Kanalisation, Pumpwerke und Regenüberlaufbecken
Einbringung eines Inliners in einen zu sanierenden Kanal
UV Lampen mit Rollen zur Aushärtung des Inliners
Abwasserpumpwerk mit trocken aufgestellten Pumpen, Durchfluss- und Druckmessung
Siebung am Überlauf des RÜB Kornburg
Kran am Sprinter mit Innenausstattung zur Kanalbewirtschaftung
Zulaufhebewerk
Das aus den Kanälen ankommende Abwasser wird durch Schnecken auf das Niveau des Rechens gepumpt. Es gibt insgesamt 3 Schnecken.
Schneckenhebewerk
Die kleine Schnecke 1 in der Mitte kann 75 l/s (270 m³ /Std.) fördern, die Schnecke 2 rechts, kann 225 l/s (810m³/Std.) fördern und die große Schnecke 3,688 l/s, wird aber nur in Notfällen wenn die Schnecken 1 und 2 defekt wären eingesetzt. Zu diesen Mengen aus Wendelstein und Schwanstetten kommen noch ohne Hebewerk aus Kornburg bis zu 100 l/s dazu.
Bei trockenem Wetter laufen bis zu 150 l/s oder 8500 m³ Abwasser am Tag durch die Kläranlage. Wenn es längere Zeit regnet, erhöht sich die Menge auf bis zu 300 l/s oder 26000 m³ Abwasser am Tag.
Nachdem das Abwasser von den Schnecken gehoben wurde, gelangt es ins Rechengebäude.
Rechengebäude
Im Rechengebäude befinden sich verschiedene Anlagenteile.
* Der Hauptrechen, Harckenumlaufrechen mit 4 mm Stababstand
* Der Notumlaufrechen mit 5 mm Flachsieb und integrierter Rechengutpresse
* Die Rechengutpresse mit Rechengutauswaschung
Harkenumlaufrechen mit Rechengutpresse
Rechenanlage von hinten: Presse links, Harkenumlaufrechen mitte, Notumlaufrechen rechts
Im ankommenden Abwasser befinden sich eine Menge Stoffe, wie z.B. Essensreste, Toilettenpapier, Hygieneartikel usw., die entfernt werden müssen. Diese Aufgabe übernimmt der Rechen. Der Rechen besteht im wesentlichen aus einem Rechenrost durch die das Abwasser fließt. An den Stäben bleiben alle Stoffe hängen, die größer als 4 mm sind.
Ein Harckenumlaufrechen, transportiert diese Stoffe aus dem Abwasser heraus. Sie werden in eine Rechengutwaschpresse abgeworfen, ausgewaschen und in einen Container abgeworfen. Der volle Container wird von einem Umweltdienst regelmäßig gewechselt, der Inhalt kommt in die Kompostierung.
Sand- /Fettfang
Nachdem das Abwasser den Rechen passiert hat, fließt es in den kombinierten Sand-/Fettfang.
Sandfang mit Fettfang (links), mit Absturzsicherung und Sandschwemmrinne
Der Sand- Fettfang besteht aus einem Sandfang (zu erkennen an der unruhigen Wasseroberfläche rechts) und einem Fettfang (die ruhige Wasseroberflächen links).
Da Sand schwerer als Wasser ist, setzt er sich auf dem Boden des Beckens ab. Dadurch das Luft in dieses Becken eingeleitet wird, entsteht eine walzenförmige Strömung. Diese Strömung begünstigt das Absetzen des Sandes. Eine Räumerbrücke fährt einmal am Tag über das Becken und pumpt mit einer Pumpe die unten im Wasser hängt ein Sand- Wassergemisch in den oben stehenden Container. Dieser ist mit einer Filtermatte ausgekleidet und hält den Sand im Container zurück und das Wasser fließt in den Sandfang zurück.
Links ist der Fettfang angebracht. Die Mauer, die den Sand- und Fettfang von einander trennt, reicht bis gerade unter die Wasseroberfläche. Durch die walzenförmige Strömung im Sandfang drückt sich das Wasser unter der Mauer hindurch in den Fettfang. Da hier eine sehr ruhige Zone ist kann sich Fett, was z.B. durch Spülen ins Wasser gelang, auf der Oberfläche auf schwimmen.Dieses Fett wird abgezogen und mit dem Vorklärschlamm der Faulung zugegeben.
