Die Abwasserreinigung
Eine funktionierende Kläranlage leistet einen wesentlichen Beitrag zum Schutz der Ressource Wasser. Das Ziel der Abwasserreinigung ist es, das durch den Menschen und die Industrie verschmutzte Wasser zu reinigen und es der Natur wieder zurückzugeben.
Im Wesentlichen beinhaltet die Reinigung das Entfernen aller Grob- und Störstoffe (Hygieneartikel, Speisereste usw.), Kohlenstoffverbindungen (Zucker, Fett, Eiweiß usw.) und Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor.
Dem Reinigungsvorgang in der Kläranlage liegt ein natürlicher Prozess zugrunde. Im Prinzip laufen dieselben natürlichen Prozesse ab, wie sie sich auch in der Natur in den Gewässern vollziehen. Der Unterschied liegt darin, dass dieser Vorgang in einer Kläranlage gezielt, optimiert und kontrolliert abläuft.
Der Schmutz wird in dem Gewässer durch Bakterien und Mikroorganismen abgebaut. Diese verbrauchen den Sauerstoff im Gewässer, sodass für die höheren Lebewesen, vor allem Fische, kein Sauerstoff übrig bleibt. Die Fische sterben. Ist der Sauerstoff verbraucht, beginnt das Wasser zu faulen und zu stinken.
Außerdem sind viele Stoffe im Abwasser für Lebewesen giftig.
Befinden sich viele Nährstoffe im Gewässer, so fördern diese das Algenwachstum. Durch das dichte Algenwachstum sterben die darunterliegenden Algen ab, weil sie nicht genug Licht bekommen. Die abgestorbenen Algen werden durch Bakterien zersetzt. Diese benötigen Sauerstoff und entziehen diesen wieder dem Gewässer.
Der Zyklus beginnt von vorne, wie bereits oben erwähnt, und das Wasser beginnt zu faulen.
Dies ist das Optimum der Abwasserreinigung. Das Wasser wird der Natur in einem gereinigten Zustand übergeben und die Lebewesen in diesem Gewässer freuen sich und fühlen sich wohl.
Statistikwerte 2023
Gesamtmischwasseranfall
Tagesdurchschnitt
Belastung BSB5
(Mittelwert)
Belastung BSB5
(Höchstwert)
Belastung BSB5
(Mindestwert)
Mittlere Reinigungs-
leistung BSB5
Mittlere Reinigungs-
leistung CSB
Mittlere
N-Elimination
Statistikwerte für das Jahr 2021
Gesamtmischwasseranfall
Tagesdurchschnitt
Belastung BSB5
(Mittelwert)
Belastung BSB5
(Höchstwert)
Belastung BSB5
(Mindestwert)
Mittlere Reinigungs-
leistung BSB5
Mittlere Reinigungs-
leistung CSB
Mittlere
N-Elimination
Die Anlagenteile der Kläranlage
Die Rechenanlage ist die erste Station, die das Abwasser durchläuft. Hier werden alle Fremd- und Grobstoffe entfernt, die nicht ins Abwasser gehören.
Diese Stoffe würden in der Kläranlage sonst zu Verstopfungen bei Pumpen und Rohrleitungen führen, die wiederum nur mit einem sehr hohen Aufwand beseitigt werden könnten.
Das Abwasser fließt zuerst durch den Grobrechen mit 35 mm Spaltweite und danach durch den Feinrechen mit 4 mm Spaltweite.
Das dabei anfallende Rechengut – über 100 Tonnen pro Jahr – wird gewaschen, gepresst und schließlich in die Müllverbrennungsanlage abtransportiert.
Der Sandfang ist die zweite Station für das Abwasser. Wie aus dem Namen bereits ersichtlich, wird hier der Sand aus dem Abwasser entfernt.
Sand bewirkt durch Reibung einen erhöhten Materialverschleiß bei Rohrleitungen und Pumpen. Abgesehen vom hohen Materialverschleiß lagert sich der Sand in einigen Anlagenteilen ab und kann so den Reinigungsprozess erheblich stören.
Unsere Kläranlage besitzt zwei belüftete Längssandfänge mit seitlich angebrachten Fettabscheidern. In die Sandfangbecken wird Luft eingeblasen.
Die Luft dient dazu, im Becken eine Wasserwalze zu erzeugen. Durch die Rotationskraft setzt sich der schwere Sand am Beckenboden ab und wird mit Hilfe einer Pumpe entfernt. Die Luftmenge wird so geregelt, dass sich kein organischer Schlamm absetzen kann.
Der Sand wird gewaschen und anschließend deponiert. In den Sandfängen integriert sind die Fettabscheider. Hier sammelt sich das im Abwasser befindliche Fett; dieses wird zusammen mit den anfallenden Schlämmen in die Faultürme gepumpt.
