Die Kläranlage Homburg

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1 Kläranlage Homburg

2 Die Kläranlage Homburg In der im Homburger Ortsteil Beeden gelegenen Kläranlage Homburg werden die Abwässer der Kreisstadt Homburg (einschließlich aller Stadtteile) gereinigt. Darüber hinaus ist der Bexbacher Stadtteil Höchen an die Kläranlage angeschlossen. Mit einer Auslegungsgröße von umgerechnet Einwohnerwerten* gehört die im Jahr 2005 fertig gestellte Kläranlage Homburg zu den größeren Abwasseranlagen im Saarland. Täglich fließen bis zu m 3 Abwasser durch die Kläranlage, die nach Durchlaufen aller Reinigungsstufen als sauberes Wasser in den Erbach eingeleitet werden können, der wiederum in die Blies mündet. Abwasserreinigung auf hohem Niveau Zur Behandlung des Abwassers werden mechanische, bio logische und chemische Verfahren eingesetzt, die eine hohe Reinigungsleistung gewährleisten. Die Kläranlage Homburg erfüllt alle Anforderungen an eine moderne Kläranlage: Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen werden weitgehend entfernt, Reststoffe wie Schlamm, Sand und Fette verwertet und Rechengut umweltschonend entsorgt. Die Kläranlage Homburg ist ein wichtiger Baustein im flächendeckenden Netz leistungsfähiger Abwasseranlagen, mit denen der EVS konsequent die Gewässergüte der Bäche und Flüsse im Saarland verbessert. Die Blies hat bereits davon profitiert: ihre Wasserqualität ist durch den Bau und Betrieb von Kläranlagen deutlich gestiegen: Das zeigt sich in einem gesunden Fischbestand und einem neuen Artenreichtum im Ökosystem. * Ein Einwohnerwert entspricht der Abwasserbelastung, die ein Einwohner am Tag verursacht. Teilansicht der Kläranlage Homburg 2

3 Betriebssicherheit durch elektronische Steuerungssysteme Die Kläranlage ist mit umfangreichen energie-, mess- und regeltechnischen Einrichtungen ausgestattet, um den Reinigungsprozess sicher steuern und überwachen zu können. Die Leitwarte verfügt über ein zentrales Steuerungssystem und ist mit einem Schaltbild ausgestattet, auf dem der gesamte Reinigungsprozess dargestellt ist. Das ermöglicht einen schnellen Überblick über die Betriebsabläufe und bei Bedarf das sofortige Eingreifen in wichtige Anlagenfunktionen. Alle relevanten Prozess- und Betriebsdaten werden in der Leitwarte erfasst, verarbeitet und protokolliert. Die Betriebssicherheit wird außerdem durch eine 24-Stunden-Rufbereitschaft gewährleistet. 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, automatischem Probenehmer und Messgeräten, die kontinuierlich die Sauerstoffkonzentration, den ph-wert und die Ammonium-Konzentration im Belebungsbecken sowie den Phosphat- und Nitratgehalt im Abwasser messen und aufzeichnen. Alle Daten werden automatisch an die zentrale Leitwarte übermittelt. Leitwarte der Kläranlage Homburg Die Qualität des Kläranlagenablaufs wird täglich vom Betriebspersonal analysiert und zusätzlich in regelmäßigen Abständen vom EVS-Zentrallabor und der Überwachungsbehörde, dem Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz, kontrolliert. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit des Klärwerkes durch konsequente biologische Gewässergüteuntersuchungen im Vorfluter, dem Erbach, und in der Blies überwacht. Damit können insbesondere längerfristige Veränderungen im Ökosystem dieser Gewässer erfasst werden. Schutz der Anwohner vor Lärm- und Geruchsbelästigungen Da in der Nähe der Kläranlage Wohn- und Erholungsgebiete liegen, wurden umfangreiche Maßnahmen zum Schutz vor Lärm- und Geruchsbelästigungen getroffen. Geräuschintensive Anlagenteile wie Zulaufpumpwerk und Rechen, aber auch die Blockheizkraftwerke mit ihren großen Gas-Otto-Motoren wurden in geschlossenen Gebäuden untergebracht. Die Turbo-Gebläsestationen, die die biologischen Becken mit Sauerstoff versorgen, stehen in einem schallisolierten Gebäude. Geruchsintensive Anlagenteile sind in geschlossenen Gebäuden untergebracht oder mit einer Abdeckung versehen. Zulaufpumpwerk, Vorbehandlungsgebäude, der Zulauf des Regenwasserpumpwerkes, Sandfang und Schlammentwässerung sind an eine Biofilter-Anlage angeschlossen, die mit Hilfe von Mikroorganismen die Abluft zu geruchlosen Verbindungen abbaut. 3

