Kläranlage Thailen. Entsorgungsverband Saar, Tel / , Postfach , Saarbrücken,

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1 Kläranlage Thailen 1 Entsorgungsverband Saar, Tel / , Postfach , Saarbrücken,

2 Die Käranlage Thailen Die Kläranlage Thailen liegt am Ortsausgang von Thailen in Richtung Nunkirchen. In der für Einwohnerwerte* ausgelegten Kläranlage werden die Abwässer aus den privaten Haushalten, den Gewerbegebieten und den Einrichtungen des Fremdenverkehrs und Kurbetriebes der Gemeinde Weiskirchen gereinigt. Das Einzugsgebiet der Kläranlage umfasst Weiskirchen und seine Ortsteile Thailen, Konfeld und Weierweiler. In der im Juni 2003 in Betrieb genommenen Kläranlage Thailen wird das Abwasser nach dem Sequencing-Batch-Reactor-Verfahren (kurz SBR-Verfahren), einer sehr leistungsfähigen und kostengünstigen Variante des Belebtschlammverfahrens, gereinigt. Im Gegensatz zum konventionellen Belebungsverfahren laufen die einzelnen Behandlungsschritte nicht in mehreren verschiedenen Becken, sondern nacheinander in einem Reaktor ab. Die Vorteile dieser * Ein Einwohnerwert entspricht der Schmutzfracht, die ein Einwohner am Tag verursacht. Verfahrensvariante sind der geringe Flächenbedarf, die große Flexibilität bei der Anpassung an variable Zulaufströme und die hohe Betriebssicherheit. Durch die vollautomatische Steuerung der Reinigungszyklen ist der Personalaufwand so niedrig, dass die gesamte Abwasseranlage Weiskirchen-Thailen von nur zwei Mitarbeitern betrieben werden kann. Abwasserreinigung nach dem Stand der Technik Aus dem Abwasser werden nicht nur organische Stoffe (Kohlenstoffverbindungen), sondern auch ökologisch bedenkliche Nitrate und Phosphate weitgehend entfernt. Die Ablaufwerte der Kläranlage Thailen liegen weit unterhalb der gesetzlichen Überwachungswerte. Davon profitieren der Holzbach und auch die Prims, in die er einmündet und deren heute bereits gute Wasserqualität sich dank moderner Kläranlagen kontinuierlich verbessert. Die Kläranlage Thailen 2

3 Betriebssicherheit durch elektronische Steuerungssysteme Die Kläranlage ist mit umfangreichen mess- und regeltechnischen Einrichtungen ausgestattet, um den Reinigungsprozess sicher steuern und überwachen zu können. Im Normalbetrieb wird die gesamte SBR- Anlage durch eine speicherprogrammierte Steuerung automatisch gesteuert und überwacht. In der Leitwarte kontrollieren die Mitarbeiter den Reinigungsprozess über ein zentrales Prozessleitsystem und ein Schaltbild, auf dem der gesamte Reinigungsablauf dargestellt ist. Das ermöglicht einen schnellen Überblick über die Betriebsabläufe und das sofortige Eingreifen in wichtige Anlagenfunktionen. Alle relevanten Prozess- und Betriebsdaten werden in der Leitwarte erfasst, verarbeitet und protokolliert. Die Betriebssicherheit der Anlage wird außerdem durch eine 24-Stunden-Rufbereitschaft gewährleistet. Konzentration sowie den Phosphat- und Nitratgehalt im Abwasser zu messen. Alle Daten werden in das Betriebsdatensystem eingetragen und zur Kontrolle zur Zentrale des EVS-Geschäftsbereichs Betrieb nach Saarbrücken übermittelt. Die Qualität des Kläranlagenablaufs wird täglich vom Betriebspersonal analysiert und zusätzlich in regelmäßigen Abständen vom EVS-Zentrallabor und der Überwachungsbehörde, dem Landesamt für Umweltund Arbeitsschutz, kontrolliert. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit des Klärwerkes durch konsequente biologische Gewässergüte-Untersuchungen im Holzbach und in der Prims überwacht. Damit können insbesondere längerfristige Veränderungen im Ökosystem der Gewässer erfasst werden. Qualitätsüberwachung im Labor Regelmäßig werden aus allen Teilprozessen der Abwasserreinigung Proben entnommen und untersucht. Eine Kontrollstation sichert die Ablaufüberwachung. Sie ist ausgestattet mit einer Mengenmesseinrichtung, einem automatischen Probenehmer und einer ph- Wert-Messung. Zudem werden von den Mitarbeitern kontinuierlich Proben entnommen, um die Ammonium- Probenahme Schutz der Anwohner vor Lärm- und Geruchsbelästigungen Umfangreiche Maßnahmen schützen Anwohner und Erholungssuchende vor Lärm- und Geruchsimmissionen durch die Kläranlage. So sind geräuschintensive Anlagenteile in geschlossenen Gebäuden untergebracht. Schlammeindicker und -speicherbehälter sind mit einer Abdeckung versehen und an einen Abluftbiofilter angeschlossen. 3