Das Hauptpumpwerk beinhaltet zwei Anlagenteile, das Zulaufpumpwerk und das Ablaufpumpwerk.
Das Abwasser ist nach dem Durchfließen des Sandfanges am tiefsten Punkt der Kläranlage angelangt. Daher muss das Abwasser hier in die nächste Station, die Vorklärbecken, gepumpt werden. Je nach Wasseranfall werden eine oder mehrere Pumpen ein bzw. wieder ausgeschaltet.
Das Ablaufpumpwerk hat die Aufgabe, am Schluss des Reinigungsprozesses das gereinigte Wasser aus der Kläranlage in den Vorfluter zu pumpen. Der Vorfluter ist jenes Gewässer, in das eine Kläranlage das gereinigte Wasser einleitet. In unserem Fall ist das die Donau.
Das Abwasser wird nun durch die Vorklärung geleitet.
Die Fließgeschwindigkeit in den Becken ist sehr gering, damit sich die gröberen, organischen Schmutzpartikel absetzen können. Diese sich absetzenden Schmutzpartikel werden als „Primärschlamm“ bezeichnet. Mit Hilfe eines Kettenräumers wird der Schlamm, der sich abgesetzt hat, vom Boden abgezogen und direkt in die Faultürme gepumpt. Durch das Entfernen der gröberen Schmutzpartikel wird bereits ein Drittel der Schmutzbelastung aus dem Abwasser entfernt. Von hier aus geht es in die nächste Station, das Selektorbecken.
Die Vorklärbecken sind die letzte Station der „mechanischen Reinigung“. Danach beginnt die „biologische Reinigung“.
Das Selektorbecken ist als Umlaufbecken ausgeführt. Darin wird das Abwasser aus den Vorklärbecken mit dem sogenannten Rücklaufschlamm vermischt.
Um eine bessere Durchmischung zu erreichen, sind im Becken große Propellerrührwerke montiert. Als Rücklaufschlamm wird jener Anteil der Belebtschlammmasse aus den Belebungsbecken bezeichnet, welcher sich in den Nachklärbecken abgesetzt hat und zurück in die Kläranlage gepumpt wird. Der Rücklaufschlamm hat die Aufgabe, eine aktive Bakterienmasse in den Belebungsbecken aufrechtzuerhalten.
Nur so kann ein kontinuierlicher Reinigungsprozess erfolgen. Da der Selektor derzeit unbelüftet (anaerob) betrieben wird, erfolgt hier bereits eine geringe Stickstoffentfernung (vorgeschaltete Denitrifikation). Der Selektor dient auch als strategische Reserve für zukünftige Erweiterungen (z. B. 2-stufiger Betrieb).
Die Belebungsbecken, auch „Biologie“ genannt, sind sozusagen das Herzstück jeder Kläranlage. Hier erfolgt die eigentliche biologische Reinigung.
Dies ist ein sehr komplexer Prozess, der ständig kontrolliert werden muss und in dem Mikroorganismen und Bakterien die Hauptrolle spielen. Überwacht wird dieser Prozess mittels aufwendiger Messtechnik und Sensoren in den Becken. Werte wie der Sauerstoffgehalt, Ammonium und Nitrat sowie der pH-Wert werden dabei online ermittelt und dienen als Regelparameter für das Prozessleitsystem. Ziel ist es, den im Abwasser vorhandenen Kohlenstoff und Stickstoff zu entfernen. Die Phosphorentfernung erfolgt durch chemische Fällung.
Den eigentlichen Reinigungsprozess in den Becken übernehmen Kleinstlebewesen, die sich von den Schmutzpartikeln ernähren. Damit diese Lebewesen auch genügend Sauerstoff zum Atmen bekommen, wird Luft eingeblasen. Je besser diese Lebewesen arbeiten, desto besser ist auch die Reinigungsleistung der Kläranlage.
Um den aktuellen Zustand der Biologie zu ermitteln, werden Wasserproben genommen, die im Labor analysiert werden. Ein Blick ins Mikroskop ist hier unerlässlich. Das Abwasser verwandelt sich in den Belebungsbecken zu einer Belebtschlammmasse.
Diese Mischung aus Schlammflocken und Wasser wird in die Nachklärbecken geleitet.
Die letzte Station, bevor das Wasser wieder zurück in die Natur gepumpt wird, sind die Nachklärbecken.
Der Belebtschlamm aus den Belebungsbecken hat hier Zeit, sich abzusetzen. Es erfolgt eine Trennung zwischen dem reinen und geklärten Wasser an der Oberfläche und dem an der Beckensohle abgesetzten Schlamm. Dieser abgesetzte Schlamm wird zum größten Teil als Rücklaufschlamm in die Kläranlage zurückgeführt.
