Weg des Abwassers

Der Weg des Abwassers durch die Kläranlage

Die Kläranlage Kornwestheim ist in verschiedene Anlagenteile aufgeteilt. Dies sind eine mechanische Reinigungsstufe, eine biologische Reinigungsstufe und eine nachfolgende chemische Reinigung.

Das Abwasser gelangt über den Hauptsammler zur Kläranlage. Die erste Reinigung die das Abwasser erfährt ist die mechanische Reinigung. Diese Reinigungsstufe ist geprägt durch die Anwendung von mechanischen und physikalischen Vorgängen (Siebung, Sedimentation). Als erstes durchfließt das Abwasser die Rechenanlage. Hier werden grobe Schmutzstoffe wie Papier, große Steine, Holzstücke usw. entfernt, gewaschen und entwässert. Das aufgefangene Rechengut wird in Absetzmulden gesammelt und regelmäßig zur Verwertung (Kompostierung) gebracht. Nach der Rechenanlage kommt der Sandfang. Hier werden die restlichen mineralischen Teilchen (Sand, Ziegelsplitter, kleine Steine usw.) entfernt. Die Fließgeschwindigkeit im Sandfang ist so berechnet, dass sich nur Sand absetzt, der leichtere organische Schlamm wird mit dem Abwasserstrom weitergeleitet. In diesem länglichen Becken wird an einer Seite Luft eingeblasen, so dass Abwasser den Sandfang spiralförmig durchfließt. Dadurch wird der Absetzvorgang von Sand verbessert. Die abgesetzten mineralischen Stoffe werden abgesaugt, gewaschen, in Absetzmulden gesammelt und regelmäßig entsorgt.

Das Abwasser gelangt nun zu den Vorklärbecken. In diesen Becken wird die Fließgeschwindigkeit des Abwassers so weit reduziert, dass sich feine, ungelöste organische Stoffe als Primärschlamm am Boden absetzen. Der Schlamm wird zum Ausfaulen in die Faultürme gepumpt.

Das Abwasser ist nun von allen ungelösten Inhaltsstoffen befreit und es erfolgt die Weiterleitung zur biologischen Reinigungsstufe. Hier bauen viele Milliarden Mikroorganismen und Bakterien die gelösten und feinzerteilten organischen Schmutzstoffe ab. Die Belebungsbecken bestehen aus einem unbelüfteten und einem belüfteten Teil. Die unterschiedlichen Bakterien benötigen verschiedene Lebensbedingungen, so dass das Abwasser zuerst die sauerstoffarme Zone und anschließend die sauerstoffreiche Zone durchfließt. In der sauerstoffarmen Zone erfolgt die Denitrifikation. Dies ist der Prozess, wenn Mikroorganismen den im Abwasser enthaltenen Nitratstickstoff in elementaren Stickstoff umwandeln. Nitratstickstoff führt in Gewässern zu Überdüngung und zu verstärktem Algenwachstum (Eutrophierung), elementarer Stickstoff dagegen ist unschädlich - er entweicht gasförmig aus dem Abwasser. In der belüfteten, sauerstoffreichen Zone der Belebungsbecken erfolgt die Nitrifikation. Die Vorgänge in dieser Stufe entsprechen den Selbstreinigungsmechanismen der natürlichen Gewässer, mit dem Unterschied, dass diese hier durch die hohe Organismendichte viel schneller und in viel stärkerem Maße ablaufen. Dabei werden die gelösten Abwasserinhaltsstoffe, hauptsächlich organische Kohlenstoffverbindungen die von den Mikroorganismen als Nährstoffe verwendet werden abgebaut, sowie der für Gewässer schädliche Ammoniumstickstoff umgewandelt. Die Kleinlebewesen vermehren sich und bilden den Belebtschlamm. Vorraussetzung für die Nährstoffverwertung ist eine ausreichende Sauerstoffversorgung. Hierzu wird in dieser sauerstoffreichen Zone sehr viel Luft in die Becken geblasen. Am Ablauf der Belebungsbecken ist das gereinigte Abwasser mit dem Belebtschlamm vermischt. Von hier wird das Abwasser-Schlammgemisch zu den Nachklärbecken geleitet.

Auf dem Weg in die Nachklärbacken wird in der sogenannten chemischen Reinigungsstufe dem Abwasser-Schlammgemisch noch eine chemische Substanz zudosiert, um die im Abwasser enthaltenen und schwer abbaubaren Phosphatverbindungen auszufällen d.h. von der gelösten Form in eine ungelöste Form zu überführen.

