Funktionsprinzip einer Kläranlage

am Beispiel der KA "Gräfenbachtal" am Standort Gutenberg


Stationen der Abwasserreinigung

In der Kläranlage Gräfenbachtal, einer mechanisch-biologischen Kläranlage mit gemeinsamer Schlammstabilisierung und gesteuerter Nitrifikation und Denitrifikation, wird das häusliche und gewerbliche Abwasser sowie das Weinbauabwasser aus dem Einzugsgebiet so behandelt, dass es anschließend ohne schädigende Auswirkungen auf die Gewässer in den Gräfenbach eingeleitet werden kann.

Kurzbeschreibung des Reinigungssystems

Im Zulaufpumpwerk wird das von Gutenberg ankommende Abwasser mit 3 Pumpen auf das erforderliche Höhenniveau angehoben, sodass alle Reinigungsstufen im freien Gefälle durchlaufen werden können. Es sind 3 Tauchmotorpumpen installiert.

Nach Durchlaufen einer Messstation in der die ankommende Abwassermenge (Zulauf) gemessen wurde, gelangt das Abwasser in die Feinsiebanlage, die aus zwei Sieben besteht. Hier werden die im Abwasser mitgeführten Grobstoffe entfernt.

Jedes Feinsieb besteht aus einer drehenden Trommel, die mit einem Dreikantdraht belegt wird. Dabei entsteht ein Spalt von 2,5 mm, an dem alle größeren Schmutzstoffe zurückgehalten werden.

Das so abgesiebte Material fällt in eine Schneckenpresse, in der das überschüssige Wasser abgepresst wird. Vorher wird das Siebgut mit Betriebswasser gewaschen, damit anhaftende organische Bestandteile der biologischen Reinigung zugeführt werden können.

Die öffentlichen Kanäle sind zumeist als Mischwassersammler (zum Transport von Schmutzwasser und Niederschlagswasser) ausgeführt. Sie führen in erheblichem Umfang Sand und andere schwere mineralische Beimengungen, die bei Niederschlägen von den Straßen in die Kanalisation eingebracht werden, mit. Diese werden in dem Sandfang entnommen. Das Abwasser wird tangential eingeleitet. Der Sand setzt sich ab und wird mit einer Pumpe zum Sandwäscher gefördert. Gleichzeitig wird der Sandfang belüftet. Dabei werden Schwimmstoffe wie Öle, Fette und Benzin abgeschieden, die mit der Schwimmstoffpumpe zurück auf das Feinsieb gepumpt werden.

Im Sandwäscher werden dem Sand durch intensives Waschen organische Bestandteile entzogen. Der gewaschene Sand kann nun problemlos entsorgt werden.

Nach Entfernung der sperrigen sowie der mineralischen und aufschwimmenden Stoffe (mechanische Reinigung), gelangt das Abwasser über ein Verteilerbauwerk, in welchem es mit dem Rücklaufschlamm vermischt wird, zur biologischen Reinigung in die Belebungsbecken.

Hier werden dem Abwasser Bakterien und Kleinlebewesen als Belebtschlamm zugegeben, die die organische Verschmutzung abbauen. Der dafür benötigte Sauerstoff wird über Belüfter in die Becken eingetragen. Die Druckluft wird von 3 großen Kompressoren erzeugt, die im Maschinengebäude aufgestellt wurden. Um eine gute Durchmischung und Bakterienverteilung zu erhalten, wird zusätzlich der Beckeninhalt durch Rührwerke umgewälzt.

Nach Abschluss der biologischen Reinigung wird das Wasser in das Nachklärbecken geleitet. Hier werden die Mikroorganismen (Belebtschlamm) durch Sedimentation wieder vom Abwasser getrennt. Ein über dem Becken laufender Rundräumer sammelt den Schlamm in einem Trichter. Von dort gelangt er über eine Rohrleitung in das Schlammpumpwerk. Mit 2 Schlammpumpen wird der Rücklaufschlamm zur Anreicherung der Biomasse über das Verteilerbauwerk zurück in die Belebung gefördert.

