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Kläranlage Abwasserwirtschaft

 

 

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    Schneckenpumpwerk
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    Rechenanlage
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    Sandfang
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    Zulaufregelung

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    Regenwasserbehandlung
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    Vorklärung

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    Spitzenausgleichsbecken

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    Bio-P-Becken

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    Phosphatfällung

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    Belebungsbecken 1+2

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    Belebungsbecken 3

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    Nachklärung

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    Rücklaufschlammpumpwerk

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    Voreindicker

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    Faulturm

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    Nacheindicker

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    Maschinenhaus 1, Schlammbehandlung BHKW

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    Schlammbehandlung, Maschinenhaus 2

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    Gasbehälter

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    Prozesswasserbehälter

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    Prozessleitsystem

Zur Funktionsweise der Kläranlage finden Sie in den folgenden Reitern zusammengefasst alle wichtigen Informationen und Funktionsweisen auch zum Herunterladen.


Detailinformationen:
Funktionsweise Kläranlage
Schneckenpumpwerk


Hier wird das Rohabwasser 8 m in die Höhe gefördert.
Die Kläranlage befindet sich am tiefsten Punkt des Kanalnetzes. Damit die Anlage im freien Gefälle durchflossen werden kann, muss das Rohabwasser zunächst vom Zulaufschacht 7,60 m in die Höhe gefördert werden. Das Funktionsprinzip der bei uns eingesetzten Förderschnecken geht auf eine Erfindung zurück, die dem griechischen Philosoph und Mathematiker Archimedes zugeschrieben wird (3. JH. V. Chr.). Die eingesetzte Technik zeichnet sich vor allem durch ihre Unempfindlichkeit gegenüber Grobstoffen aus. Dies geht allerdings zu Lasten der Effizienz.


Detailinformationen:
Funktionsweise Schneckenpumpwerk
Rechenanlage


Die Rechenanlage entfernt die grobsperrigen Stoffe aus dem Rohabwasser. Im Rechengebäude befindet Sich eine Feinrechenanlage. Die Anlage Stellt einen wichtigen Schritt in der Abwasserreingung dar, da die grobsperrigen Stoffe aus dem Rohabwasser entfernt, um Störungen in den nachfolgenden Behandlungsstufen und maschinellen Einrichtungen zu vermeiden. Dabei handelt es sich überwiegend um Papier, Laub, Holz, Steine, Kotballen, Textilien und Essensreste.

Die Anlage besteht aus zwei automatisch geräumten Stufenrechen mit einer Spatweite von 6 mm und einer Waschpresse für das Rechengut. Der Name Stufenrechen rührt daher, dass die vom Abwasser durchströmten Lamellen wie bei einer Rolltreppe stufenartig angeordnet sind und das Rechengut nach oben transportieren.



Detailinformationen:
Funktionsweise Rechenanlage
Sandfang


Hier wird der mit dem Rohabwasser angeschwemmte Sand abgetrennt, damit er in den nachfolgenden Behandlungsstufen nicht zu Störungen oder Schwierigkeiten in der Abwasserreinigung führt. Nach der Abtrennung der Grobstoffe im Rechen folgt nun der nächste Behandlungsschritt: Im Sandfang wird der mit dem Rohabwasser angeschwemmte Sand abgetrennt, damit er in den nachfolgenden Behandlungsstufen nicht zu Störungen und Verschleiß in der Abwasserreinigung führt.

Sande gelangen hauptsächlich durch Abschwemmung von Straßen und unbefestigten Oberflächen bei Regenwetter in die Kanalisation und zur Kläranlage. Der Sandfang hat eine Länge von 27 m und ein Gesamtvolumen von rund 350m ³ . Die Aufenthaltszeit beträgt minimal 12 min.



Detailinformationen:
Funktionsweise Sandfang
Zulaufregelung


Der Zufluss zur Anlage wird auf deren Maximalkapazität beschränkt. Die Zusammensetzung der Abwässer wird permanent überwacht. Im Kanalnetz der Stadt Zweibrücken wird zu einem hohen Anteil Regenwasser zusammen mit dem Schmutzwasser abgeleitet. Die Kläranlage kann bei starken Regenfällen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nur eine Teilmenge dieses Mischwassers reinigen.

Zum einen funktioniert der biologische Reinigungsprozess bei stark verdünntem Abwasser nicht so gut, zum anderen müssten alle Rohrleitungen und Pumpen auf sehr große Wassermengen ausgelegt werden.



