vor den intermittierenden Bodenfiltern durch die landwirtschaftliche Ausnutzung eines Teils der im Abwasser mitgeführten wertvollen Dungstoffe, der durch die Auf-

22*

Tabelle No. 76.

Berliner Rieselfelder.

Geschäftsjahr

1901

1902

1903

1904

1905

1906

Durchschnittliche tägliche Beschickungsmenge in cbm für den ha........

Durchschnittliche jährliche Beschickungsmenge in cbm für den ha........

Gesamtzahl der an die Kanalisation angeschlossenen Bevölkerung ......

34,22

32,29

33,20

32,74

34,54

34,55

12488

11787

12118

11951

12608

12610

6704

6783

6836

7278

7525

7989

118

116

120

126

128

132

79,86

79,13

81,24

84,17

83,30

94,98

1937311    1960832 ! 1956040 I 1956354 I 2091127    2135383

Geschäftsjahr

Tabelle No. 77.

Berliner Rieselfelder.

1899

1901

1902

1903

1904

1905

1906

Betriebseinnahmen in M.......

Betriebsausgaben in M.......

Ueberschuss in M. Zuschuss in M. . .

2546460,41

2438938,24

2329452,08

217008,33

2612613,90

2957955,04 3257968,43 3315125,05 3357028.49 3693100,12

|

2790954,09 2376102,29 3002689,30 3259186.34 3416095,05 167000,95 381866,14 312435,75| 97842,15 277005.07

173630,66

Bemerkungen. Die Einnahmen ergeben sich aus dem Betriebe der Rieselund Feldwirtschaft, aus der Viehhaltung, den Obstbaumanlagen und der Forstwirtschaft, den Pachten, dem Brennereibetrieb und verschiedenen kleinen Erträgnissen. Die Betriebsausgaben setzen sich zusammen aus den allgemeinen Kosten — Gehälter für Beamte, Löhne, Abgaben und Lasten, Unterhaltung der Baulichkeiten und des Inventars, Beschaffung und Unterhaltung von Maschinen, Ackergeräten, Geschirren und Verschiedenem —, sowie der Kosten der Bewirtschaftung — Löhne für Riesel- und Wirtschaftspersonal, Dünger, Saatkorn und Betriebsmaterial, Viehhaltung. Obstbaumanlagen und Baumschulen, Brennmaterial —. ln die Betriebsausgaben sind nicht die Kosten für die Aptierung und Drainierung neuer Felder, noch für die Herstellung neuer oder Umlegung alter Drainagen in bereits aptierten Feldern einbegriffen.

Vergleichm. d. Rieselfeldverfahr., m.bes. Berücksichtig. d. Berliner Rieselfelder. 173

nahmefähigkeit der im Rieselfeldbetrieb verwendeten Nutzpflanzen an Stickstoff, Phosphorsäure und Kali usw. bestimmt ist. Jedoch bei den besten und mit den kleinsten Beschickungsmengen bewirtschafteten Rieselfeldern wird nur ein Viertel bis die Hälfte der ganzen im Abwasser enthaltenen Mengen dieser Stoffe ausgenutzt; der weitaus grössere Teil geht im Abfluss verloren.

Die aus dem landwirtschaftlichen Betrieb gut geleiteter Rieselfelder sich ergebenden jährlichen Einnahmen geben in der Regel einen nach dem Ausfall der Ernte und der zeitigen Konjunktur sich richtenden geringen Ueberschuss über die Betriebsausgaben. Die beigefügte Tabelle No. 77 gibt als Beispiel die für die Rieselfelder der Stadt Berlin in den letzten Jahren erzielten Betriebsergebnisse. Allgemein sind diese jedoch so gering, dass von einer angemessenen Bodenrente, d. h. einer Verzinsung des in den Grund und Boden gesteckten Kapitals und hiermit einer Rentabilität der Rieselfelder nicht die Rede sein kann.

Intermittierende Bodenfilter können — abgesehen vielleicht vom gelegentlichen Erlös für angesammelten Schlamm — Einnahmen nicht ergeben. Ihr Betrieb erfordert dauernd die Bereitstellung entsprechender Summen, für deren Grösse allgemein gültige Angaben sich zurzeit nicht machen lassen.

