Infografik zur Kläranlage

Kläranlage

Das Abwasser wird über die Kanalisation der Kläranlage zugeführt. In der Kläranlage wird das Abwasser in mehreren Stufen gereinigt. Im Folgenden werden die einzelnen Anlagenteile und ihre Funktionen beschrieben.

 

Rechen

Grobstoffe im Abwasser werden von zwei Rechen im Zulaufgerinne entfernt. Zur Verminderung des Rechengutes wird dieses ausgewaschen und anschließend ausgepresst, in einen Container abgeworfen und in einer Abfallverbrennungsanlage entsorgt.

Sand- und Fettfang

Der Sandfang lässt das Abwasser langsamer fließen – schwere Stoffe, wie mitgeführter Sand und Kies sinken ab. Das Sandfanggut wird regelmäßig geräumt und entsorgt. Druckluft wird zum Auftreiben von Fett- und Schwimmstoffen eingesetzt, die dann mittels einer Fettfangvorrichtung entfernt werden.

Vorklärbecken

Im Vorklärbecken wird die Fließgeschwindigkeit des Abwassers weiter reduziert. Das führt dazu, dass sich partikuläre Abwasserinhaltsstoffe absetzen können. Der abgesetzte Schlamm wird als Primärschlamm bezeichnet. Dieser Schlamm wird dem Faulturm zugeführt.

Biologische Abwasserreinigung

Durch die biologische Reinigung werden organische Schmutzstoffe aus dem Abwasser entfernt. Die Reinigung wird von Mikroorganismen, vor allem von Bakterien, durchgeführt, so wie dies bei der natürlichen Selbstreinigung in Gewässern der Fall ist. Wir nutzen die in der Natur vorgefundenen Reinigungsverfahren in den von uns errichteten technischen Anlagen und vermeiden dadurch eine Verschmutzung der Gewässer. Biologisch gereinigtes Wasser ist nicht mehr fäulnisfähig, klar, durchsichtig und hat die Beschaffenheit von Abwasser verloren.

Die Schmutzstoffe im Abwasser bestehen zum überwiegenden Teil aus Kohlenstoffverbindungen, Stickstoffverbindungen und Phosphorverbindungen. Wenn die Bakterien die Schmutzstoffe (Kohlenstoffverbindungen) als Nahrung benötigen, wird einerseits das Abwasser sauber, andererseits vermehren sich die Bakterien. Für den Aufbau der Bakterienmasse (Überschussschlamm) werden Stickstoff- und Phosphorverbindungen benötigt, die damit aus dem Abwasser entfernt werden. Mit dem Schlamm, der die Kläranlage verlässt, wird also immer auch ein wesentlicher Teil des Stickstoff- und Phosphorgehaltes aus dem Abwasser entfernt.

Belebungsverfahren

Für die biologische Reinigung gibt es unterschiedliche Verfahren. In Zirl hat man sich für das am häufigsten angewandte System, dem Belebungsverfahren, entschieden.

Das mechanisch vorgereinigte Abwasser fließt in das Belebungsbecken der biologischen Reinigungsstufe. Dort bauen Kleinstlebewesen, wie Bakterien, die im sogenannten Belebtschlamm enthalten sind, die organischen Schmutzstoffe des zugeführten Abwassers ab. Die Mehrzahl dieser Bakterien braucht hierfür Sauerstoff. Dieser wird über eine feinblasige Druckbelüftung in das Becken geblasen.

Wie schon oben erwähnt, entsprechen die Vorgänge im Belebungsbecken den Selbstreinigungsmechanismen der natürlichen Gewässer, mit dem Unterschied, dass diese hier durch hohe Organismendichte in viel stärkerem Maße als in der Natur ablaufen. Um diese hohe Organismendichte im Belebungsbecken zu erhalten, wird ein Teil des sich in der Nachklärung absetzenden Schlammes bzw. Bakterienmasse immer wieder in das Belebungsbecken zurückgeführt (Rücklaufschlamm).

