DLR Rheinpfalz: Neuer Reinigungsplatz für Spritzgeräte in Neustadt

Vor allem in den vom Weinbau geprägten Sonderkulturregionen Rheinhessen und Vorderpfalz erfüllen viele Oberflächengewässer nicht die Umweltqualitätsnormen (UQN), die zur Erreichung der Ziele der europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EG-WRRL) erforderlich wären. Eine wesentliche Ursache dafür ist die Belastung vieler Gewässer mit Pflanzenschutzmittelwirkstoffen.

Speziell in den Weinbauregionen sind die wichtigsten Eintragspfade für Pflanzenschutzmittel die Kläranlagen via Kanalisation und Hofablauf sowie die Abschwemmung von befestigten Oberflächen, insbesondere von Wirtschaftswegen. Schätzungsweise 60 - 70% der Wirkstoffe gelangen auf diesen Wegen in die Gewässer. Vor allem die durch die Reinigung von Spritzgeräten in den Höfen verursachten PSM-Frachten der Kläranlagen wären vermeidbar wenn die Reinigung gemäß den Vorgaben der guten fachlichen Praxis auf der landwirtschaftlichen Fläche erfolgen würde. Einer der Gründe, warum die gute fachliche Praxis in vielen Fällen nicht befolgt wird, ist sicher der dadurch entstehende zeitliche und technische Aufwand. Vielfach ist ein Vorgehen nach guter fachlicher Praxis auch aufgrund der örtlichen oder technischen Gegebenheiten nicht oder nur eingeschränkt möglich.

Kläranlage Neustadt
Mit dem so genannten „Leuchtturmprojekt Oberflächenwasserkörper“ wird seit 2009 versucht, durch intensive Aufklärung und Beratung landwirtschaftlicher Betriebe eine Reduzierung der Pflanzenschutzmitteleinträge in Gewässer zu erreichen. Gleichzeitig werden zur Erfolgskontrolle in 5 ausgewählten Kläranlagen des Landes die Pflanzenschutzmittelfrachten gemessen. Aufgrund der großen Zahl von rund 350 angeschlossenen Weinbaubetrieben lässt sich am Beispiel der Kläranlage Neustadt gut zeigen, welchen Einfluss die Reinigung von Spritzgeräten auf die sich dadurch ergebenden PSM-Frachten hat.

Während der kurzen Verweildauer des Abwassers von 12 - 24 h werden die meisten Pflanzenschutzmittelwirkstoffe nicht oder nur in geringem Umfang abgebaut und gelangen so nach der Passage der Kläranlage in die Vorfluter und Gewässer.

Abbildung 1 zeigt den zyklischen Verlauf der Frachten wichtiger Weinbaufungizide seit 2009. Die Frachtspitzen decken sich mit den Anwendungszeiträumen der Pflanzenschutzmittel im Weinbau. Insgesamt zeigt sich derzeit noch ein abnehmender Trend, vor allem bei den Frachtspitzen. Es bleibt allerdings abzuwarten, welchen Einfluss das sehr pflanzenschutzintensive Jahr 2016 auf den Trendverlauf haben wird.

Gegenmaßnahmen
Außer durch die Einhaltung der guten fachlichen Praxis könnten vor allem Pflanzenschutzmittel-Punkteinträge auch durch technische Lösungen vermieden werden. Es gibt daher europaweit schon seit einigen Jahren Bestrebungen, spezielle Reinigungsplätze für Spritzgeräte zu installieren. Dabei werden Konzepte bevorzugt, bei denen das pflanzenschutzmittelhaltige Abwasser aufgefangen und einer späteren Entsorgung zugeführt wird. Voraussetzung für das Auffangen des Abwassers ist jedoch ein spezieller, mit entsprechenden Auffangbehältern versehener Waschplatz. Zur Entsorgung des pflanzenschutzmittelhaltigen Abwassers kommen neben verschiedenen, rein technischen Lösungen wie zum Beispiel der Aktivkohlefilterung oder einer Konzentrierung durch Umkehrosmose, vor allem auch biologische Systeme in Frage. Der Vorteil der biologischen Systeme ist, dass im Gegensatz zu den technischen Lösungen kein als Sondermüll zu entsorgender Rest verbleibt.