Die Vermischung erfolgt im Selektor. Das Oberflächenwasser ist bereits das gereinigte Wasser, dieses wird über das Ablaufpumpwerk in die Donau gepumpt.
der Gasspeicher
Die Faultürme werden für die Schlammfaulung benötigt. Der bei der Abwasserreinigung anfallende Schlamm wird in den Faultürmen ausgefault und das anfallende Gas wird im Gasspeicher zwischengespeichert.
Unter Einhaltung einer konstanten Temperatur von ca. 35 °C bis 37 °C läuft in den Faultürmen ein kontinuierlicher Faulprozess ab („mesophile Faulung“). Für diesen Faulprozess sind spezielle Bakterien verantwortlich.
Während der Faulung bildet sich ein Gasgemisch, bestehend aus
Methangas (ca. 68 %) und Kohlendioxid (ca. 32 %). Dieses Gas wird für den Betrieb der Blockheizkraftwerke und somit für die Stromerzeugung verwendet. Jährlich werden ca. 900.000 m³ Gas gewonnen. Um eine optimale Durchmischung zu erreichen und um Ablagerungen zu vermeiden, wird der Inhalt der Faultürme ständig umgewälzt.
Der ausgefaulte Schlamm wird danach in einem Schlammspeicherbecken zwischengelagert, bevor er der weiteren Behandlung zugeführt wird.
Ein Produkt der Abwasserreinigung ist der Klärschlamm. Er wird von den Vorklärbecken bzw. Nachklärbecken abgezogen und schließlich den Faultürmen zugeführt.
Nach der entsprechenden Ausfaulzeit wird der Schlamm zur weiteren Schlammbehandlung geleitet. Diese beinhaltet die Entwässerung und die solare Trockung des Klärschlammes. Der Schlamm wird dabei zuerst mittels einer Zentrifuge („Dekanter”) von ca. 3 % auf ca. 25 % Trockensubstanz, also von ca. 97 % Wasseranteil auf 75 % Wasseranteil entwässert. In der solaren Schlammtrocknung erfolgt eine weitere Reduzierung des Wassergehalts auf ca. 60–70 % Trockensubstanz.
Die Reduzierung des Wasseranteils im Schlamm bewirkt eine Reduzierung der Entsorgungskosten. Um eine gleichmäßige Trocknung zu erreichen, wird der in den Trocknungshallen aufgebrachte Schlamm mit Hilfe von mechanischen Wendeeinrichtungen umgewälzt.
Die Schlammtrocknung erfolgt während der klimatisch günstigen warmen Jahreszeit mittels Sonnenenergie. In der kühleren Übergangszeit kann zusätzliche Wärme aus einer Hackgutheizung zugeführt werden. In den kalten Wintermonaten wird der anfallende Schlamm im Schlammteich zwischengespeichert, da hier kein wirtschaftlicher Betrieb der Schlammtrocknung und Entwässerung möglich ist. Der getrocknete Klärschlamm wird schlussendlich an einen gewerblichen Verwerter übergeben.
Auch die Sonnenenergie wird zur Erzeugung elektrischer Energie genutzt.
Bereits beim Projekt der neuen Kläranlage („Sanierung und Anpassung an den Stand der Technik 2010 bis 2015“) wurde der Bereich Energieeffizienz berücksichtigt. Schon damals wurde entschieden, die gesamte Beleuchtung mit energiesparenden LEDs auszustatten.
Auch bei den Großverbrauchern, z. B. Belebungsbecken- und Sandfanggebläse, kamen energieeffiziente Modelle zur Ausführung.
Mit unseren Blockheizkraftwerken („BHKW“), welche mit Faulgas betrieben werden, erzeugen wir jährlich ca. 1.900.000 kWh elektrische und ca. 2.600.000 kWh thermische Energie. Das Faulgas selbst entsteht im Zuge der Schlammfaulung. Die erzeugte thermische Energie wird zur Gänze selbst verbraucht und dient zur ganzjährigen Beheizung der Faultürme und im Winter der Nebengebäude. Auch die erzeugte elektrische Energie wird großteils selbst verbraucht. Nur der Überschuss wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist.
Dem Trend der Zeit entsprechend nutzen wir natürlich auch die Sonnenenergie, um elektrische Energie zu erzeugen. Der durch die Photovoltaikanlagen (250 kWp) erzeugte Strom wird zur Gänze selbst verbraucht. Durch den selbsterzeugten Strom erreichen wir eine Eigenenergieabdeckung von ca. 75 %.