The plant is constructed to clean the wastewater of 3.500 EW (citizens values) and have biologic cleaning, nitrification and denitrification units.
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Die Kläranlage (KA) is ausgelegt 3.500 Einwohnerwerte (EW) zu reinigen und hat eine biologische Renigungsstufe, eine Nitrifikations- und Denitrifikationsstufe.
Erlärung aus der deutschsprachigen Wikipedia zu den Abschnitten einer Kläranlage (
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Mechanische Vorreinigung
Rechen
In der Rechenanlage wird das Abwasser durch einen Rechen oder durch ein Sieb geleitet. Im Rechen bleiben grobe Verschmutzungen, wie Artikel der Monatshygiene, Präservative, Steine, aber auch Laub und tote Tiere hängen. Diese Grobstoffe würden sowohl die Pumpen der Kläranlage verstopfen als auch das biologische Reinigungsergebnis verschlechtern. Je schmaler der Durchgang für das Abwasser, desto weniger Grobstoffe enthält das Abwasser nach dem Rechen. Man unterscheidet Feinrechen mit wenigen Millimetern und Grobrechen mit mehreren Zentimetern Spaltweite. Das Rechengut wird zum Entfernen der Fäkalstoffe maschinell gewaschen, mittels Rechengutpresse entwässert (Gewichtsersparnis) und anschließend verbrannt oder kompostiert (Dünger).
Sandfang
Ein Sandfang ist ein Absetzbecken mit der Aufgabe, grobe, absetzbare Verunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, so beispielsweise Sand, kleine Steine oder Glassplitter. Diese Stoffe würden zu betrieblichen Störungen in der Anlage führen (Verschleiß, Verstopfung). Als Bauform ist ein
Langsandfang, ein
belüfteter Langsandfang, in dem zugleich Fette und Öle an der Oberfläche abgeschieden werden, ein
Rundsandfang oder ein
Tiefsandfang möglich.
Die Belüftung des Sandfangs (am Beckenboden angebracht) erzeugt eine Wirbelströmung. Durch die eingeblasene und gelöste Luft verringert sich die Dichte des Abwassers. Aufgrund beider Effekte setzen sich die schweren, vorwiegend mineralischen, Feststoffe (hauptsächlich Sand) am Beckenboden ab. Beim Tiefsandfang strömt das Abwasser von oben in das Becken und erreicht durch dessen Tiefe eine relativ hohe Verweildauer, wodurch sich der schwerere Sand am Beckengrund (Sandtrichter) absetzt. Bei modernen Anlagen wird das Sandfanggut nach der Entnahme aus dem Sandfang gewaschen, also sehr weitgehend von organischen Begleitstoffen befreit, um eine bessere Entwässerung und anschließende Verwertbarkeit (beispielsweise im Straßenbau) zu ermöglichen.
Vorklärbecken
Das Schmutzwasser fließt langsam durch das Vorklärbecken. Ungelöste Stoffe (Fäkalien, Papier etc.) setzen sich ab (absetzbare Stoffe) oder schwimmen an der Oberfläche auf. Etwa 30 Prozent der organischen Stoffe können damit entfernt werden. Es entsteht Primärschlamm, der bei den meisten Kläranlagen in den sogenannten Voreindicker kommt (siehe Schema oben). Zusammen mit dem überschüssigen Schlamm aus der aeroben Belebungsanlage wird er dort eingedickt. Der Schlamm setzt sich ab und das überschüssige Wasser (Trübwasser) wird abgezogen und dem weiteren Reinigungsprozess der Kläranlage zurückgeführt. Der eingedickte Schlamm wird zur weiteren anaeroben Behandlung in den Faulturm gepumpt.
Bei modernen Anlagen mit Stickstoffentfernung entfällt dieser Anlagenteil oft oder ist klein bemessen, da die organischen Stoffe des Abwassers als Reduktionsmittel zur Stickstoffentfernung mittels Denitrifikation [Reduktion von Nitrat (NO3-) zu Stickstoff (N2)] im anoxischen Teil beziehungsweise in der anoxischen Phase der biologischen Stufe benötigt werden.
Ebenso wird dieser Anlagenteil bei Kläranlagen mit simultaner aerober Schlammstabilisierung in der biologischen Stufe nicht verwendet, da sonst weiterhin nicht stabilisierter Primärschlamm anfallen würde.
Biologische Stufe
Die Vorgänge laufen wie bei der Selbstreinigung der Gewässer ab. Im Belüftungsbecken können aerobe Kleinstlebewesen (Bakterien, Hefen) unter ständiger Luftzufuhr die im Abwasser noch enthaltenen biologischen Verunreinigungen abbauen. In diesem Verfahrensteil werden durch Mikroorganismen die organischen Stoffe des Abwassers abgebaut und anorganische Stoffe teilweise oxidiert. Hierzu wird auch Luft hineingepumpt. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Verfahren entwickelt (zum Beispiel das Belebtschlammverfahren, das Tropfkörperverfahren, das Tauchkörperverfahren, das Festbettreaktorverfahren).