Biologische Entsorgungseinheiten
Die biologischen Entsorgungseinheiten sind meistens als so genannte Biobett- oder Biofiltersysteme konzipiert, bei denen die im Abwasser enthaltenen Pflanzenschutzmittelwirkstoffe durch die mikrobielle Aktivität von Bodenmikroorganismen in speziellen Substraten je nach Wirkstoffeigenschaften unterschiedlich schnell abgebaut (einige Wochen bis mehrere Monate) werden. Das verbrauchte Substrat kann anschließend auf einer landwirtschaftlichen Fläche ausgebracht werden. Vor allem in Frankreich sind derzeit schon sehr viele Reinigungsplätze mit einem angeschlossenen Biobett des Systems "PhytobacTM", das durch die Fa. Bayer AG initiert wurde, in Betrieb. Das hierbei verwendete Substrat besteht zu 70% aus Erde und zu 30% aus Stroh. Diese Substratmischung hat sich unter anderem wegen der Förderung einer an den Abbau von Pflanzenschutzmittelwirkstoffen angepassten Mikroflora als vorteilhaft erwiesen. Ein Nachteil dieses Substrates ist jedoch, dass dem Biobett jährlich wieder neues Strohhäcksel zugeführt werden muss. Die niederländische Firma Beutech AGRO hat sich mittlerweile in einem Geschäftszweig auf den Bau und die Installation modularer PhytobacTM-Einheiten spezialisiert, die an die verschiedensten Gegebenheiten angepasst werden können. Auch bei den Reinigungsanlagen in Oppenheim und Neustadt kamen Beutech-Module zum Einsatz.

Reinigungsanlage für Spritzgeräte am DLR Rheinpfalz
Im Gegensatz zu dem im Juli fertiggestellten Reinigungsplatz in Oppenheim ist die Anlage in Neustadt für eine Nutzung durch bis zu 20 ortsansässige Betriebe ausgelegt. Da außerdem noch Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Verbesserung des Systems durchgeführt werden sollen, ist die Konzeption der Reinigungsanlage erheblicher aufwändiger als bei einem einzelnen Reinigungsplatz für eine lediglich betriebsinterne Nutzung.

Finanziert wurde das Projekt durch die Bayer AG und die Abteilung Wasserwirtschaft des (früheren) Ministeriums für Umwelt, Landwirtschaft, Ernährung, Weinbau und Forsten (MULEWF). Die Kosten betragen ca. 230.000 Euro. Bei der Betrachtung der Kosten ist unbedingt der für die vorgesehenen Untersuchungen erforderliche Mehraufwand zu berücksichtigen.

Nach der Lösung von Problemen bezüglich des Standortes, der Kosten, des technischen Konzeptes und der baulichen Anforderungen wurde im November 2015 mit dem Bau der Reinigungsanlage die jetzt fertig gestellt ist, begonnen.

An Planung und Bau beteiligt waren (u. a.):

Architekturbüro Kremer, 41564 Kaarst (Bauantrag)
Architekturbüro Frieß & Moster, Herr Michael Frieß, 67434 Neustadt (Ausschreibung, Bauaufsicht Rohbau, Überdachung, Biobett)
Eigenbetrieb Stadtentsorgung Neustadt (ESN)
SGD Süd, Neustadt
Wünschel Bau GmbH, 76774 Leimersheim (Rohbau, Kontrollschächte)
Marwinski Stahlhallenbau, 47661 Issum (Überdachung)
Spiess GmbH, 67489 Kirrweiler (Schlosserarbeiten Biobett, Zisterne und Abwasserbehälter)
Malerbetrieb Hoffmann, 67435 Neustadt (Beschichtung Abwasserbehälter)
Bauscher GmbH & Co KG, 67435 Neustadt (Hochdruckreiniger)
Terra fertilis – Clade, 67435 Neustadt (Sieben und Mischen Substrat, Befüllung Biobett)
Beutech AGRO, 8331 VC Steenwijk, Niederlande (Pumpen und Steuerung Berieselung Biobett, Störmelder)
Fa. Schumann, 67433 Neustadt (Pumpenschlüsse)
Fa. Sedo, 76726 Germersheim (Elektroarbeiten, Überwachungskameras)

Technische Daten:

Grundfläche der überdachten Reinigungsplatte: rund 90 m2 , zwei Reinigungsplätze, über zwei Zu- bzw. Abfahrten ohne Rangiermanöver zu erreichen
Breite und Höhe der Anlage erlauben auch die Reinigung von zum Beispiel Überzeilengestängen und Recycling-Geräten
Die Kapazität der Regenwasserzisterne beträgt rund 40 m3, die des Abwassersammeltanks 42 m3
Die Fläche der vier Biobett-Kompartimente beträgt 51 m2. Befüllt wurde mit rund 36 m3 Substrat. Die Verdunstungskapazität des gesamten Biobetts muss so hoch sein, dass das im Laufe der Saison anfallende Abwasser vollständig verdunstet werden kann. Sie beschränkt die Kapazität der Reinigungsanlage, die nach derzeitigem Stand für eine Nutzung durch bis zu 20 Betriebe vorgesehen ist.