Detailinformationen:
Funktionsweise Zulaufregelung
Regenwasserbehandlung


Die über die zulässige Gesamtzulaufmenge hinausgehende Wassermenge wird über die Regenklärbecken zurückgehalten bzw. in den Schwarzbach geleitet. Im Kanalnetz der Stadt Zweibrücken wird zu einem hohen Anteil Regenwasser zusammen mit dem Schmutzwasser abgeleitet. Die Kläranlage kann bei starken Regenfällen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nur eine Teilmenge dieses Mischwassers reinigen.

Zum einen funktioniert der biologische Reinigungsprozess bei stark verdünntem Abwasser nicht so gut, zum anderen müssten alle Rohrleitungen und Pumpen auf sehr große Wassermengen ausgelegt werden. Daher wird das über den festgelegten Maximalzufluss hinaus zufließende Wasser in den Regenklärbecken zwischengespeichert. Das Wasser hat dabei zunächst die Rechen durchflossen und ist damit grob vorgereinigt.



Detailinformationen:
Funktionsweise Regenwasserbehandlung
Vorklärung


In den Vorklärbecken setzt sich der organische Schlamm ab. Er wird zur Energieerzeugung in der Schlammbehandlung genutzt. Die Vorklärbecken 1+2 dienen der abschließenden mechanischen Reinigung des Abwassers.In den bisherigen Reinigungsschritten wurden Grobstoffe, Sande und ein Teil der schwimmfähigen Stoffe abgezogen. Im Abwasser sind nunmehr noch organische Schwebstoffe sowie gelöste Stoffe enthalten.

In den Vorklärbecken werden die absetzbaren sowie die schwimmfähigen organischen Stoffe aus dem Abwasser entfernt. Bedingt durch die herabgesetzte Fließgeschwindigkeit des Abwassers setzen sich die Stoffe am Boden ab, wobei die organische Belastung des Abwassers verringert wird.



Detailinformationen:
Funktionsweise Vorklärung
Spitzenausgleichsbecken


Hier werden stark belastete Abwässer zwischengespeichert und z.B. Nachts in die Anlage zurückgegeben. Durch unsere menschlichen Gewohnheiten kommt es im Tagesverlauf zu unterschiedlichen Belastungsspitzen der Kläranlage, beispielweise morgens wenn die Menschen aufstehen und das Bad benutzen. Nachts hingegen sinkt die Belastung der Anlage auf ein Minimum.Üblicherweise müssen Beckengröße und Aggregate auf die rechnerisch größte Belastungsspitzeausgelegt werden.

Hier verwendet man in der Regel die Stickstoffbelastung in Form von Ammonium (NH4) als Auslegungsgröße. Die Kläranlage in Zweibrücken verfügt jedoch über Speicherbecken, um diese Spitzenbelastungen über den Tagesverlauf auszugleichen.



Detailinformationen:
Funktionsweise Spitzenausgleichsbecken
Bio-P-Becken


In diesem Becken entfernen Mikroorganismen Phosphat aus dem Abwasser. Mit dem Bio-P Becken (Biologische Phosphat-Elimination) beginnt der erste Schritt der biologischen Abwasserreinigung. Hier werden Bakterien zum Abbau der gelösten Inhaltsstoffe, hier speziell der Phosphate, dem Abwasser zugesetzt. Phosphorverbindungen wirken in Gewässern als Dünger und sind die Hauptursache für ein übermäßiges Algenwachstum. Quellen waren in der Vergangenheit hauptsächlich kommunale Einleitungen.



Detailinformationen:
Funktionsweise Bio-P-Becken
Phosphatfällung


Chemische Abtrennung von Phosphat aus dem Abwasser. Die Wasserrechtliche Erlaubnis der Kläranlage beinhaltet einen Überwachungswert für PO4-P, der im Auslauf der Anlage eingehalten werden muss. Neben der biologischen Elimination von Phosphaten wird dies über Fällmittel bewerkstelligt.

Gelöste Phosphate können mit Hilfe geeigneter Fällungsmittel in ungelöste Phosphate umgewandelt und als Feststoff aus dem Abwasser entfernt werden. Die abgeschiedenen Phosphate sind dann Bestandteil des Klärschlammes und können als Düngemittel in den Naturkreislauf zurückgeführt werden.