Der Betrieb von Rieselfeldern scheidet sich in den von den Rieselwärtern besorgten kanalisationstechnischen und den von der Gutsverwaltung geübten landwirtschaftlichen. Bei der intermittierenden Bodenfdtration fällt letzterer — dessen Kosten durch den Ertrag der Felder wieder eingebracht werden — ganz fort, ersterer wird erheblich grösser. In grossen Anlagen wird es jedenfalls empfehlenswert sein, den Betrieb für die Zuführung der x\bwässer und die Ableitung des Filtrates von den Arbeiten für die regelmässige Reinigung und Unterhaltung der Felder zu trennen; in diesem Falle wird voraussichtlich ein Arbeiter auch 35—40 ha Rieselfläche — wie die Rieselwärter der Berliner Rieselfelder — täglich bedienen können.

Bei einem rein finanziellen Vergleich für eine zu errichtende Neuanlage wird man die jährlichen Aufwendungen für Verzinsung und Amortisation des grösseren Bedarfs an Bodenfläche beim Rieselfeldbetriebe den jährlichen Mehrkosten des Betriebes intermittierender Bodenfilter gegenüberstellen, nötigenfalls unter gleichzeitiger Berücksichtigung der allmählichen Wertsteigerung der Grundstücke.

Die vorstehenden Angaben können natürlich nur vorläufige sein.

Erst über Jahre ausgedehnte vergleichende Versuche im grössten Mass-stabe werden endgültige Klarheit schaffen, bis zu welchem Grade die intermittierende Bodenfiltration den bewährten Rieselfeldbetrieb von Fall zu Fall zu ersetzen in der Lage ist.

Für Gross-Berlin würde eine teilweise Ersetzung der Rieselfelder durch intermittierende Bodenfilter bei langsamem planmässigen Vorgehen gewiss manche Vorteile bringen. Der Gürtel der Rieselfelder, der im Norden und Süden, teils auch im Osten die Entwickelung Gross-Berlins begrenzt, würde durchbrochen: Raum für Parkanlagen, Villenkolonien und Stadterweiterungen würde geschaffen. Der Gartenstadtbewegung und dem in letzter Zeit vielfach besprochenen gross-zügigen Bebauungsplan von Gross-Berlin würde eine weite Perspektive eröffnet werden.

Beispiel: Vergleichende Kostenberechnungen für Reinigungsanlagen mittelst intermittierender Bodenfiltration und Rieselfelder für eine Grossstadt von 250000 Einwohnern.

Von Wert dürfte es sein, in einem Beispiel für eine Grossstadt die Anlagekosten einer Reinigungsanlage mittelst intermittierender Bodenfiltration im Vergleiche zu denen einer solchen mittelst Rieselfeldverfahrens gegenüberzustellen. Ein derartiger Vergleich kann natürlich nur einen oberflächlichen Ueberblick geben; in Wirklichkeit werden die örtlichen Verhältnisse von Fall zu Fall erhebliche Abweichungen zur Folge haben.

Zugrunde gelegt sind:

Grossstadt von 250000 Einwohnern mit einem zur Reinigungsanlage gehenden Abflüsse wesentlich häuslichen Charakters von 120 1 für den Kopf und Tag der Bevölkerung.

Eine Vorreinigung wird entweder als nicht vorhanden angenommen, oder — falls vorhanden — werden ihre Kosten als gleich hoch für intermittierende Bodenfilter wie Rieselfelder zugrunde gelegt; eine Annahme, die durchaus für diese Vergleichsrechnung zulässig ist.

Die Aptierungs- und Drainierungskosten sind in beiden Fällen ebenso gleich hoch, und zwar zu 2800 M. f. d. ha, einschliesslich der auf den Feldern anzulegenden Wege, Dämme und Gräben, angenommen.

Die Grunderwerbskosten sind einmal mit dem für die ursprünglichen Anlagen von Rieselfeldern in der Nähe von Berlin als Durchschnittssatz zu betrachtenden Betrage von 2100 M. f. d. ha und

dann nochmals mit dem hohen für die letztjährigen Ankäufe von Rieselland in der Umgegend von Berlin etwa geltenden Satze von 4200 M. f. d. ha gewählt.

Zulässige Belastung: 375 cbm für Bodenfilter f. d. ha und Tag, sowie 33 cbm für Rieselfelder pro ha und Tag, beide bei einem Wasserverbrauch von etwa 120 Litern f. d. Kopf und Tag.

Hiernach: Gesamter Wasserverbrauch

250000 • 0,120 = 30000 cbm f. d. Tag.

Erforderlicher Grunderwerb für die Felder selbst:

A. Intermittierende Bodenfilter: 30000

375

80 ha.