Mit der jetzt fertig gestellten Reinigungsanlage sollen mehrere Ziele erreicht werden:

Die Nutzung des Reinigungsplatzes durch möglichst viele Winzer könnte in kleinerem Umfang bereits zu einer Entlastung der Kläranlage Neustadt und der angeschlossenen Gewässer beitragen.
Durch den Pilotprojektcharakter konnten und können vor allem die bei Planung, Bau und Betrieb auftretenden Probleme beispielhaft gelöst und durch die dabei gewonnenen Erfahrungen der Bau ähnlicher Reinigungsplätze künftig erleichtert und vorangetrieben werden.
Mittelbar würde durch den Bau weiterer Anlagen sowohl im Stadtgebiet als auch außerhalb eine noch weitergehende Reduzierung von Pflanzenschutzmitteleinträgen in Kläranlagen und Gewässer erreicht.
Es werden Erfahrungen bezüglich der erforderlichen Kapazitäten, des Betriebs und der Wirkungsweise des Biobett-Verfahrens unter den praktischen Bedingungen des regionalen Weinbaus gewonnen.
Die begleitenden Untersuchungen dienen auch dazu, den Betrieb von Biobett- bzw. auch Biofiltersystemen weitgehend zu standardisieren und sicher handhabbar zu machen.
Im Einzelnen werden unter anderem Versuche mit anderen Zuschlagsstoffen (z. B. Korkgranulat), mit verschiedenen Bepflanzungen (maximierte Verdunstung, Herbizidverträglichkeit), zur Effektivität des Wirkstoffabbaus sowie zur Restbeladung mit Wirkstoffen in „verbrauchten“ Substraten durchgeführt.

Zur Erreichung der vorgenannten Ziele waren im Vergleich zu einfacher konzipierten Reinigungsplätzen folgende zusätzliche bauliche und technische Maßnahmen erforderlich:

Die platzsparende Konzeption machte das Verlegen der Auffangbehälter unter die Reinigungsplatte erforderlich. Da die Reinigung der Spritzgeräte mit Regenwasser erfolgen sollte, befindet sich neben dem Auffangbehälter für das PSM-haltige Abwasser auch eine Regenwasserzisterne unterhalb der Reinigungsplatte. Beide haben eine Kapazität von rund 40.000 Litern.
Um sicher zu stellen, dass der unterirdische Abwassertank absolut dicht ist, wurden die Auffangbehälter in Form einer „weißen Wanne“ gebaut. Um eine Kontrolle der Dichtigkeit zu ermöglichen steht das gesamte Bauwerk in einer vorkonfektionierten Folie, die über zwei eingebaute Revisionsschächte Sichtkontrollen sowie Probenahmen ermöglichen. Um den Beton vor der bei der Oxidation von Netzschwefel entstehenden schwefligen Säure zu schützen, wurde der Abwasserbehälter mit eine speziellen Epoxid-haltigen Farbe beschichtet. Dies bietet außerdem einen zusätzlichen Schutz vor Undichtigkeiten.
Damit das aufgefangene Regenwasser nicht durch Pflanzenschutzmittelreste auf der Reinigungsfläche verunreinigt werden kann und damit eventuell aus der Zisterne überlaufendes Regenwasser nicht mehr in die auf dem Betriebsgelände befindliche Sickermulde eingeleitet werden kann, musste die Reinigungsfläche überdacht werden.
Um vergleichende Untersuchungen zu ermöglichen, wurde das als Entsorgungseinheit angeschlossene Biobett in vier getrennte Kompartimente unterteilt. Die Bewässerung jedes Kompartimentes wird jeweils über einen Feuchtesensor und einer eigenen Pumpe separat gesteuert. Mit Hilfe von speziellen Durchflusszählern wird das auf die Kompartimente aufgebrachte Abwasser gemessen und ermöglicht so Vergleiche zum Beispiel von verschiedenen Substraten, Bepflanzungen, Belüftungen etc..
Damit die Substrate mit Hilfe von Rad- oder Frontladern eingebracht bzw. herausgehoben werden können, ist die gesamte Biobett-Einheit inklusive Überdachung mit relativ geringem Aufwand abbaubar.
Auf der Reinigungsfläche können zwei Spritzgeräte gleichzeitig gereinigt werden. Das dafür erforderliche Equipment (Hochdruckreiniger, Spritzlanzen, Pumpen) ist daher jeweils in zweifacher Ausführung vorhanden.
Da eine Nutzung der Reinigungsanlage nur durch autorisierte Betriebe erfolgen soll, kann die Anlage nur mit Hilfe eines Schlüsselschalters (jeweils einer pro Reinigungsplatz) in Betrieb genommen werden.
Die Anlage ist von einem angrenzenden Wirtschaftsweg frei zugänglich. Daher ist auch eine Kameraüberwachung erforderlich.

Autor: Dr. Bernd Altmayer, DLR Rheinpfalz, Institut für Phytomedizin

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