Sandwäsche
Vorklärung
Vorklärbecken mit Elektroschieber und Langwellendrehkolbenpumpe
Das Abwasser aus dem Sandfang fließt nun dem Vorklärbecken zu, hier wird die Fließgeschwindigkeit so stark verringert damit sich alle nicht gelösten Inhaltsstoffe absetzen können. Diese werden mittels eines Räumers in einen Trichter geräumt und von dort abgezogen, auch aufschwimmende Stoffe können hier noch abgezogen werden. Vom Schlammabzugsschacht wird der Schlamm automatisch abgezogen und mit einer Drehkolbenpumpe direkt in die Umwälzleitung des Faulbehälters gepumpt.
Vorklärbecken mit Absturzsicherung und Zustieg zum Räumer
Das Abwasser das aus der Vorklärung fließt enthält nur noch gelöste Verschmutzungen, die aber noch ca. 2/3 der Gesamtverschmutzung ausmachen. Bis zum Ablauf der Vorklärung waren alle Reinigungsschritte "mechanisch", d.h. es wurden Reinigungsschritte durch Sieben, Absezten oder Aufschwimmen durchlaufen.
Biologie
Die Biologie ist das Herzstück einer jeden Kläranlage. Hier findet die eigentliche Reinigung des Abwassers statt. Die Reinigung wird von Mikroorganismen, die im Abwasser gelöste Schmutzstoffe fressen. In 1 Liter Belebtschlamm sind bis zu 1 Milliarde Bakterien.
Die biologische Reinigung erfolgt auf der Kläranlage des ZVA im Unteren Schwarzachtal in 2 Nitrifikationsstraßen mit vorgeschalteter Denitrifikation.
Wie schon Eingangs erwähnt, ernähren sich die Bakterien von den Schmutzstoffen im Abwasser. Diese bestehen hauptsächlich aus Kohlenstoff. Kohlenstoff ist also die Nahrung der Bakterien. Durch verschiedene Verfahrensschritte wird aber gleichzeitig noch eine Stickstoff- und Phosphatentfernung durchgeführt.
Warum muss Stickstoff, Phosphat und Kohlenstoff überhaupt aus dem Abwasser entfernt werden?
Dazu muss man wissen, das diese drei Nährstoffe dafür verantwortlich sind, dass Leben überhaupt wachsen kann. Ganz egal ob Mensch, Tier oder Pflanze, jeder benötigt diese Nährstoffe um zu existieren. Einige Lebewesen (oder Pflanzen) brauchen davon mehr, andere weniger.
Auf einer Kläranlage kommen diese Nährstoffe in konzentrierter Form an. Würde man die Abwässer ungeklärt in einen Fluß geben, so würden diese Nährstoffe als Dünger wirken. Algen, die sehr schnell wachsen, würden in kurzer Zeit einen Fluß zuwuchern. Diese Algen verbrauchen Sauerstoff, die sie aus dem Wasser entnehmen. Kleinstlebewesen oder Fische würden an Sauerstoffmangel sterben. Abgestorbene Algenteile fingen an zu faulen und belasten die Gewässer noch zusätzlich.
Letztendlich ist das Gewässer tot. Es ist "umgekippt".
Nitrifikation
Einbau von Leitblechen zur Verbesserung der Aufenthaltszeiten
Stickstoffentfernung
Stickstoff gelangt ins Abwasser hauptsächlich durch den menschlichen Urin in Form von Harnstoff.
Harnstoff: CH4N2O
Dieser "Harnstoff "zerfällt" allerdings schon im Kanal zu Ammonium (NH4) und anderen Stoffe. Der Stickstoff der auf einer Kläranlage ankommt, liegt also überwiegend als Ammonium (NH4) vor. Ammonium (NH4) besteht aus einem Teil Stickstoff und 4 Teilen Wasserstoff.
Nun gelangt das Abwasser ins so genannte Nitrifikationsbecken (Belebungsbecken). In dieses Becken wird ständig Luftsauerstoff durch 2 Gebläse eingetragen. Messsonden überwachen und regeln ständig den Sauerstoffgehalt von ca. 1,5 mg/l in den Becken.
Mit Hilfe des Sauerstoffs wandeln spezielle Bakterien die so genannten Nitrifikanten das Ammonium (NH4) zu Nitrat (NO3) um. Nitrat besteht aus einem Teil Stickstoff und 3 Teilen Sauerstoff.
