Der Abwasserverband

Der Vorgang der Abwasserreinigung Schritt für Schritt erklärt

  • Zulauf mit Geröllfang und Hebewerk
  • Mechanische Abwasserreinigung mit Rechen, Sandfang und Vorklärung
  • Biologische und chemische Abwasserreinigung 
  • Schlammbehandlung 
  • Gasaufbereitung und -verwertung

Kurzdarstellung

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Durch ein Zulaufhebewerk wird das ankommende Abwasser auf das Niveau der mechanisch-biologischen Reinigungsstufe angehoben. Das Abwasser durchfließt dann zunächst die mechanische Reinigungsstufe, die aus Feinrechen, belüftetem Sand-und Fettfang sowie Vorklärung besteht. 
Das mechanisch vorgereinigte Abwasser fließt anschließend in die biologische Reinigungsstufe, die aus zwei parallel betriebenen Einheiten aus Belebungsbecken und Nachklärung besteht. Die Belebungsbecken werden als Umlaufbecken betrieben und dienen der Entnahme von organischen Abwasserinhaltsstoffen und Stickstoffverbindungen. 

In den Nachklärbecken wird das Abwasser-Schlamm-Gemisch voneinander getrennt. Das gereinigte Abwasser fließt über einen Kontrollschacht in den Vorfluter. Der in den Nachklärbecken abgesetzte Schlamm wird teilweise als Rücklaufschlamm in die Denitrifikationsbecken zurückgeführt. 
Überschussschlamm wird nach Eindickung in zwei Voreindickern zur Überschussschlammeindickung in eine Zentrifuge geleitet.  Im Faulbehälter fault der eingedickte Schlamm dann bei einer Temperatur von 37°C aus. Der ausgefaulte Schlamm wird dem Faulbehälter entnommen und in den Nacheindicker abgelassen. 

In einer weiteren Zentrifuge wird der Schlamm anschließend entwässert und entsorgt. Entstehendes Faulgas wird in einem Gasbehälter gespeichert. Es wird zum Betrieb von zwei Mikroturbinen für die Beheizung des Faulbehälters und des Betriebsgebäudes sowie zur Eigenstromerzeugung genutzt. 

Geröllfang

Das ankommende Abwasser fließt in einen Geröllfang. Dort werden Grobstoffe, die im Kanalnetz mittransportiert werden, entfernt - um Störungen an den nachfolgenden Anlagenteilen zu vermeiden. Die Grobstoffe setzen sich im tieferliegenden Teil des Schachts ab. Durch Belüftung werden die organischen Stoffe in Schwebe gehalten, um zu bewirken, dass diese im Abwasser verbleiben. Das abgesetzte Geröll wird abgesaugt und entsorgt. 

Hebewerk

Das Hebewerk besteht aus 4 Schnecken (zwei Trockenwetter und zwei Regenwetter- Schnecken). Das Hebewerk hat die Aufgabe, das Abwasser auf das Niveau der nachfolgenden Verfahrensstufen anzuheben. Somit können die weiteren Anlagenteile im hydraulischen Gefälle durchflossen werden. 

Rechen

Es sind zwei baugleiche Rechen vorhanden, einer für den Trockenwetterzufluss (Feinrechen) und einer für erhöhte Zuflussmengen bei Regenwetter (Grobrechen). Zwischen den Gerinnen, die baulich voneinander getrennt sind, befindet sich ein Überlauf, sodass das Abwasser von der Rinne vor Rechen 1 zu Rechen 2 überlaufen kann. 
Der Rechen besteht aus parallel in eine Rechenkammer eingebauten Stäben. Das Abwasser durchfließt den Rechenrost, der entgegen der Strömungsrichtung geneigt ist und an dem die Grobstoffe hängenbleiben. Das sich ablagernde Rechengut wird durch einen Räumarm mit integrierter Primärwäsche vom Rechenrost entfernt und zur Rechengutpresse gefördert. Der Antrieb des Räumarms erfolgt durch ein Hydraulikaggregat mit Hydraulikzylinder. Zur Erkennung der Grundstellung des Räumarms kommt ein induktiver Geber zum Einsatz. 