B. Rieselfelder: 30000

33

- = 909 ha.

Anlagekosten der Felder selber nebst Wegen, Dämmen und

Gräben auf ihnen.

A. Intermittierende Bodenfilter:

Aptierung und Drainierung .    .    .    80*2800 = 224000,00 M.

Grunderwerb

80 * 2100 = 168000,00 M.

hierzu für Wege, Dämme, Gräben 10 v. H. an Grunderwerb .    .

8 * 2100 = 16800,00 M.

Summe: = 408800,00 M.

B. Rieselfelder:

Aptierung und Drainierung .    .    909*2800 = 2 545200,00 M.

Grunderwerb

909 * 2100 = 1908900,00 M.

hierzu für Wege, Dämme, Gräben 10 v. H. an Grunderwerb 90,9 * 2100 =

190890,00 M.

Summe: = 4644990,00 M.

Gemäss Vorstehendem beträgt in vorliegendem Beispiel der Bedarf an Grundfläche für intermittierende Bodenfilter nur 8,8 v. H. desjenigen für Rieselfelder. Die Kosten der gesamten eigentlichen Reinigungsanlagen belaufen sich für erstere auf nur 8,7 v. H. derienigen für letztere.

Koch ungünstiger wird der Vergleich für die Rieselfelder, wenn man die Nebenkosten in Betracht zieht. Die Grunderwerbs-, Anlage-und Betriebskosten einer Vorreinigung wird man für beide Fälle bei diesem überschläglichen Vergleiche gleich hoch annehmen dürfen. Darüber hinaus bedürfen die im Vergleich zu Rieselfeldern nur wenig umfangreichen ßodenfilter keine grösseren Flächen: 10 v. H. als Zuschlag

für etwaige Flächen zur Unterbringung von Schlamm, für wegen Beschaffenheit des Untergrundes, Geländeformation oder aus anderen Gründen zur Anlage von Feldern ungeeigneten Grund und Bodens, für Errichtung von Wohn- und Wirtschaftsgebäuden werden genügen.

Für Rieselfelder sind dagegen weit grössere Flächen als 10 v. H. als Zuschlag zu nehmen. Der Umfang der Rieselfelder bringt es mit sich, dass auf ihnen sich stets grössere zur Anlage von Feldern wegen ihres Untergrundes, ihrer Formation usw. ungeeignete Flächen befinden. Der landwirtschaftliche Betrieb der Felder bedingt grosse Flächen für die Wohn- und Wirtschaftsgebäude, für Stallungen, Scheunen usw., ferner für nicht zu berieselnde, landwirtschaftlich jedoch zu benutzende Felder. Diesen Mehrbedarf an Flächen wird man mit insgesamt 25 v. H. nicht zu hoch einschätzen, wie ein Ueberblick auf voll ausgebaute Rieselfelder in der Nähe Berlins lehrt.

Hiernach würden allein durch den erforderlichen Mehrbedarf an Grund und Boden sich die vorstehend ermittelten Kosten erhöhen um:

Für intermittierende Bodenfilter:

. .    408800,00 M.

Gemäss Vorstehendem .    .

Hierzu 10 v. H. für Grunderwerb

mehr 8,8 X 2100 —

.    .    18480,00 M.

Gesamtkosten: 427 280,00 M.

Für Rieselfelder:

Gemäss Vorstehendem ....    4644990,00 M.

525000,00 M.

Hierzu 25 v. H. für Grunderwerb mehr 250X2100 = .

Gesamtkosten: 5169 990,00 M.

d. h. auf nur

Die Gesamtkosten intermittierender Bodenfilter im Vergleich zu Rieselfeldern stellen sich mithin für eine Stadt von 250000 Einwohnern mit einem Abfluss von 120 1 für den Kopf und Tag zur Reinigungsanlage unter Annahme gleicher Kosten für die Vorreinigung, für das ha Grunderwerb, sowie aptierte und drainierte Flächen auf überschläglich 427000,00 M. gegen 5170000,00 M.

8,2 v. IT. der letztgenannten Summe. Nicht berücksichtigt sind in vorstehender Aufstellung die Kosten für Wohn- und Wirtschaftsgebäude und andere Hochbauten, die natürlich für die wenig umfangreichen Bodenfilter erheblich billiger als für die entsprechenden Rieselfelder mit landwirtschaftlicher Nutzung sind.