Das klare, gereinigte Wasser läuft über die Nachklärrinne in die Auslaufbauwerke. Hier werden die Proben genommen zur Kontrolle der Reinigungsleistung. Außerdem wird die Durchsatzmenge exakt festgehalten.

Im Abwasser sind neben den organischen Verschmutzungen auch so genannte Nährstoffe enthalten, die als Düngstoffe schädlich für die Umwelt sind. Die Stickstoffverbindungen werden in der Belebung zusammen mit der Organik abgebaut. Dagegen müssen die Phosphate zusätzlich mit Metallsalzen gefällt und über den Schlamm ausgetragen werden. Die Fällmittel werden in einem Tank gelagert und dem Abwasser im Sandfang zudosiert.

Für den Fall, dass Spitzenbelastungen auftreten, welche durch das Reinigungssystem nicht im direkten Zulauf bewältigt werden können, verfügt die Anlage über einen Behälter (Reststoffbehälter), welcher die Möglichkeit eröffnet, Reststoffe mit einem hohen Verschmutzungsgrad, z.B. Weinbauabwässer, zu speichern und in lastarmen Zeiten dosiert in den Reinigungsprozess einfließen zu lassen.

Mit diesem Reststoffbehälter besteht insbesondere auch im Bedarfsfalle die Möglichkeit, das „Bringsystem“ für Weinbaubetriebe einzuführen.

Durch die ständige Vermehrung der Organismen und damit auch des Belebtschlammes ist es notwendig, den sogenannten Überschussschlamm aus dem Kläranlagenkreislauf abzuziehen. Dieser wird mit Pumpen (Überschussschlammpumpwerk) aus der Nachklärung in die Eindicker gepumpt. Dort wird er durch Schwerkraft vorentwässert, eingedickt und zwischengelagert. Ein Rührwerk sorgt für bessere Absetzbedingungen. Das überstehende Abwasser (Trübwasser) geht zurück in den Kläranlagenzulauf.

Der eingedickte Schlamm kann danach mechanisch entwässert oder direkt in die Landwirtschaft abgegeben werden.

Zur Schlammentwässerung wird der Schlamm mit 2 Exzenterschneckenpumpen einen Hochleistungsdekanter gefördert. Innerhalb dieser Maschine wird bei sehr hoher Drehzahl der mit Chemikalien geflockte Schlamm vom Wasser getrennt. Der entwässerte Schlamm fällt in den unter dem Dekanter stehenden Wagen und wird auf der Schlammlagerfläche zwischendeponiert, bis er zur landwirtschaftlichen Verwertung abgefahren wird.

Der ganze Reinigungsprozess läuft auf der Kläranlage automatisch gesteuert ab. In der Schaltzentrale wird der gesamte Prozess auf einem Blindschaltbild dargestellt und mit einer Computeranlage geregelt und registriert. Die elektrische Energie wird über einen Transformator vor dem Eingang in die Anlage eingespeist. Die Hauptschaltanlage ist im Maschinengebäude in der Nähe der großen Verbraucher aufgebaut.

Das benötigte Trinkwasser wird aus dem Netz der VG-Werke zur Verfügung gestellt. Das Brauchwasser wird aus einem Tiefbrunnen auf dem Kläranlagengelände gefördert.

Im Betriebsgebäude sind neben dem Elektroschaltraum auch die Heizung und eine Werkstatt mit Lagerraum untergebracht. Weiter wurde ein Labor eingerichtet, in dem die notwendigen Abwasseruntersuchungen für die Eigenüberwachung durchgeführt werden können.

Die Sozialräume mit Toiletten, den Schwarz- und Weiß- Umkleideräumen, der Waschraum und ein Aufenthaltsraum runden die Räumlichkeiten des Betriebsgebäudes ab.