4 Stufenweise sauber So funktioniert die Abwasserreinigung in der Kläranlage Homburg Stufe 1: Mechanische Reinigung In der ersten, der mechanischen Reinigungsstufe werden im Abwasser mitgeschwemmte Feststoffe abgesetzt, ausgesiebt oder an die Oberfläche geschwemmt. Grobrechen und Feinrechen Das der Kläranlage aus dem Hauptsammler zugeleitete Abwasser fließt zunächst durch eine Grobrechenanlage. Hier werden die mitgeschwemmten sperrigen Stoffe (Holzteile, Lappen, Dosen u. ä.), die später in der Kläranlage zur Verstopfung von Pumpen führen könnten, zurückgehalten und entfernt. Anschließend wird das Abwasser 12 m hoch in die Verteilerrinne für die Feinrechenanlage gepumpt. Mit Hilfe von zwei Feinrechen werden kleinere Störstoffe (Hygieneartikel, Essensreste und Plastikteile) aus dem Abwasser entfernt. Das Rechengut wird über Förderschnecken einer Presse zugeführt, entwässert, anschließend in Containern gesammelt und umweltgerecht verwertet. Von der Feinrechenanlage fließt das Abwasser weiter zum Sandfang. Belüfteter Sand- und Fettfang In dem belüfteten Sandfang setzen sich Sand, Kies, Splitt und andere körnige Stoffe, die von den Straßen in die Kanalisation gelangt sind, am Beckenboden ab. Der Trennungs- und Absinkvorgang wird durch eine künstlich erzeugte Strömung im Becken und durch Lufteintrag unterstützt. Durch die Luftblasen werden Fette und Öle zum Aufschwimmen gebracht und von der Wasseroberfläche zum integrierten Fettfang abgeleitet. Die am Beckenboden abgelagerten Sande werden am Beckenrand zusammengeschoben und zum Sandwäscher gepumpt. Der Sandwäscher trennt die organischen Bestandteile ab, die der biologischen Stufe zugeführt werden. Der gewaschene Sand wird in Containern gesammelt und umweltgerecht verwertet. Verfahrensschema der Kläranlage Homburg 4

5 Vorklärung Im nachfolgenden Vorklärbecken wird das Abwasser durch eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit weiter entschlammt. Der abgelagerte Schlamm, der sogenannte Primärschlamm, wird mit Räumschildern in einen Schlammtrichter geschoben und gesondert behandelt. Das Abwasser wird über eine Verteilerkaskade auf die drei nacheinander geschalteten Becken der biologischen Reinigung verteilt. Stufe 2: Biologische Reinigung und Phosphatelimination Nach der mechanischen Reinigung enthält das Abwasser noch Schwebteilchen und gelöste Verunreinigungen, die in der biologischen Stufe mit Hilfe von Bakterien und Einzellern abgebaut werden. Dazu werden die Prozesse der natürlichen Selbstreinigung von Gewässern nachgeahmt, jedoch durch die Herstellung optimaler verfahrenstechnischer Randbedingungen (Sauerstoffgehalt, Temperatur, Nährstoffverhältnis) wesentlich beschleunigt. Belebungsbecken In den drei Belebungsbecken fließt das Abwasser durch belüftete und unbelüftete Kammern, in denen unterschiedliche Abbauvorgänge in Gang gesetzt werden: In den belüfteten Kammern werden die Bakterien und Einzeller optimal mit Sauerstoff versorgt und können sich stark vermehren. Bakterien und Einzeller sind mit Schwebstoffen zu Flocken zusammengeballt (Belebtschlammflocken) und bauen die Kohlenstoffe ab. Ammonium-Stickstoff wird von aeroben Bakterien zu Nitrat umgewandelt (oxidiert). Dieser Prozess wird als Nitrifikation bezeichnet. Anschließend gelangt der Belebtschlamm in die unbelüfteten Kammern und wird mit Rührwerken durchmischt. Durch den Mangel an Sauerstoff werden spezielle Bakterienstämme veranlasst, den im Nitrat chemisch gebundenen Sauerstoff ersatzweise aufzunehmen. 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. Blick auf die Biologie und die Nachklärung der Kläranlage Homburg 5