Würde man die zu 2100 M. für das ha durchschnittlich ange-

nommenen Granderwerbskosten doppelt so hoch, also zu 4200 M. für das ha wählen, so würden die gesamten Kosten, wie eine kurze Ueberlegung zeigt, sich ergeben zu:

Für intermittierende Bodenfilter:

Aptierung und Drainierung . . . 224000,00 M. Grunderwerb — insgesamt . . . 406 580,00 M.

Summe: 630580,00 Al.

Für Rieselfelder:

Aptierung und Drainierung .    .    .    2 54500000 M.

Grunderwerb — insgesamt— .    .    4199580,00 M.

Summe: 6 744780,00 M.

Intermittierende Bodenfiltration als Mittel zur Nachreinigung von

Abwässern.

Die fortgeschrittene technische und wissenschaftliche Ausbildung der künstlichen biologischen Filter hat auch in Nordamerika in den letzten Jahren dazu geführt, dieses System für die endgültige Reinigung der Abwässer mehrerer Städte anzunehmen. Derartige Anlagen grossen Umfangs sind in Columbus (Ohio) und in Reading (Pennsylvania) im Jahre 1907 in Betrieb genommen, sowie in Baltimore — durch dessen Abwässer die Austernbänke an der Mündung des Potomacflusses zurzeit stark verunreinigt werden — und für die südlichen Stadtteile von Chicago in Aussicht genommen, ln allen diesen Anlagen haben die von den künstlichen biologischen Filtern abiliessenden gereinigten Wässer noch flache Absitzbecken zu durchlaufen, in denen die mechanisch von dem grobkörnigen Filtermaterial abgerissenen festen Stoffe niedergeschlagen werden. Für Columbus und Baltimore ist ausserdem eine Nachbehandlung des gereinigten Wassers mittelst intermittierender Bodenfilter in Aussicht genommen. Mittelst dieser doppelten Filterung wird auf der kleinsten möglichen Fläche eine vorzügliche Reinigung des Abwassers erzielt.

Auch für die insbesondere auf den Berliner Rieselfeldern mehr und mehr eingeführte Nachreinigung des Filtrates in Doppelrieselungsanlagen dürfte es zweckmässig sein, intermittierende Bodenfilter zunächst versuchsweise einzuführen. Nicht allein würde hierdurch infolge der grossen zulässigen Beschickungsmengen eine sehr erhebliche Ersparnis an Fläche im Vergleich zu dem jetzt üblichen Verfahren erzielt werden, sondern es würde auch die Möglichkeit geboten, vergleichende Versuche über den Reinigungseffekt in den intermittierenden

Bodenfiltern in grossem Massstabe anzustellen. Versuche werden beweisen, ob intermittierende Bodenfilter mehr noch als die jetzt üblichen Verfahren der Doppelrieselung geeignet sind, die vielfach zu beobachtenden Algenbildungen in den Vorflutgräben der Rieselfelder erheblich zu verringern.

Literaturangaben.

1.    Annual Reports of the State Board of Health of Massachusetts. Jahrgang 1887—1906. (Boston, Wright and Potter Printing Co.)

2.    Annual Reports of the Metropolitan Water and Sewerage Board. Jahrgang 1899—1906. (Boston, Wright and Potter Printing Co.)

3.    Contributions from the Sanitary Research Laboratory and Sewage Experiment Station (of the Massachusetts Institute of Technology). Vol. II and III.

4.    Sewage Disposal in America. By George W. Füller. (Transactions Am. Soc. C. E. Vol. LIV. Part E. 1905.)

5.    A Description of Sewage Disposal Systems in Massachusetts. By Henry Goodnough. (Journal of the Association of Engineering societies. Vol. XXXII. No. 5. May 1904.) Adaptability of the Massachusetts Method of Intermittend Sand Filtration to Sewage Disposal Problems in Other States. By F. Herbert Snow (Ibidem).

6.    The Relation of the Suspended Matter in sewage to the problem of sewage disposal. By Harrison P. Eddy and Almon L. Fales. (Journal of the Association of Engineering Societies. Vol. XXXVII. No. 2. August 1906.)

7.    Annual Reports of the City engineer of the City of Brockton. Jahrg. 1895 bis 1905. (The Keystone Press. 17. E. Elm St. Brockton.)

8.    Report of the Sewer Commissioners of the town of Gardner. Jahrg. 1904 bis 1906.

9.    Annual Reports of Superintendent of sewers of the city of Worcester. Jahrg. 1895-1906.

10.    Annual Reports of the City engineer of the city of Providence. Jahrg. 1906. (Snow and Farnham. City Printers. 63. Washington Str.)