Rechengutbehandlung

Das über die Brauchwasserdüse abgespülte Rechengut gelangt zur Rechengutwaschpresse. Im offenen Trogbereich wird das Rechengut in Richtung des Austrags /Intensiv-Wirbelwäsche gefördert. Im geschlossenen Rohrbereich hinter der Intensiv­Wirbelwäsche erfolgt die Verdichtung und Auspressung des Rechenguts. 

Das ausgepresste Rechengut wird im Pressrohr bis zum Abwurfpunkt geschoben und in einen Container, der in der Rechenhalle aufgestellt ist, gefördert.

Belüfteter Sandfang mit Fettfang

Nach der Rechenanlage gelangt das Abwasser zum Doppelsandfang. Dort setzen sich aufgrund der verlangsamten Fließgeschwindigkeit Sand, Kies und weitere mineralische Stoffe in einer Bodenrinne ab. Nur eins der beiden Becken dient derzeit als Sand-und Fettfang.

Das zweite Becken wird als Zentratwasserbehandlung genutzt. Durch einen Räumer werden die abgesetzten Stoffe mit einer Pumpe abgesaugt und zum Sandklassierer gefördert. 

Im beruhigten Teil des Sandfanges ist der Fettfang, hier sammelt sich das im Wasser befindliche Fett an, welches dort entnommen wird. 

Vorklärung

Die Vorklärbecken bestehen aus drei baugleichen Becken. Nach der Behandlung im Sandfang wird das Schmutzwasser weiter in die VK geleitet. Durch die stark reduzierte Fließgeschwindigkeit setzten sich Schmutzstoffe (Frischschlamm) am Beckenboden ab und bilden den sogenannten Primärschlamm.
Dieser wird mit Hilfe eines Längsräumers  in die Trichter am Beckenanfang befördert. Von hier aus kommt der Primärschlamm in den Faulturm, wo er zur Bildung von Methamgasen ausgefalt wird. 
Da in der nächsten Stufe, Biologische Reinigung, organische Nährstoffe für die Reinigung des Schmutzwassers benötigt werden, sind von den drei VK-Becken nur einer als Absatzbecken in Betrieb. Die beiden anderen werden als Notfall bzw. Reservebecken betrieben.


Belebung

In der biologischen Reinigungsstufe wandeln Belebtschlamm­bakterien durch Stoffwechselvorgänge Schmutzstoffe (Phosphat-, Stickstoff-, Kohlenstoff-verbindungen) so um, dass sie entweder aus dem Abwasser ausgasen oder als Schlamm entfernt werden können.
Die biologische Reinigung teilt sich in Nitrifikations- und Denitrifikationsbecken auf. In den vorgeschalteten Denitrifikationsbecken erfolgt im Zuge der Denitrifikation die Umwandlung von Nitratstickstoff zu gasförmigem Stickstoff, der anschließend ausgast. Für die Denitrifikation werden leicht abbaubare Kohlenstoffverbindungen benötigt. Diese kommen mit dem Schmutzwasser aus der Vorklärung. 

Da die Denitrifikation in der Regel unter Ausschluss von Sauerstoff erfolgt wird diese mit Rührwerken durchmischt. Die Bakterien sind hier in der Lage den gebundene Sauerstoff aus dem Nitrat zu lösen und ihn für die Umbauprozesse zu nutzen. 
Da für die Umwälzung der drei Denitrifikationsbecken insgesamt neun Rührwerke benötigt werden und diese im Jahr rund 160 tsd. Watt Strom verbrauchen wurde eine Umwälzung mittels Luft realisiert. Hier wird mit Hilfe von Stoßweiser Zufuhr von Luft die Umwälzung erreicht. Da die zugeführte Luft sehr grobblasig ist, löst sich der Sauerstoff nicht im Wasser, sondern bringt dieses nur durch walzenähnliche Bewegungen zur Durchmischung. Die Durchmischung mit Luft wird ca. 2/3 des Jahres genutzt. Die restliche Zeit laufen die Rührwerke (Sommermonate). 

Fällung und Nitrifikation 1

Im Ablauf der Denitrifikation 1 befindet sich eine Fällmitteldosierstelle zur Fällung von Phosphorverbindungen. In den belüfteten Nitrifikationsbecken findet der Kohlenstoffabbau sowie die Umwandlung von Ammoniumstickstoff zu Nitratstickstoff (Nitrifikation) statt. Die Becken werden kaskadenförmig betrieben. In Becken 1 A und Becken 1 B sind jeweils 2 Rührwerke installiert. Diese beiden Becken können entweder zur Nitrifikation oder Denitrifikation genutzt werden (Flexbecken). 