Detailinformationen:
Funktionsweise Phosphatfällung
Belebungsbecken 1+2


In den Belebungsbecken 1 und 2 werden die gelösten Schmutzstoffe durch Bakterien gereinigt. In den Belebungsbecken erfolgt der Abbau der organischen Verschmutzung durch Kleinstlebewesen und Bakterien. Ein Vorgang, wie er auch in der Natur, beispielsweise in Gewässern, vorkommt. Dabei wird ein Teil der Abwasserinhaltsstoffe durch die Mikroorganismen im so genannten Energiestoffwechsel unter Sauerstoffverbrauch und Energiegewinn zu Wasser, Kohlendioxid, Nitrat, u.a. umgewandelt.

Der andere Teil wird im Baustoffwechsel in Biomasse (Mikroorganismen) umgesetzt und später über den Überschussschlamm (überschüssige Bakterien) aus dem System abgezogen. Diese natürlichen Prozesse werden durch gezielte Belüftung des Abwassers intensiviert und beschleunigt.



Detailinformationen:
Funktionsweise Belebungsbecken 1+2
Belebungsbecken 3


Hier werden die Stickstoffverbindungen dem Abwasser entzogen. Die Kläranlage in Zweibrücken ist mit einer Nachgeschalteten Denitrifikation ausgestattet,was eine Besonderheit darstellt und im Kommunalbereich nicht üblich ist. Als Denitrifikation wird die Umwandlung von Nitrat (NO3) oder Nitrit (NO2) in molekularen Stickstoff (N2) bezeichnet. Bestimmte Bakterienarten (sog.Heterotrophe) können bei Sauerstoffmangel auf Nitratatmungumschalten, sodass der im Nitrat vorhandene Sauerstoff zur Atmung genutzt wird.

Diese Atmung dient zum„Verbrennen“ von Nahrung (Substrat) und wird daher Substratatmung genannt.Voraussetzung dafür ist somit die Anwesenheit von Nahrung (C-Quellen). Je nach Auslastung der Anlage findet dieser Vorgang überwiegend in den Belebungsbecken statt.



Detailinformationen:
Funktionsweise Belebungsbecken 3
Nachklärung


Nach Reinigung des Wassers werden die Bakterien abgetrennt und in die Belebung zurückgefördert. Unter permanenter Überwachung durch Online-Messungen wird das saubere Wasser in den Hornbach geleitet. Nach der Behandlung der Abwässer in der biologischen Stufe ist das Wasser zwar vollständig gereinigt, enthält aber noch alle daran beteiligten Bakterien. Dies ist erkennbar an der braunen Färbung des Abwassers am Ende der Nachgeschalteten Denitrifikation.Aufgabe der Nachklärbecken ist es nun, diese Bakterien vom gereinigten Abwasser zutrennen bevor es in den Hornbach entlassen wird.

Uns kommt dabei zu Hilfe, dass die Mikroorganismen im Abwasser nicht einzeln vorliegen, sondern sogenannte Belebtschlammflocken ausbilden. Das sind Zusammenballungen von einer Vielzahl unterschiedlichster Mikroorganismen rund um einen mineralischen Kern. Diese Flocken setzten sich in den Nachklärbecken am Boden ab, dicken ein und werden vom Räumer abgezogen. Der Schlammläuft von dort aus zum Rücklaufschlammpumpwerk und wird erneut dem zulaufenden Rohabwasser aus der Vorklärung beigemischt.



Detailinformationen:
Funktionsweise Nachklärung
Rücklaufschlammpumpwerk


Die in der Nachklärung abgesetzten Bakterien werden in die Belebung zurückgefördert. Der Verteilung der Mikroorganismen innerhalb der Biologischen Behandlungsstufe kommt eine zentrale Bedeutung zu: Die Konzentration der Belebung in den Becken muss zum einen der aktuellen Belastung angepasst sein, zum anderen auch mengenmäßig dem Zulauf / Ablaufder Anlage entsprechen.

Die Rücklaufschlammmenge wird je nach Wetterverhältnissen prozentual der Ablaufmengeder Kläranlage angepasst (Rückführverhältnis), damit die Konzentration in den Belebungsbecken konstant bleibt. Die rückgeführten Ströme müssen zusätzlich möglichst genau auf die Belebungsbecken und die Bio-P aufgeteilt werden.



Detailinformationen:
Funktionsweise Rücklaufschlammpumpwerk
Voreindicker


Hier wird der Schlamm aus den Vorklärbecken gesammelt und zum Faulturm gepumpt. Im Voreindicker werden die Schlämme und Schwimmstoffe aus der Vorklärung gesammel tund – wie der Name schon sagt – eingedickt. Dazu ist der Behälter mit einem Krählwerk (langsam umlaufendes Gatter) und einer Wasserabzugsvorrichtung ausgestattet. Zwischen Vorklärung und Voreindicker befindet sich ein sogenannter Monohmuncher (Zerkleinerer) dessen Aufgabe es ist, den Schlamm zu homogenisieren und Grobstoffe zu zermahlen bzw. abzuscheiden.