Dieser Nitratreiche Belebtschlamm wird nun ins vorgeschaltete Denitrifikationsbecken zurückgepumpt. Im Denitrifikationsbecken wird keine Luft eingeblasen, sondern nur gerührt. Es befindet sich also kein gelöster Sauerstoff im Wasser. Die Bakterien brauchen zum Abbau des Kohlenstoffs der im Abwasser aus der Vorklärung in die Denitrifikation kommt, Sauerstoff. Da ihnen aber kein gelöster Sauerstoff zum atmen zur Verfügung steht, gehen sie an den Sauerstoff der sich im Nitrat (NO3) befindet und veratmen diesen wie ein Taucher aus der Pressluftflasche atmet. Wenn die Bakterien also den Sauerstoff vom Nitrat veratmet haben, bleibt nur noch Stickstoff (N) übrig. Stickstoff ist gasförmig und entweicht aus dem Wasser in die Luft.
Phosphatentfernung
Dosierstation mit 3 Schlauchpumpen
Touchdisplay zur Bedienung Vor Ort
Auf der Kläranlage des AZuS wird die chemische Phosphatentfernung durchgeführt..
Der Phosphat ist im Abwasser gelöst, man kann ihn also nicht sehen. Gibt man dem Wasser Aluminium oder Eisen hinzu, so entsteht eine unlösliche Phosphatverbindung, der Chemiker spricht von Fällungsreaktion. Diese ausgefällte Phosphatverbindung wird zusammen mit dem Überschußschlamm abgepumpt und gelangt über die Übeschussschlammeindickung in die Faulung.
Faulung
Die Faulung hat 3 entscheidene Vorteile:
* Volumenreduktion
* Stabilisierung des Schlamms
* Erzeugung von Methangas
Durch die Faulung reduziert sich das Volumen des Schlammes. Dadurch fallen weniger Entsorgungskosten an.
Bei der Faulung werden die im Schlamm enthaltenen organischen Stoffe soweit reduziert das der ausgefaulte Schlamm stabilisiert ist und nicht mehr stinkt. Im Gegenteil, er hat einen erdigen Geruch.
Ein "Abfallprodukt" der Faulung ist Methangas. Dieses brennbare Gas wird in Blockheizkraftwerken verbrannt. Ein Blockheizkraftwerk ist ein LKW Motor, der auf Gasbetrieb umgestellt wurde. Dieser Motor treibt einen Generator an, der auf unserer Kläranlage ca. 2/3 der benötigten elektrischen Energie erzeugt. Das erwärmte Kühlwasser wird benutzt, um das Betriebsgebäude und den Faulturm zu beheizen.
Der Faulturm auf der Kläranlage hat ein Volumen von 1800 m³. Es wird täglich eine Menge von ca. 50 m³ Klärschlamm in den Faulbehälter gepumpt. Der Schlamm hat eine Aufenthaltszeit im Faulturm von ca. 30 Tagen, damit er genügend ausfaulen kann. Damit die Faulung besser funktioniert wurde ein Rührwerk eingebaut, damit wird der Faulbehälter voll durchmischt.
Rührwerkseinbau
Im Faulturm herrscht eine konstante Temperatur von 37 Grad Celsius, damit die Faulung im mesophilen Bereich stattfinden kann.
In den Faulbehälter läuft die Faulung in 4 Stufen ab.
1. Schritt: Lange Moleküle bestehend aus Fetten, Eiweißen und Kohlehydraten werden durch Bakterien in kurze Bruchstücke aufgespalten.
2. Schritt: Diese Bruchstücke werden von anderen Bakterienarten in Kohlendioxid, organische Säuren, Essigsäuren und Alkohole umgewandelt.
3. Schritt: organische Säuren und Alkohole werden zu Essigsäure
4. Schritt: Methanbildende Bakterien wandeln die entstandene Essigsäure zu Methangas um.
Blick auf den Faulbehälter
Der ausgefaulte Schlamm gelangt anschließend in den Schlammstapelbehälter,
Schlammvorlage zur Schlammentwässerung innen und Zentratwasserbehälter außen
dieser dient als Sammelbecken, bevor der Schlamm mit einer Schlammentwässerung von ca. 3% TR auf etwa 25 % TR entwässert wird.
Schlammlagerhalle mit Verteilerschnecken und entwässertem Klärschlamm
Schlammentwässerung Zentrifuge mit Polimeraufbereitung
Diese Entwässerung bedeutet eine Volumenreduktion auf 1/10 der Nassschlammmenge, was bei uns mit einem Rohschlammanfall von ca. 16000 m³/Jahr, entwässert 1600m³ entspricht. Dieser entwässerte Schlamm wird anschließend getrocknet und einer Verbrennung zugeführt.