6 In der biologischen Reinigungsstufe werden auch die Phosphate aus dem Abwasser entfernt. Die Grundlage der biologischen Phosphatelimination ist die Fähigkeit bestimmter Bakterienarten, Phosphor aufzunehmen und auf diese Weise in einen festen Zustand zu überführen. In der sich anschließenden Nachklärung werden die Phosphate mit dem überschüssigen Schlamm aus dem Abwasser entfernt. gesondert behandelt. Das gereinigte Abwasser wird durch getauchte Ablaufrohre an der Beckenoberfläche über einen Messschacht zum Auslauf der Kläranlage geleitet; von dort fließt es bestens gereinigt in den Erbach. Um ganzjährig eine niedrige Phosphatkonzentration im Ablauf sicherstellen zu können, reicht die biologische Phosphatelimination aber nicht aus. Es werden daher zusätzlich im Einlaufbereich der biologischen Stufe Eisensalze ins Abwasser gegeben. Die Eisensalze verbinden sich mit Phosphor und bilden Flocken, die sich absetzen und in der später folgenden Nachklärung mit dem Schlamm entfernt werden können. Nach dem Aufenthalt im Belebungsbecken fließt das Abwasser weiter in eines der drei Nachklärbecken. Nachklärbecken Der Erbach im Bereich der Kläranlage Homburg Bei starken Niederschlägen läuft alles (etwas) anders Nachklärbecken In den Nachklärbecken setzt sich der Belebtschlamm durch eine Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit des Wassers am Beckenboden ab. Ein Teil des Belebtschlammes wird in die Belebungsbecken zurückgepumpt, um den Bakterienbestand zu sichern; der Überschussschlamm wird abgezogen und wiederum Bei starken bzw. anhaltenden Niederschlägen werden der Kläranlage neben Schmutzwasser große Mengen an Regenwasser zugeführt. Dann wird ein Teil des Mischwassers nach der mechanischen Grobreinigung in einem der beiden Regenüberlaufbecken auf der Kläranlage zwischengespeichert. Ungelöste Schmutzstoffe setzen sich dabei am Beckenboden ab und werden zeitverzögert der biologischen Reinigungsstufe zugeleitet. Sind die Regenüberlaufbecken gefüllt, wird das mechanisch vorgereinigte, unbelastete Wasser über einen Überlauf direkt in den Erbach abgeleitet. 6

7 Und was passiert mit dem Klärschlamm? Der bei der Abwasserreinigung anfallende Schlamm Überschussschlamm aus der biologischen Stufe und Primärschlamm aus der Vorklärung besteht überwiegend aus Wasser und ist nur teilstabilisiert, d. h. es finden weiterhin organische Abbauprozesse statt. Um den Klärschlamm kostengünstig und ökologisch sinnvoll verwerten zu können, ist daher eine mehrstufige Schlammbehandlung erforderlich. Das Wasser wird in den Reinigungskreislauf zurückgeführt. Das energiereiche Methangas wird mit Hilfe von Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung für den Betrieb der Kläranlage genutzt. Der stabilisierte Faulschlamm wird in Zentrifugen weiter entwässert. In der Kläranlage Homburg wird der Schlamm aus der Vorklärung im Schlammsilo, dem sogenannten Voreindicker, mechanisch entwässert. Der Überschuss-Schlamm wird in Konzentratoren eingedickt. Anschließend werden die eingedickten Schlämme im Faulturm bei einer Temperatur von 38 C unter Luftabschluss von Bakterien zersetzt. Bei diesem Abbauprozess entstehen Methangas, Kohlendioxid, Wasser und stabilisierter Schlamm, der weitgehend geruchsfrei ist. Gasbehälter Blockheizkraftwerk Faulturm der Kläranlage Homburg 7