Detailinformationen:
Funktionsweise Voreindicker
Faulturm


Bei 35°C zersetzen Bakterien die Schlämme und erzeugen Biogas. Im Faulturm werden die Schlämme aus der Vorklärungund die biologischen Überschussschlämme behandelt. Dies ist deswegen erforderlich, da die Schlämme einen hohen organischen Anteil besitzen und in unbehandelter Form extreme Gerüche entwickeln können. Dies ist bei behandeltem Schlamm nicht mehr der Fall. Man nennt diese Behandlung deshalb auch „stabilisieren“.



Detailinformationen:
Funktionsweise Faulturm
Nacheindicker


Im Nacheindicker wird der ausgefaulte Schlamm gesammelt und eingedickt. Er verfügt über eine Einrichtung, die den Abzug von Trübwasser ermöglicht. Der Nacheindicker kann im Notfall auch als Faulraum betrieben werden. Vom Nacheindicker aus erfolgt die Entnahme des Schlammes zur Kammerfilterpresse.



Detailinformationen:
Funktionsweise Nacheindicker
Maschinenhaus 1, Schlammbehandlung BHKW


Hier befindet sich die Maschinentechnik der Schlammbehandlung und die Kammerfilterpresse. Im Maschinenhaus 1 ist die komplette Infrastruktur zum Betrieb des Faulturms, zur Faulgasnutzung und zur Schlammentwässerung untergebracht. Das sind u.a. die Umwälzpumpen, das Blockheizkraftwerk, der Gasgeräteraum und die Kammerfilterpresse mit ihren Nebenaggregaten.

Der Schlamm aus dem Nacheindicker hat einen Wasseranteil von rund 96% und ist damit flüssig. Um Kosten zu sparen und die Handhabung des Schlammes zu erleichtern, wird er auf der Kammerfilterpresse entwässert.



Detailinformationen:
Funktionsweise Maschinenhaus 1
Schlammbehandlung, Nacheindicker


Der ausgefaulte Schlamm aus dem Faulturm wird hier gesammelt.






Gasbehälter

Das bei der Faulung entstehende Klärgas wird im Gasbehälter gesammelt. Zuvor werden jedoch die Feuchtigkeit sowie eventuell vorhandene Verschmutzungen im Kies- und Keramikfilter abgetrennt. Das produzierte Klärgas ist wegen des geringeren Methananteils nicht so hochwertig wie das aus dem Stadtwerkenetz. Es würde aber zu Versorgung von rund 100 Einfamilienhäusern ausreichen. Bei dem Behälter handelt es sich um einen Niederdruckbehälter mit einem Volumen von 600 m³.

Um die Verbraucher Blockheizkraftwerk und Heizung mit Gas zuversorgen, muss der Druck im Gasleitungssystem über Gasgebläse erhöht werden.

Detailinformationen:
Funktionsweise Gasbehälter
Prozesswasserbehälter


Die hochbelasteten Abwässer aus der Schlammentwässerung werden hier getrennt vorgereinigt.



Detailinformationen:
Funktionsweise Prozesswasserbehälter
Prozessleitsystem


Hier wird die gesamte Anlage überwacht und gesteuert. Steuerung und Regelung der einzelnen Anlagenteile wird auf Maschinenebene von sogenannten SPS-en bewerkstelligt. „SPS“ steht dabei für Speicher Programmierbare Steuerungen. Es handelt sich hier um Industrierechnermodule die über entspechende Ein und Ausgänge verfügen um zum Beispiel Messwerte zu verarbeiten und dazugehörige Schaltbefehle weiterzugeben.
Das spezifische Anwenderprogramm legt fest, wie die Ausgänge in Abhängigkeit von den Eingängen geschaltet werden sollen. Da diese Baugruppen in der Regel nur von Spezialisten mit Programmerkenntnissen bedient werden können und die Programme unsichtbar ablaufen wird ein übergeordnetes Leitsystem benötigt.



Detailinformationen:
Funktionsweise Prozessleitsystem

 

Abteilungsleiter Abwasserbeseitigung

Georg Hober   •   ✆ +49 (0) 6332 / 9212-400  •   ✉ Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

 

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