Ansicht auf Gasbehälter, Betriebsgebäude und Faulturm
Überschussschlammeindickung
Der Überschussschlamm der aus dem Rücklaufschlamm der Nachklärung stammt, wird mit einer Drehkolbenpumpe zu einer maschinellen Überschussschlammeindickung gepumpt. Diese besteht aus einem Seitisch und einer Polimeraufbereitungs- und dosieranlage. Der Schlamm kommt mit ca. 8 bis 10 g/L in die Maschine, durch die Zugabe von Polimer, Flockungshilfsmittel, bleibt der Schlamm auf dem umlaufenden Gewebeband liegen und das Wasser sickert durch und läuft zum Zulauf der Kläranlage zurück. Der eingedickte Schlamm hat am Ende des Prozesses ca. 60 g/L = 6 % TR. Dieser wird mit einer Drehkolbenpumpe direkt in die Umwälzleitung des Faulturmes gepumpt.
Blick in den Raum der Überschussschlammeindickung
Nachklärung
Das Abwasser, daß die biologische Reinigungsstufe verlässt, gelangt in die beiden Nachklärbecken.
Blick über das Nachklärbecken 1 in Richtung Nachklärbecken 2, beide mit Absturzsicherung
Nachklärbecken 2 mit Brauchwasseraufbereitung links und Ablaufmeßcontainer rechts
Hier erfolgt die Trennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm.
Das Belebtschlamm- Wassergemisch wird ins Becken geleitet. Da der Belebtschlamm schwerer als Wasser ist, setzt er sich auf dem Boden des Beckens ab. Das klare Wasser läuft über eine Überlaufschwelle in das Ablaufgerinne, von wo es weiter über die Ablaufmessung in die Schwarzach geleitet wird. Am Ablauf zur Schwarzach wird die Menge in Liter pro Sekunde gemessen, ferner der pH – Wert, die Trübung und mit einem Probenehmer werden proportional zur Ablaufmenge Proben gezogen. Diese werden zu 2 Stunden und 24 Stunden Mischproben gemischt und im eigenen Labor untersucht, zur Beweissicherung werden täglich Rückstellproben des Ablaufwassers für 8 Tage aufbewahrt.
gereinigtes Abwasser in der Auslaufrinne
Eine Räumerbrücke schiebt den abgesetzten Belebtschlamm zur Mitte des Beckens wo er über Pumpen zurück ins Denitrifikationsbecken gepumpt wird, man nennt ihn Rücklaufschlamm, um das Abwasser aus der Vorklärung mit neuer Bakterienmasse zu versorgen. Ein Teil des Rücklaufschlammes, der so genannte Überschussschlamm, wird zur Überschussschlammeindickung gepumpt und von dort zum Faulbehälter wo er weiterbehandelt, und somit aus dem System entfernt wird.
Das Überstandswasser ist das gereinigte Abwasser und fließt vom Nachklärbecken durch die Auslaufmessung, über einen Kanal zur Schwarzach, das "Gewässer".
Brauchwasseraufbereitung
Im Anschluß an die Abwasserreinigung haben wir eine Brauchwasseraufbereitung errichtet. Aus dem Ablaufschacht wird das gereinigte Abwasser mit einer Pumpe zur Brauchwasseraufbereitung gepumpt, hier durchläuft es zuerst eine Feinstfilteranlage mit 50 my die sich automatisch durch Rückspülung nach Differenzdruck reinigt. Danach gelangt es in einen Vorlagebehälter in den zur Desinfektion Chlorbleichlauge dosiert werden kann, das wird nur monatlich 1 mal für einen Tag gemacht und wenn Brauchwasser mit Dampfstrahler oder Hochdruckreiniger verwendet werden muss. Vom Vorlagebehälter entnehmen die 3 Frequenz geregelten Hochdruckpumpen das Brauchwasser und verteilen es in unser Brauchwassernetz. Es gibt keine Probleme mit dem gereinigten Abwasser, wir stellen damit unsere Polimerlösungen für die Schlammentwässerung und die Überschussschlammeindickung her.
Filteranlage mit 2 parallel betriebenen Filtern
Brauchwasservorlagebehälter und Druckerhöhungsanlage, links ein Behälter und Pumpe zur Desinfektion
Prozessleitsystem zur Steuerung und Regelung der Kläranlage
Um die Kläranlage steuern zu können wird eine Visualisierungssoftware von Flow Chief eingesetzt. Mit deren Bedienoberfläche werden alle Anlagenteile dargestellt, es sind Werte angezeigt die gespeichert und dokumentiert werden. Störungen und Grenzwertüberschreitungen werden automatisch an ein Mobiltelefon per SMS gemeldet und können so zuverlässig zeitnah behoben werden.
Übersicht der Kläranlage mit Flow Chief Prozessleitsystem
Außenstationen Übersicht mit Flow Chief Prozessleitsystem