8 Weiterbehandlung in der Mineralisierungsanlage Ziel ist es, den Faulschlamm nach der Entwässerung weiter zu trocknen und zu mineralisieren. Dazu wird er durch einen Bandtrockner gefördert, wo heiße Luft dafür sorgt, dass der größte Teil des noch enthaltenen Wassers verdampft. In den sich anschließenden Mineralisierungsreaktoren wird der getrocknete Klärschlamm erhitzt und dabei mineralisiert. Hierbei entstehen Gase, die in einer Brennkammer vollständig verbrannt werden. Die dabei gewonnene Wärme beheizt die Mineralisierungsreaktoren, in denen sich der Klärschlamm befindet, und steht danach für dessen Trocknung zur Verfügung. Die ungenutzte Abwärme des Bandtrockners wird zur Beheizung des Faulturms und des Betriebsgebäudes verwendet. Die für den gesamten Prozess benötigte Wärmeenergie stammt somit direkt vom Klärschlamm selbst. Durch dieses Verfahren wird die Klärschlammmenge deutlich reduziert. Gleichzeitig entsteht ein hochwertiges Produkt, das in der Landwirtschaft zu Düngezwecken eingesetzt werden könnte. Der EVS reagiert somit auf die geänderten Anforderungen aus Klärschlamm- und Düngemittelverordnung sowie dem Kreislaufwirtschaftsgesetz. Zusätzlich erhält der Bandtrockner Abwärme der beiden Blockheizkraftwerke (BHKWs). Der Betrieb der BHKWs erfolgt mit dem bei der Klärschlammfaulung entstehenden Klärgas. Grafik Mineralisierungsanlage 8

9 Umfangreiche Regenwasserbehandlung im Kanalnetz eine wichtige Maßnahme zur Optimierung des Gewässerschutzes Nicht nur auf dem Gelände der Kläranlage Homburg, sondern auch im dazu gehörenden Kanalnetz sind Regenüberlaufbecken integriert, die dafür sorgen, dass die Kläranlage entlastet wird und kein verschmutztes Wasser in den Erbach gelangt. Bei Regen speichern sie das Mischwasser (abfließendes Regenwasser, das sich im Kanal mit Abwasser vermischt) und leiten es nach Ende der Regenfälle weiter zur Kläranlage. Sind die Regenüberlaufbecken befüllt, erfolgt ein Abschlag des dann stark verdünnten und somit unschädlichen Mischwassers in den Erbach. Die Blies hat bereits vom Kläranlagen-Ausbau profitiert Wo Kläranlagen die Abwässer reinigen, erholen sich selbst stark verschmutzte Gewässer in relativ kurzer Zeit. Das zeigt sich besonders deutlich am Beispiel der Blies, die in den vergangenen Jahren durch den forcierten Bau und die Modernisierung von Kläranlagen nachweislich viel sauberer geworden ist. Das belegen neben den eigenen regelmäßigen Analysen im zertifizierten EVS-Labor und in den Laboreinrichtungen auf den Kläranlagen selbst, auch die Untersuchungen der Aufsichtsbehörde, des Landesamtes für Umwelt- und Arbeitsschutz. So hat sich die Blies im oberen Teil durch den Bau der Kläranlagen Güdesweiler (1992) und Baltersweiler (1990), die die Nebenbäche Gombach und Todbach entlasten, sowie der Kläranlage Bliesen (1994) und Mainzweiler (1995) in hohem Maße regeneriert. Dies zeigt sich in einer sehr großen Artenvielfalt, einem guten Bachforellenbestand und auch im Vorkommen von Edelkrebsen und bedrohten Kleinfischarten, wie z. B. Elritzen. Auch die Kläranlagen Sinnerthal, Heinitz, Neunkirchen-Wellesweiler, Wiebelskirchen und 12 kleinere leistungsstarke Kläranlagen im Einzugsgebiet der Oster haben dazu beigetragen, dass sich die Blies erholen konnte und heute auch in diesem Bereich eine gute Qualität aufweist. Von den Qualitätsverbesserungen der oberen und mittleren Blies profitiert auch der untere Teil der Blies, der sich auch aufgrund seiner ohnehin günstigen Gewässerstruktur in einem guten ökologischen Zustand befindet. Die Blies ist der größte Nebenfluss der Saar 9