4 Stufenweise sauber: So funktioniert die Abwasserreinigung in der Kläranlage Thailen Stufe 1: Die mechanische Reinigung des Abwassers In der mechanischen Reinigungsstufe werden im Abwasser mitgeschwemmte Schmutzstoffe abgesetzt, ausgesiebt oder an die Oberfläche geschwemmt. Ziel ist es, die in der später folgenden biologischen Behandlung nicht verwertbaren, störenden Feststoffe zu entfernen. Grob- und Feinrechen Das der Kläranlage aus dem Hauptsammler zugeleitete Abwasser fließt zunächst durch eine Grobrechenanlage. Hier werden im Abwasser mitgeschwemmte sperrige Stoffe wie Holzteile, Lappen, Dosen u. ä., die später in der Kläranlage zur Verstopfung der Pumpen führen könnten, zurückgehalten und entfernt. Anschließend wird das Abwasser zu den Filterstufenrechen im Funktionalgebäude gepumpt. Als feinerer Rechen entfernt der Filterstufenrechen kleinere Störstoffe wie Hygieneartikel, Essensreste und Plastikteile aus dem Abwasser. Das abgeschiedene Rechengut wird in einer Rechengutpresse komprimiert, in einem Container gesammelt und anschließend umweltgerecht verwertet. Belüfteter Sandfang In dem belüfteten Rundsandfang mit Fettabscheider wird die Fließgeschwindigkeit des Abwassers verringert. Dadurch setzen sich Sand, Kies, Splitt und andere körnige Stoffe am Gerinneboden ab. Aufschwimmende Fette und Öle werden von der Wasseroberfläche mit einem Räumschild in einen Sammelschacht geleitet und zur Rechenanlage befördert. Der an der Sohle abgelagerte Sand wird zur Sandwaschanlage gepumpt, die die organischen Bestandteile aus dem Sand wäscht und der biologischen Stufe zuführt. Der gereinigte Sand wird umweltgerecht entsorgt. 4

5 Stufe 2: Die biologische Reinigung und Nachklärung des Abwassers Der Reinigungszyklus im SBR-Reaktor dauert ca. 6 Stunden und ist in mehrere Phasen untergliedert: 1. Füllphase Aus einem Vorlagebehälter wird das Abwasser abwechselnd in die SBR-Reaktoren gepumpt, bis der maximale Wasserstand im Becken erreicht ist. 2. Belüftungsphase Die aerobe Phase beginnt mit einer intensiven Sauerstoffzufuhr über eine installierte Flächenbelüftung. Die Mikroorganismen bauen die im Abwasser enthaltenen organischen Stoffe mit Hilfe des gelösten Sauerstoffs ab. Neben dem Abbau der organischen Stoffe oxidiert Ammonium zu Nitrat (Nitrifikation). Einzelne Bakterienarten sind in der Lage, unter aeroben Bedingungen wesentlich mehr Phosphat aufzunehmen, als für ihren Baustoffwechsel notwendig wäre. Das vermehrt aufgenommene Phosphat wird in der Absetzphase mit dem überschüssigen Schlamm (Überschussschlamm) aus dem Abwasser entfernt. Um die geforderten Grenzwerte für die Phosphatelimination immer sicher einzuhalten, werden zusätzlich Eisensalze (Fällmittel) in den SBR-Reaktor gegeben. Die Fällung findet kurz vor Ende der Belüftungszeit statt, wenn die biologische Elimination bereits abgelaufen ist. Die Eisensalze verbinden sich mit Phosphor und bilden Flocken, die sich am Beckenboden absetzen und später mit dem Schlamm entfernt werden können. Nach der Belüftung wird der Reaktorinhalt nur noch mit den Rührwerken durchmischt. Das Abschalten der Sauerstoffzufuhr führt dazu, dass die Konzentration an gelöstem Sauerstoff im Abwasser sinkt. Der dadurch entstehende Mangel an gelöstem Sauerstoff im Abwasser veranlasst spezielle Bakterienstämme, den im Nitrat chemisch gebundenen Sauerstoff ersatzweise anzunehmen. Der bei diesem Prozess (Denitrifikation) entstehende gasförmige Stickstoff entweicht in die Atmosphäre, in der er sowieso Hauptbestandteil ist, so dass es zu keiner Umweltbeeinträchtigung kommt. 4. Absetzphase (Nachklärung) Während der Absetzphase wird die Biomasse von Abwasser getrennt. Dazu wird das Belüften, Umpumpen und Rühren des Reaktorinhalts eingestellt. Die Belebtschlammflocken können sich unter diesen optimalen hydraulischen Bedingungen am Beckenboden absetzen. 5. Klarwasserabzug Nach dem Trennen von Schlamm und gereinigtem Abwasser kann mit dem Abzug des Klarwassers, das sich im oberen Drittel des Reaktors befindet, begonnen werden. Dazu wird ein schwimmender Klarwasserabzug (Dekanter) benutzt. 3. Durchmischungsphase Zyklus in einem SBR-Reaktor 5

