Kläranlage Renquinshausen

Funktionsweise einer Kläranlage - am Beispiel Renquishausen - von Erik Schilling und Richard Ritter

Hinweise: Durch Klicken auf einen Bereich der oberen Grafik gelangen Sie direkt zu einem Foto und den dazu gehörenden Informationen. Alle Fotos können auch durch Anklicken bildschirmfüllend vergrößert werden. Durch erneutes Klicken schließt sich das Fenster wieder. Die Kläranlage Renquishausen befindet sich auf der Schwäbischen Alb und ist ein relativ kleines System zur Reinigung von Abwässern einer ländlichen Ortschaft. Trotzdem können an der Anlage wesentliche Merkmale einer Kläranlage verdeutlicht werden.

Station 1: Rechen

Das Wasser kommt aus der Kanalisation durch den Hauptkanal in die Kläranlage. Die erste Station der Kläranlage ist der Rechen. Es werden die groben Bestandteile herausgefischt. Der Rechen hält Bestandteile wie Papier, Holz oder Hygieneartikel zurück.

Station 2: Regenüberlauf

Im Regenüberlauf-Becken fällt nur Wasser an, wenn es zu heftigen Regenfällen kommt. Über eine Pumpe, die man steuern kann, wird das Wasser bei Bedarf in ein Sammelbecken neben dem Nachklärbiotop geleitet.
Station 3: Betriebsgebäude

Im Betriebsgebäude befindet sich der Klärwärter, der die Anlage mit Hilfe eines Computers überwacht. Ein integriertes Labor ermöglicht die Untersuchung von Wasser- und Schlammproben.
Station 4: Schnecke, Sand- und Fettfang


Schnecke im Schmutzwasser	Ende der Schnecke mit Mülleimer

Der Trockenlaufschnecke beseitigt die kleineren Bestandteile wie Toilettenpapier oder Binden. Sie füllt einen Mülleimer im Betriebsgebäude, der zweimal am Tag geleert wird. Parallel neben der Schnecke verläuft der Sandfang. Hier werden Fette und Sand abgeschieden und dem Wasserstrom entnommen. Das Fett wird im Faulbehälter weiterverarbeitet, der Sand wird wie das Rechengut zur Kompostierung gegeben. Die Stufen der mechanischen Reinigung werden von einem Computer im Betriebsgebäude gesteuert.
Station 5: Belebungsbecken


Belebungsbecken	Belüftungswalze

In den Belebungsbecken bauen Mikroorganismen, z.B. Bakterien, die im Abwasser gelösten Schmutzstoffe ab. Die Mehrzahl der Bakterien benötigen hierzu Sauerstoff, der über eine Druckbelüftung in das Becken eingeblasen wird. Dazu sind zwei Belüftungswalzen über dem Becken installiert.


Belebungsbecken-Zufluss	Pilze und Belebtschlamm

Gleichzeitig werden zur Phosphatreduzierung Fällmittel in Form von Eisensalzen hinzu dosiert. Beim Einblasen von Sauerstoff können Ammoniumverbindungen in Nitrat umgewandelt werden. Gleichzeitig bauen sich organische Kohlenstoffverbindungen ab. In separaten Beckenabschnitten mit unbelüfteten Zonen erfolgt nach einer längeren Belüftungsphase die Denitrifikation des Nitrats zu Stickstoff (vgl. >Stickstoffkreislauf). Das Nitrat könnte zu einer Überdüngung der Gewässer führen (>Eutrophierung). Die Vorgänge im Belebungsbecken entsprechen den Selbstreinigungsmechanismen der natürlichen Gewässer mit dem Unterschied, dass diese hier durch die hohe Organismendichte wesentlich schneller ablaufen.
Station 6: Belebungsbecken-Ausfluss und Pumpenschacht

Im Pumpenschacht wird der im Nachklärbecken abgesetzte Belebtschlamm wieder ins Belebungsbecken zurückgeführt. Der durch die Vermehrung der Mikroorganismen entstandene überschüssige Schlamm wird aus dem Kreislauf herausgenommen und der Schlammbehandlung zugeführt.
Station 7: Nachklärbecken

Im Nachklärbecken werden dem Gemisch die Belebtschlammflocken entzogen und das jetzt mechanisch-biologisch und chemisch gereinigte Abwasser gelangt in das Nachklärbiotop. Der sich am Beckenboden absetzende Schlamm wird wieder in das Belebungsbecken zurückgeleitet, um dort die biologischen Abbauvorgänge aufrechtzuerhalten. Das saubere Wasser lauft in die Rinnen, die am Rand des Becken sind.
Station 8: Schlammsilo