11.    .Jahres- oder spezielle Berichte mehrerer kleinerer Gemeinden in Massachusetts z. B. Natick; of the Commitee on construction. 1897. Hudson 1903. Andover 1894. Milford 1906. Northbridge 1904 usw.

12.    The Sewage Disposal Works at Saratoga. N. Y. By F. A. Barbour. (Journal of the Association of Engineering Societies. Vol. XXXIV. No. 2. February 1905.)

13.    Municipal Sewage (Bericht über die Reinigungsanlage in Saratoga Springs). By Douglas C. Moriarta, M. D., in Saratoga Springs. (The New York State Journal of Medicine, February 1905.)

14.    Report of an Examination of Sewage Purification Plants in Ohio. By R. Winthrop Pratt. (Report of the State Board of Health of Ohio. 1903.)

15.    Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage. Von Prof. Dr. Dun bar. 1907.

16.    Bericht der Deputation der städtischen Kanalisationswerke und Rieselfelder der Stadt Berlin. Jahrg. 1901—1906.

Monat

Tägl. Beschickungsmenge für 6 Tage in der Woche in cbm für den ha

Temperatur in C.

im Abwasser

1892jl898 1904 1906 1892| 1898; 1904| 1906 1892|1898|l904|l906

im Ablluss

Zeitdauer des Verbleibens des Abwassers auf der Oberfläche in Minuten

1892 1898 1904 1906

1892

Tabelle No. 10.

Analysen des durchschnittlichen Abflusses des Versuclislilters No. I in Lawrence.

Teile in 100 000.

Aussehen

Anlage I.

Trübung

Farbe

Freies Ammoniak insgesamt

Albuminoid-Ammoniak insgesamt

Stickstoff als

Chlor

Nitrate

Nitrite

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Bakterien im ccm

1898

1904    1906 1892 1898 1904 1906

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1892 1898 1904 1906

1892 1898 1904 1906    1892

1898    1904 i 1906

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Juli

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Tabelle No. 11.

Analysen des durchschnittlichen Abilusses des Versuclislilters No. 2 in Lawrence.

Teile in 100 000.

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0,87    1,07    0,57    33    750    27 800

0,67    1,31    0,52    13    495    12 200

0,49    0,75    0,56    81    667    17 300

155 900 7550

178    700 8300

179    900 3350 22 500 6200

8    400 2000

10    800 650

9    200 4700 3 167 1970

11    500 2300

8,32! 7,03 11,63 12,04 1,52 2,64 3,34 4,29 |! 0,02 0,02 0,00 0,01

0,54 0,50 0,70 0,56 55 992 15 800 51 388 5100

200

Januar Februar 178 März April Mai Juni Juli

August 230 September 305 Oktober 384 November 267 Dezember 155

107

144

139

197

213

354

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385

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32    51    1 779 170

Tabelle No. 12.

Analysen der durchschnittlichen Beschaffenheit des Versuclislilters No. 4 in Lawrence.

Teile in 100 000,

Januar

Februar

März

April

433

425

466

413

200 138 183 192

193

200

148

200

Mai

261

200

185

Juni

Juli

August

September

Oktober

November

Dezember

200

200

193

200

185

200

278

154

338

335

138 154 200 200 207 230

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Tabelle No. 15.

Analysen der durchschnittlichen Beschaffenheit des Versnchsftlters No. 6 in Lawrence.

Teile in 100 000.

Anlage II.

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Zeitdauer des Verbleibens des Abwassers auf der Oberfläche in Minuten

Tägl. Beschickungsmenge für 6 Tage in der Woche in cbm für den ha

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Temperatur in C.

Aussehen

Ammoniak

Stickstoff als

im Abwasser

im Abfluss

Trübung-

Farbe

freies

Albuminoid

Chlor

Nitrate

Nitrite

Sauerstoff- Verbrauch

1892 1898 1904 1906

Bakterien im ccm

1892 i 1898

1904

1906

Januar

Februar

März

April

Mai

Juni

Juli

August

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22.7    21,7 22,3 20,0 23,3 23,3 22,3 23,3

20.5    22,3 20,0 21,7

14.5    18,3 14,5 15,5 8,810,5 9,5 11,1

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Tabelle No. 16.

Analysen des durchschnittlichen Abflusses des Versuchstilters No. 9a in Lawrence.

Teile in 100 000.