Belebungsbecken
Der Großteil der kommunalen Kläranlagen in Mitteleuropa wird nach dem Belebtschlammverfahren betrieben. Damit werden in sogenannten Belebungsbecken durch Belüften des mit Belebtschlamm (Massen von flockig aggregierten Bakterien) versetzten Abwassers die Abwasserinhaltsstoffe des frischen Abwassers biotisch oxidativ abgebaut. Dabei werden von aeroben (Sauerstoff verbrauchenden) Bakterien und anderen Mikroorganismen (z. B. Hefen) Kohlenstoffverbindungen größtenteils zu Kohlenstoffdioxid abgebaut und teilweise zu Biomasse umgesetzt sowie der Stickstoff aus den organischen Verbindungen durch andere Bakterien zunächst als Ammoniak abgespalten und dieses mit Sauerstoff zu Nitraten oxidiert (Nitrifikation). Das Belebtschlammverfahren wird zumeist mit kontinuierlichem Durchlauf betrieben, das heißt, in das Belebungsbecken läuft kontinuierlich Abwasser zu und kontinuierlich läuft im selben Maß Belebtschlamm enthaltendes Wasser ab. Durch die Zugabe von Fällmitteln kann mittels chemischer Reaktionen außerdem der Nährstoff Phosphor entfernt werden, gegebenenfalls durch Simultanfällung. Dies verbessert auch die Absetzeigenschaften des Belebtschlamms im Nachklärbecken.
Es gibt verschiedene technische Ausführungsvarianten des Belebtschlammverfahrens, insbesondere vorgeschaltete, nachgeschaltete und simultane Denitrifikation. Hierbei finden Nitrifikation und Denitrifikation entweder im selben oder in getrennten Becken, hier dann in unterschiedlicher Anordnung zueinander, statt. Eine Sonderform stellt das SBR-Verfahren dar (SBR = Sequence Batch Reactor), das die biologische Reinigung und die – nachfolgend beschriebene – Nachklärung in einem einzigen Becken vereinigt. Hierbei läuft das Abwasser nicht kontinuierlich zu, sondern immer nur in begrenzter Menge, die dann nach dem Belebtschlammverfahren gereinigt wird (Nitrifikation und Denitrifikation), anschließend erfolgt im selben Becken die Absetzphase (also die Nachklärung), und abschließend wird der Belebtschlamm abgefördert. Anschließend wird der nächste Abwasserschub eingeleitet und gereinigt. Beim SBR-Verfahren werden mindestens zwei Becken benötigt, entweder ein zweites Belebungsbecken oder ein Pufferbecken, in dem die während des Reinigungsvorganges zulaufende Abwassermenge gereinigt oder zwischengespeichert wird.
Nachklärbecken
Das Nachklärbecken bildet eine Prozesseinheit mit dem Belebungsbecken. In ihm wird der Belebtschlamm durch Absetzen aus dem Abwasser abgetrennt. Ein Teil des Schlammes wird in das Belebungsbecken zurückgeführt (Rücklaufschlamm), um die Konzentration an Mikroorganismen im Belebungsbecken ausreichend hoch zu erhalten. Anderenfalls wäre die Abbauleistung darin zu niedrig. Der Überschuss (Zuwachs an Biomasse, Überschussschlamm) wird zur Weiterbehandlung zusammen mit dem Schlamm des Vorklärbeckens in den Voreindicker abgeführt.
Der Belebtschlamm muss gute Absetzeigenschaften aufweisen. Ist dies nicht der Fall, beispielsweise durch massenweises Wachstum fadenförmiger Mikroorganismen, was zur Blähschlammbildung führt, treibt der Belebtschlamm aus dem Nachklärbecken in das Gewässer ab, in das das gereinigte Abwasser eingeleitet wird (sogenannter Vorfluter). Damit wird nicht nur das Gewässer beeinträchtigt. Da dann nicht genug Schlamm im System Belebungsbecken/Nachklärbecken gehalten werden kann, sinkt die Reinigungsleistung und das Schlammalter (die mittlere Aufenthaltsdauer der Biomasse im System) nimmt ab. Zuerst sind daher von einem derartigen Versagen die langsam wachsenden Bakterien (beispielsweise die Nitrifikanten, die Ammoniak zu Nitrat oxidieren) betroffen. Besonders Abwässer mit leicht abbaubaren organischen Stoffen (beispielsweise aus der Lebensmittelindustrie) neigen zur Blähschlammbildung. Die Vorschaltung kleiner, nicht oder gering belüfteter Becken vor dem Belebungsbecken (Selektoren) kann die Blähschlammbildung vermeiden.