Schlammsilo	Trocknen des Schlamms im Labor

Im Schlammsilo werden der überschüssige Schlamm und die Schmutzbestandteile gelagert. Der Schlamm wird, bevor er zur solaren Trocknung gelangt, zuerst im Labor untersucht, ob noch Schmutzpartikel darunter sind. Es wird eine kleine Probe genommen und diese im Offen getrocknet. Man möchte wissen, wie schnell der Schlamm getrocknet werden kann. Danach erst wird der Schlamm in die solare Trocknungsanlage weitergeleitet.
Station 9: Solare Trocknung (>Film)


wärmedämmendes Gebäude	"Elektrisches Schwein"

Das Gebäude besteht aus einer wärmedämmenden, UV-stabilisierten Folie aus Polyethylen. Die Lüftungsanlage reguliert den Lufteinlass, während die Entlüftungs-Ventilatoren für einen hohen Luftaustausch sorgen. Die Umluftventilatoren im Innern des Gebäudes führen die Luft zum Schlamm am Boden. Das "Elektrische Schwein" fährt durch den Schlamm und sorgt für das Mischen, Wenden und Belüften des Schlamms (>Film). Der ganze Vorgang wird durch Temperatursensoren und eine mikroprozessorgesteuerte Anlage überwacht.

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Auf diese Weise kann der Schlamm auf einen Wassergehalt von 10% reduziert werden. Diese Reduzierzung stellt eine attraktive Möglichkeit zur Kostenreduzierung dar, denn in Deutschland fallen jährlich mehr als 60 Millionen Tonnen Klärschlamm an. Die solare Trocknung ist eine umweltfreundliche Methode, die Menge an anfallendem Klärschlamm zu verringern. Es entfallen viele Straßentransporte und eine Tonne an getrocknetem Klärschlamm ersetzt beim Verbrennen im Kraftwerk fast eine Tonne Braunkohle.
Station 10: Nachklärbiotop und Versickerungsbecken


Einleitung in das Nachklärbiotop	Wasserpflanzen

Die Nachbehandlung des gereinigten Wassers aus der Kläranlage erfolgt in einem zu 50% mit Schwimmblattpflanzen bedeckten Nachklärbiotop. Die ins Wasser hängenden Wurzeln bieten eine große Reinigungsfläche für Mikroorganismen, die das Wasser reinigen. Zusätzlich versenkte Gitterboxen sind mit Larven der Dreikantmuschel (Dreissena polymorpha) beimpft. Diese filtrieren das Wasser und beseitigen Fäkalkeime, Parasiten oder Viren. Die Umgebung ist mit Wasserpflanzen begrünt, z.B. mit Schilfrohr oder mit Schwertlilien. Solange die Pflanzen blühen und frisch bleiben, ist es ein Anzeichnen dafür, dass das Wasser rein ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich um das Gewässer neue Tierarten ansammeln.

Versickerung des gereinigten Wassers
Bei der nachfolgenden Versickerung wird das Wasser zusätzlich gereinigt, da es durch die Kalkschichten durchdringt und noch vorhandene Schmutzreste hängen bleiben. Bei eigenen Messungen testeten wir den Ammoniumgehalt des gereinigten Wassers in einem direkt angrenzenden Gewässer, der nur noch 0,6mg/l betrug. Damit wurde fast der Grenzwert für Trinkwasser erreicht, der bei 0,5mg/l liegt.

In Renquishausen nicht verfügbare Station: Faulturm

Größere Anlagen in Städten besitzen als erste Stufe zur Schlammbehandlung einen Faulturm. Hier wird der anfallende Roh- und Überschussschlamm bei einer mittleren Aufenthaltszeit von ca. 20 Tagen bei etwa 37°C durch Bakterien anaerob - d.h. unter Luftabschluss - zersetzt. Bei diesem Zersetzungsprozess entsteht Faulgas (Hauptbestandteil Methan, vgl. auch >Biogasanlage), das in Gasmotoren als wichtige Strom- und Wärmequelle für das Klärwerk genutzt wird.

Der ausgefaulte Schlamm ist praktisch geruchlos, enthält aber immer noch einen hohen Wasseranteil von rund 95 Prozent. Deshalb wird in den Nacheindickern mit Hilfe der Schwerkraft Wasser vom Schlamm abgetrennt. Anschließend wird der Schlamm mit Polymeren aufbereitet und in einer Kammerfilterpresse bei 15 bar Überdruck zu einem krümelig-stichfesten Filterkuchen gepresst, der dann zur Deponie abgefahren werden kann.
*** Einen besonderen Dank geht an den Klärwärter Adolf Mattes aus Renquishausen!

Literatur und Links:

Universität Hohenheim: Solare Klärschlammtrocknung (Download als pdf-Datei)
Thermo-System (Entwicklungsfirma der Solaren Trocknung)
Gemeinde Renquishausen (Hrsg. der Broschüre): Sanierung der Kläranlage und Erweiterung der Anlage
Klaeranlage-Online (Seite über die Funktionsweise einer Kläranlage)