Januar

203

1077 608 556

Februar

216

875 536 575

März

April

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1000 600 578 885 462 528

Mai

260

785 522 489

1002

Juni Juli August September 890 Oktober 466 November 880 Dezember 813

897

968

600

577

600

600

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5.80    5,72 2,52 4,65

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1 500

¹

Nach im April 1898 gemachten Messungen betrug die Menge an Grundwasser, das in den Hauptsammler auf einer rd. 920 m langen Strecke zwischen Reinigunglage und letztem Anschluss eines Nebensammlers oberhalb in 24 Stunden eintrat, die ungeheure Menge von rd. 2350 cbm. In dieser Strecke hat sich der Organismus Leptomitus auf der Innenfläche der Röhren bisweilen so stark angesiedelt, dass der Abfluss völlig gehindert war und das Abwasser aus den Mannlöchern herausströmte. Im Jahre 1900 wurde dieser Missstand durch Umlegen des Siels im wesentlichen beseitigt; seitdem ist Leptomitus vollständig verschwunden. Die an anderen Stellen des Sielnetzes vorhandenen Undichtigkeiten wurden natürlich durch die vorgenannte Umänderung nicht beeinflusst.

19

²

Einen Ueberblick über den gegenwärtigen Stand derAnlagen zur Wasserversorgung und Abwasserbeseitigung in Nordamerika gibt ein in der „Wochenschrift des Berliner Architektenvereins“, Jahrgang 1907, No. 29—33, abgedruckter Vortrag des Verfassers, betreffend „Städtisches Ingenieurwesen in Nordamerika“ (auch als Separatabdruck in der Vereinsbibliothek).

³

s. Dunbar, Leitfaden für die Abwasserreinigungsfrage. S. 204 u. f.

⁴

Verfasser hat als technischer Leiter des Elberfelder Kanalisationsunternehmens 6 Jahre hindurch — bis zum Jahre 1908 — Bauausführungen nach dem Trennsystem für jährlich rund zwei Millionen Mark entworfen und ausgeführt. Die praktischeErfahrung bewies immer von neuem, dass nur mit peinlichster sorgfältiger Arbeit und unter Aufwendung sehr erheblicher Kosten es möglich ist, das Grundwasser von den Schmutzwassersielen fernzuhalten. Sind diese Voraussetzungen erfüllt, so kann erwartet werden, dass die verlegten Strassensiele bei der nach Fertigstellung der ganzen Bauten erfolgenden Abnahme durchaus trocken sind. Es sei hierbei erwähnt, dass ein Rohrstrang, in dem die für die späteren Hausanschlüsse nach jeder Seite erforderlichen 0,60 m langen Abzweige nach Verlegung von sechs je ein Meter langen Röhren, also in Abständen von 7,20 m auf jeder Seite sich folgen, auf ein Kilometer Länge bereits durchschnittlich 1112 Dichtungen im Rohrstrang selbst und 278 Dichtungen für die Verschlussteller der Abzweige, zusammen mithin rd. 1400 event. zu Undichtigkeiten führende Stellen besitzt.

Sehr viel schwieriger, wenn nicht unmöglich dagegen ist, bei der späteren Herstellung von Hausanschlüssen das Grundwasser von den Schmutzwasser-

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Verfasser steht hiermit wohl in gewissem Gegensatz zu den jetzigen Anschauungen der Chemiker des staatlichen Gesundheitsrates von Massachusetts, die auf Grund der Beobachtungen an den kleinen Versuchsanlagen in Lawrence, Andover und der Reinigungsanlage von Hopedale das Faulverfahren für nicht geeignet erklären. Bei Beschreibung dieser einzelnen Anlagen hat Verfasser jedoch ausgeführt, dass teils infolge der geringen Abmessungen und teils der unzweckmässigen Konstruktion der Faulbecken unkontrollierbare Strömungen entstehen, die die geringen Veränderungen des Abwassers während des Durchflusses bei einem dauernden über Jahre sich erstreckenden Betriebe erklären, und dass ferner die mangelnde Belüftung des vorgefaulten Abwassers den ungünstigen Einfluss desselben auf die Reinigung in den Filterbetten begründet. Die günstigen Ergebnisse der mit vorgefaultem und dann belüftetem Abwasser betriebenen Filterbetten in Saratoga Springs zeigen andererseits den hohen Wert einer Vorreinigung mittelst des Faulverfahrens.

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Man vergleiche auch die bekannten nach Prof. Piefke für die Berliner Rieselfelder geltenden Normalien: In 100000 Teilen des Filtrates dürfte enthalten sein:

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