6 Das Klarwasser wird unter der Wasseroberfläche abgezogen und in einen Ausgleichsbehälter geleitet. Vom Ausgleichsbehälter wird das bestens gereinigte Klarwasser nach und nach in den Holzbach abgelassen. 6. Überschussschlammabzug Durch die biologischen Abbauprozesse hat sich die Schlammmenge im Reaktor vermehrt. Um das Volumen in etwa konstant zu halten, wird daher der überschüssige Schlamm vom Beckenboden abgepumpt und der Schlammbehandlung zugeführt. Ein Teil der Schlammes verbleibt als Biomasse für den nächsten Reinigungszyklus im Reaktor. Und was passiert mit dem Klärschlamm? Durch die lange Aufenthaltszeit im SBR- Reaktor ist der in der Kläranlage anfallende Klärschlamm bereits weitgehend stabilisiert, das heißt, er ist geruchsarm, da die biologischen Abbauprozesse abgeklungen sind. Er enthält aber noch einen hohen Wasseranteil, der reduziert werden muss, um die Kosten für die Entsorgung gering zu halten. Zur Entwässerung wird der Klärschlamm in den Eindicker gepumpt und dort statisch entwässert. Anschließend werden die Schlämme im Schlammstapelbehälter gelagert. Um den Wasseranteil im Klärschlamm weiter zu reduzieren, wird eine Zentrifuge eingesetzt, die den Schlamm maschinell auf einen Trockensubstanzgehalt von 25 bis 30 % entwässert. Nach der Schlammbehandlung gibt es unterschiedliche Wege der Klärschlammverwertung: Er kann beispielsweise thermisch verwertet oder als Zusatzstoff für Rekultivierungsmaßnahmen eingesetzt werden. In flüssiger und in entwässerter Form wird Klärschlamm auch als Düngemittel in der Landwirtschaft und im Landschaftsbau genutzt. Die Prims 6

7 Technische Daten der Kläranlage Thailen Ausbaugröße Einwohnerwerte Gesamtkosten 4,7 Mio. Euro (einschl. Planung, Grunderwerb, Bau) Inbetriebnahme Juni 2003 Verfahrenstechnik Zweistraßige SBR-Anlage mit simultan aerober Schlammstabilisierung und weitergehender Reinigung (Nitrifikation, Denitrifikation) Angeschlossene Ortslagen Weiskirchen mit Kurbetrieben (ohne Wittum) 4900 Einwohnerwerte Konfeld mit Gewerbegebiet 2100 Einwohnerwerte Thailen mit dem Naherholungsgebiet Schwarzrindersee 2050 Einwohnerwerte Weierweiler mit Campingplatz 550 Einwohnerwerte Zulauf Trockenwetterzufluß 155,7 m 3 /h Mischwasserzufluß 331,2 m 3 /h Einleitbedingungen BSB5 mg/l CSB5 mg/l Nges mg/l Pges mg/l 20 mg/l 90 mg/l 18 mg/ 5 mg/l 7

8 Verfahrenstechnischer Aufbau der Anlage Regenüberlaufbecken Länge: 25,20 m Breite: 8,70 m Nutzvolumen: 380 m³ Mechanische Reinigungsstufe Überstaubarer Grobrechen Spaltweite: 40 mm Filterstufenrechen mit Rechengutentwässerung Spaltweite: 6 mm Belüfteter Rundsandfang mit integriertem Fettfang Biologische Reinigungsstufe Vorspeicher und Abwasserhebewerk Durchmesser: 14 m Beckentiefe: 4,90 m Nutzvolumen: 330 m³ Zwei SBR-Reaktoren Durchmesser: 23 m Beckentiefe: 6,50 m Nutzvolumen: 2500 m 3 Ablaufausgleichsbehälter Durchmesser: 17 m Beckentiefe: 2,80 m Nutzvolumen: 550 m 3 8

9 Schlammbehandlung Schlammstapelbehälter 1: Durchmesser: 12 m Beckentiefe: 6,60 m Nutzvolumen: 500 m³ Schlammstapelbehälter 2: Durchmesser: 12 m Beckentiefe: 5 m Nutzvolumen: 480 m³ Eindicker 1: Durchmesser: 5 m Beckentiefe: 5,80 m Nutzvolumen: 65 m³ Eindicker 2: Durchmesser: 5 m Beckentiefe: 5,80 m Nutzvolumen: 65 m³ Betriebsgebäude: In das Betriebsgebäude integriert sind Schaltanlage, Schaltwarte, Werkstatt, Labor, Sanitäreinrichtungen, Sozialraum, Lager und Garage. Stand: Juli

10 Lageplan der Kläranlage Thailen 10

11 Einzugsgebiet der Kläranlage Thailen 11