In den Nachklärbecken wird der Belebtschlamm von gereinigtem Abwasser getrennt. Die Reinigung erfolgt ähnlich wie in den Vorklärbecken durch eine Reduzierung der Fließgeschwindigkeit. Dadurch erfolgt eine Trennung in leicht und schwere Bestandteile des Abwassers. Der Belebtschlamm sinkt auf die Beckensole ab, und wird von dort wieder in die Belebungsbecken gepumpt (Rücklaufschlamm). Ein Teil des Schlammes wird zusammen mit dem Primärschlamm in den Faultürmen ausgefault. Das Abwasser ist nun gereinigt und wird über den Auslauf der Kläranlage in den Mussenbach und von dort weiter zum Neckar geleitet.

Schlammbehandlung
Der anfallende Schlamm besteht zum größten Teil aus organischem Material. In den beiden Faultürmen wird der Schlamm in verschiedenen Stufen unter Sauerstoffabschluß ausgefault. Dieser Vorgang dauert ca. 25 Tage. Um den dort lebenden Bakterien optimale Lebensbedingungen zu bieten, sind die Faultürme konstant auf 35 °C erwärmt. Bei der Faulung entsteht Klärgas (Methangas). Dieses wird abgesaugt und in einem Blockheizkraftwerk verwertet. Die dabei anfallende Wärme wird zur wiederum zur Erwärmung der Faultürme verwendet. Der erzeugte Strom wird für innerbetriebliche Zwecke verwendet.

In einer Kammerfilterpresse wird der ausgefaulte Schlamm so weit entwässert, dass er mit großen Mulden zur Verwertung d.h. Kompostierung und zeitweise auch zur Aufbringung auf landwirtschaftliche Flächen als Dünger gebracht werden kann.

Die Abwasserbeschaffenheit der verschiedenen Reinigungsstufen wird mehrmals täglich im eigenen Labor der Kläranlage untersucht. Gemessen werden täglich der Verschmutzungsgrad des zufließenden und die Restverschmutzung des abfließenden Abwassers, ausgedrückt im chemischen und biochemischen Sauerstoffbedarf des Abwassers sowie der Phosphatgehalt, der Nitrat- und Ammonium-Stickstoffgehalt.

Wichtige Laborwerte
Der BSB5-Wert ist der wichtigste Abwasserkennwert. Als BSB5-Wert wird der biochemische Sauerstoffbedarf in 5 Tagen bezeichnet. Es ist die Sauerstoffmenge, die in einem Liter Wasser enthaltenen biochemisch oxidierbaren organischen Inhaltsstoffe in 5 Tagen unter der Stoffwechseltätigkeit entsprechender Mikroorganismen verbrauchen (Sauerstoffzehrung durch Bakterien).
Der CSB-Wert gibt Aufschluss über die im Wasser enthaltenen, chemisch oxidierbaren organischen Inhaltsstoffe (Sauerstoffverbrauch durch chemische Oxidation). Als Absetzbare Stoffe wird die Massenkonzentration bzw. Volumenkonzentration der im Wasser ungelösten Stoffe, die sich unter festgelegten Bedingungen in einem Absetzbehälter absetzen, bezeichnet.

Ablaufwerte und Grenzwerte
Durch die intensive Modernisierung der Kläranlage in den letzten Jahren, ist die Reinigungsleistung der Anlage vorbildlich. Nachfolgend dargestellt sind Meßwertreihen von verschiedenen Ablaufwerten der letzen Jahre mit den zugehörigen Grenzwerten für die Kläranlage Kornwestheim.

Nicht jede Kläranlage hat die gleichen Grenzwerte für die gleichen Stoffe. Dies hängt von der Kläranlagengröße und der Abwassermenge ab. Da bei größeren Kläranlagen die Abwassermenge größer und damit die Schadstofffrachten (z.B. kg Stickstoff oder kg Phosphat pro Tag) größer sind als bei kleineren Anlagen, sind für große Kläranlagen die Grenzwerte deutlich strenger.

Vergleich der Kläranlage mit dem Landesdurchschnitt
Jährlich erfolgt ein Leistungsvergleich, um die Leistungsfähigkeit der Kläranlage im Vergleich zum Landesdurchschnitt in Baden-Württemberg zu sehen. Hierbei stellt sich für die Kläranlage Kornwestheim folgendes Bild dar.