Nachklärbecken

Im anschließenden Nachklärbecken werden die Bakterien der Belebtschlammflocken vom gereinigten Abwasser getrennt. Nachklärbecken arbeiten physikalisch, d.h. der Belebtschlamm setzt sich auf dem Beckenboden ab. Der nicht in das Belebungsbecken zurückgepumpte Schlamm wird als Überschussschlamm der Schlammbehandlung zugeführt.

Stickstoffentfernung

Die beiden Schritte zur Entfernung des Stickstoffes aus dem Abwasser heißen Nitrifikation und Denitrifikation. Durch verfahrenstechnische Einrichtungen wird den Mikroorganismen eine entsprechende Umgebung geboten, um damit den im Abwasser enthaltenen Stickstoff entfernen zu können. Bei der Nitrifikation wird das hauptsächlich vorliegende, stechend riechende Ammonium in zwei Stoffe oxidiert. Zunächst wird das Ammonium in Nitrit und dann in Nitrat umgewandelt. Die eigentliche Arbeit leisten dabei wieder die Bakterien, denen man ausreichend Raum, Sauerstoff und Zeit lassen muss. Bei der Denitrifikation helfen Bakterien, die unter sauerstoffarmen Bedingungen Nitrat zu Sauerstoff und Stickstoff umwandeln. Dabei wird Stickstoff in Gasform frei und entweicht in die Atmosphäre. Der Sauerstoff wird von den Bakterien veratmet.

Um den unterschiedlichen Bedingungen – Nitrifikation sauerstoffreich, Denitrifikation sauerstoffarm – gerecht zu werden, sind für beide Verfahren getrennte Bauwerke erforderlich.

Phosphorentfernung

Ungefähr die Hälfte des Phosphors wird durch Aufnahme in die Biomasse aus dem Abwasser entfernt.Die zweite Hälfte wird durch Zugabe von Fällungschemikalien wie Eisen in eine feste Verbindung umgewandelt und mit dem Überschussschlamm dem Abwasser entzogen.

Am Ende wird das biologisch gereinigte Abwasser aus dem Nachklärbecken zum Vorfluter Inn abgeleitet.

Als letzte Maßnahme wird die Ablaufmenge, die Wassertemperatur, der pH-Wert sowie die Konzentrationen an Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor erfasst.

Die Reinigung erfolgt in mehreren Anlagenteilen auf Basis von mechanischen, physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen. Nach der Reinigung werden die geklärten Abwässer in den Vorfluter Inn eingeleitet.

Dabei entsteht Klärschlamm, der in der Abwasserreinigungsanlage in eigenen Reaktoren (Faulbehältern) biologisch behandelt wird. Im Zuge dieses Prozesses fällt Biogas an, das zu rd. 63% aus Methan und 37% aus CO2 besteht. Nach der Zwischenspeicherung des Faulgases in einem Gasbehälter wird das im Biogas enthaltene Methan in Gasmotoren zu Strom und Wärmeenergie umgewandelt.

Schlammbehandlung und Energieproduktion

Im Zuge der Abwasserreinigung entsteht in der Vorklärung der Primärschlamm und im Belebungsbecken der Sekundär- bzw. Überschussschlamm. Beide Schlämme werden zunächst entwässert und dann in den Faulturm gefördert. Der Faulturm arbeitet wie ein Biogasanlage. Bei ca 37 °C wandeln spezielle Bakteriengemeinschaften einen großen Teil der organischen Inhaltsstoffe in Biogas um. Biogas besteht zu etwa 60% aus Methan und 40% Kohlendioxid. Nach der Zwischenspeicherung des Faulgases in einem Gasbehälter wird das im Biogas enthaltene Methan in Gasmotoren zu Strom und Wärmeenergie umgewandelt. Neben den Schlämmen aus der Abwasserrenigung werden an der ARA Zirl auch noch externe Substrate, wie mechanisch aufbereitete Bioabfälle mitbehandelt. Damit kann die Kläranlage ihre gesamte elektrische und thermische Energie selber produzieren.