Alle vier Becken können belüftet werden. Die Hach-Lange-Messung (Sauerstoff / Ammonium / Nitrat) steuert die Betriebsweise der Becken und bestimmt somit, in welchen Straßen belüftet wird. Bei Ausfall der Hach-Lange-Steuerung erfolgt die Steuerung über PLS. Die Messung berechnet die nötige Sauerstoffkonzentration im Belebungsbecken, die für die gewünschte Ammoniumkonzentration im Ablauf nötig ist. Der Sauerstoffsollwert wird über die Ammoniummessung im Zulauf Nitrifikation, die Wassertemperatur und die TS-Konzentration berechnet.

Nachklärbecken

Das Abwasser-Schlamm-Gemisch aus den Belebungsbecken fließt zu zwei Nachklärbecken, die jeweils mit einem Räumer ausgerüstet sind. Die Aufteilung auf die beiden Becken wird durch eine Zunge im Gerinne nach dem Rezirkulationspumpwerk geregelt und beträgt etwa 60 % (Nachklärung 1) und 40 % (Nachklärung 2). Über das Mittelbauwerk wird das Gemisch aus Abwasser und Schlamm in die Becken eingeleitet. Die Beckensohle hat ein leichtes 
Gefälle zum Schlammtrichter in der Beckenmitte hin; der Schlamm 
setzt sich am Beckenboden ab und wird durch den umlaufenden Räumer in den Schlammtrichter befördert. Das gereinigte Abwasser aus beiden Nachklärbecken fließt zum Auslaufbauwerk.


Die Räumerlaufbahnen sind jeweils mit einer Fahrbahnheizung ausgestattet, um einen sicheren Winterbetrieb zu gewährleisten. 
Der abgetrennte Schlamm wird durch Rücklaufschlammpumpen zurück zur Belebung gefördert. Die Rücklaufschlammpumpstation 1 ist dem Nachklärbecken 1 und die Rücklaufschlammpumpstation 2 ist dem Nachklärbecken 2 zugeordnet.

Chemische Phosphatfällung

Die Anforderung an die Phosphatfällung haben sich in den letzten Jahren durch die Wasserrahmenrichtlinien verändert. 

So wurde aus einem Lösebunker für Grünsalz zwo 30m³ große Behälter aus PE. Aus einer Dosierstelle in den Ablauf der Vorklärung wurden zwei Dosierstellen (Zweipunktfällung). Eine in den Rückschlamm, wo Eisendreichlorid (Fe³Cl) und eine in die Belebung , wo vorwiegend Aluminiumchlorid (Al₃Cl) zugegeben wird.

Somit lässt sich die Phosphatkonzentration bis auf ca. 0,2mg/l im Ablauf der Kläranlage reduzieren. 

Schlammbehandlung

Faulung
Die Kläranlage verfügt über einen beheizten Faulbehälter mit einem Volumen von 1500m³. Hier wird der Promärschlamm sowie der anfallende Überschussschlamm aus der Belebung ausgfault. Dies geschieht bei ca. 37°C unter Ausschluss von Sauerstoff und Licht. 
Hierbei entsteht über verschiedene Phasen Methangas. Der ausgefaulte Schlamm wird aus dem Faulturm verdrängt und läuft in die Nacheindicker. 


Entwässerung
Der Ausgefaulte Schlamm aus den Nacheindickern wird über eine Zentrifuge entwässert auf ca. 30%. Der somit entstanden Klärschlamm kann dann entsorgt werden. Entsorgungswege - Landwirtschaft oder Verbrennung. 

Gasverwertung

Das bei der Faulung entstandenen Methangas wird im Gasspeicher , Vlomen 200m³, zwischengespeichert.
Mit dem Gas werden zwei Mikroturbinen versorgt, die je nach Gasfall zusammen oder alleine im Betrieb sind. Die Mikroturbinen haben eine elektrische Leistung von 65kW oder 30kW. Die thermische Leistung beträgt 120kW und 65kW. 
Der anfallende Strom, ca. 350.000kW im Jahr, werden direkt auf der Kläranlage verbraucht. Die anfallende thermische Energie wird zum beheizen des Faulturms und des Betriebsgebäudes genutzt. 


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