10 Technische Daten der Kläranlage Homburg Auftraggeber und Betreiber: Entsorgungsverband Saar Auftragnehmer: ARGE Ottweiler Baugesellschaft/AWS Gesamtkosten (einschl. Planung) rd. 19,5 Mio. Euro Baujahr (Fertigstellung): 2005 Ausbaugröße: Angeschlossene Einzugsgebiete: Stadt Homburg mit den zu Homburg gehörenden Stadtteilen: Websweiler Jägersburg Reiskirchen Erbach Kirrberg Schwarzenbach Einöd Verfahrenstyp: Stadt Bexbach mit dem Stadtteil Höchen Entwässerungssystem im Sammlernetz: Einwohnerwerte (EW) EW 100 EW EW EW EW EW EW EW 800 EW Belebungsverfahren mit Nitrifikation, Denitrifikation im Kaskadenverfahren, simultaner Phosphatfällung und Schlammfaulung überwiegend Mischverfahren Hydraulische Belastung Zulaufmenge Trockenwetter: m 3 /h Zulaufmenge Mischwasser: m 3 /h Regenwetterzufluss maximal: m 3 /h Schmutzfrachten im Zulauf Überwachungswerte für den Kläranlagen-Ablauf * CSB BSB 5 Phosphor kg/d kg/d 135 kg/d BSB 5 CSB Ammoniumstickstoff Stickstoff gesamt Phosphor gesamt < 20 mg/l < 90 mg/l < 5 mg/l < 18 mg/l < 2 mg/l * Die vom Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz vorgegebenen Werte für den Kläranlagen-Ablauf werden durch den optimalen Betrieb der Anlage deutlich unterschritten. 10

11 Verfahrenstechnischer Aufbau der Anlage Mechanische Stufe: Zulaufkanal: DN 1800 Grobrechen: Stababstand 30 mm Zulaufpumwerk: 4 trocken aufgestellte Motorpumpen, davon eine als Reserve, Pumpen leis tung je 824 m³/h, 12 m Förderhöhe, Motorleistung 55 kw Rechengebäude: mit 2-straßiger Rechenanlage (Stabweite: 5 mm) und Rechengutpresse Belüfteter Langsandfang: 2-straßig, Länge 31 m, Breite je 3 m, Höhe 3,38 m, mit Fettfang Sandwäscher: max. Zulaufmenge 58 m³/h Vorklärbecken: mit Bypass und Ablaufsammelschacht Volumen m³, Oberfläche 636 m³ Biologische Stufe: 3 Belebungsbecken: Kaskadenbiologie mit Möglichkeit zum Parallelbetrieb, Durchmesser je 30 m, Volumen je m³ Simultanfällungsanlage: Volumen Lagerbehälter: 40 m³ 3 Nachklärbecken: Volumen je m³, Oberfläche je 893 m² Gebläsestation: Nm³ pro Stunde (eingeblasene Luft), 4 Drehkolbengebläse mit je 132 kw (eines davon als Reserve genutzt) Schlammbehandlung: Schlammanfall: 70 m³/d Nassschlamm Voreindicker: für Primärschlamm Zweistraßige maschinelle Überschuss-Schlammeindickung: durch Konzentratoren Faulturm: mit Gasspeicher, Fackel, Entschwefelungs-, Heizungs- und Blockheizkraftwerks-Anlage 2 Nacheindicker Maschinelle Schlammentwässerung: durch 2 Zentrifugen Bandtrockner Mineralisierungsanlage Abluftreinigungsanlage Regenwasserbehandlung: Regenwasserpumpwerk mit Regenwasserspeicher 2 Regen überlaufbecken à m³ und zwei Regenwetterpumpen à Liter pro Sekunde Betriebsgebäude: mit zentraler Leitwarte, Schaltanlage, Heizungsanlage, Lagerräumen, Werkstatt und Sozialräumen 11

12 Lageplan 12

13 Das Einzugsgebiet der Käranlage Homburg 13

14 EVS Entsorgungsverband Saar Postfach Saarbrücken Telefon: 06 81/ Kläranlage Homburg Pirminiusstraße Homburg Broschüren-Stand: