Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften - infernum. Abwasser. Entstehung, Eigenschaften und Behandlung

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1 Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften - infernum Abwasser Entstehung, Eigenschaften und Behandlung

2 Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften - infernum Abwasser Entstehung, Eigenschaften und Behandlung von Joachim Danzig

3 Impressum Titel: Abwasser: Entstehung, Eigenschaften und Behandlung von: Joachim Danzig 2008 FernUniversität in Hagen, Hagen Alle Rechte vorbehalten. Studienangebot: Interdisziplinäres Fernstudium Umweltwissenschaften (infernum) Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere das Recht der Vervielfältigung und Verbreitung sowie der Übersetzung und des Nachdrucks, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Kein Teil des Werkes darf in irgendeiner Form (Druck, Fotokopie, Mikrofilm oder ein anderes Verfahren) ohne schriftliche Genehmigung der FernUniversität in Hagen reproduziert oder unter Verwendung elektronischer Systeme verarbeitet, vervielfältigt oder verbreitet werden.

4 5 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Einführung und Lernziele Historischer Rückblick Zahlen, Definitionen und grundlegende Erläuterungen Situation in Deutschland Begriffsbestimmungen Wirkungen von Abwasserinhaltsstoffen Quantitative Beschreibung der Belastung von Abwässern Arten von Abwässern Häusliches Abwasser Kommunales Schmutzwasser Gewerbliches Abwasser Krankenhausabwässer Wasserverunreinigungen durch landwirtschaftliche Aktivitäten Wasserverunreinigungen durch Deponiesickerwässer Rechtliche Grundlagen Wasserhaushaltsgesetz Abwasserabgabengesetz Abwasser-Verordnung Wasserrahmenrichtlinie des Europäischen Parlaments und des Rates Klärschlammverordnung Sonstige Gesetze und Verordnungen Aufbau der Kanalisation Dimensionierung der Kanalisation Regenwasserabfluss Entwässerungsverfahren Technik der Abwasserreinigung in einer kommunalen Kläranlage Mechanische Vorbehandlung Einsatz von Fällmitteln und Flockungshilfsmitteln Flotation...42

5 6 8.2 Biologische Abwasserreinigung Entwicklungsweg zum heutigen Belebtschlammverfahren Stoffwechsel aerober Mikroorganismen Tropfkörper und Tauchkörper Belebtschlammverfahren Weitere Möglichkeiten der Fällung Weitergehende Reinigung durch Elimination von Phosphor- und Stickstoffverbindungen Phosphorentfernung Fällung Biologische Phosphorentfernung Stickstoff-Elimination Ammoniumentfernung Nitratentfernung Verfahrenstechnische Ausgestaltung der Stickstoffentfernung Weitere Verfahren zur Abwasserreinigung Kleinkläranlagen Pflanzenkläranlagen Abwasserteiche Spezielle Verfahren der Abwasserreinigung Anaerobe Abwasserreinigung Grundlagen Verfahrenstechnische Gestaltung Behandlung des Abwasserschlamms Begriffserläuterungen Herkunft von Schlämmen Belastung von Klärschlämmen Verwertungs- und Entsorgungswege für Klärschlamm Stabilisierung von Klärschlämmen Entwässerung von Klärschlämmen Verwertung oder Beseitigung als Alternativen der Schlammbehandlung Zusammenfassende Darstellung der Möglichkeiten Ausbringung auf landwirtschaftliche Nutzflächen Verbrennung Kosten Fäkalschlämme Zukünftige Entwicklungen... 84

6 7 13 Literaturverzeichnis Einführende Literatur Weiterführende Literatur Tabellenverzeichnis Abbildungsverzeichnis...89 Anhang: Lösungen der Übungsaufgaben...90 Anhang: Glossar...94

7 85 13 Literaturverzeichnis 13.1 Einführende Literatur Knoch, Wilfried: Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Abfallentsorgung: Chemische und analytische Grundlagen. 2. Auflage, Weinheim: VCH, 1994 Das Buch wendet sich an Auszubildende und Angehörige von Umweltschutzund Chemieberufen sowie an alle, die am Umweltschutz interessiert sind. Der erste Teil vermittelt Grundkenntnisse der Chemie unter steter Berücksichtigung des Umweltschutzes. Zahlreiche Beispiele werden durchgerechnet. Im zweiten Teil werden die stoffkundlichen und analytischen Grundlagen des lebensnotwendigen Wassers und seiner Aufbereitung, der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung eingehend erklärt. Sammlung, Transport, Umgang, Entsorgung und Recycling nicht vermeidbarer Abfälle und Sonderabfälle schließen sich an. Umweltbundesamt (Hrsg.): Was Sie schon immer über Umwelt und Wasser wissen wollten. 3. Auflage, Stuttgart: Kohlhammer, 1993 Das Taschenbuch gibt Antworten auf viele Fragen im Bereich Wasser und Umwelt. Es werden Begriffe aus dem Sprachschatz von Wasserwirtschaft und Gewässerschutz erläutert Weiterführende Literatur Bahlo, Klaus; Wach, Gerd: Naturnahe Abwasserreinigung. 4. Auflage, Staufen; Ökobuch-Verlag, 1996 Ein Ratgeber für Grundstücksbesitzer und Planer, die häusliche Abwässer umweltschonend und landschaftsbezogen entsorgen möchten. Wie muss eine Pflanzenkläranlage geplant sein, damit sie von den Behörden genehmigt wird? Welche Kenntnisse und Materialien werden zum Bau benötigt? Was kostet die Anlage und welcher Wartungsaufwand ist erforderlich? Auf diese und alle weiteren mit dem Bau und Betrieb von Pflanzenkläranlagen verbundenen Fragen gibt dieses Buch ausführlich und verständlich Antwort. Bank, Matthias: Basiswissen Umwelttechnik. 4. Auflage, Würzburg: Vogel 2000 Das Buch bietet eine kompakte Einführung in die technischen und rechtlichen Grundlagen der umwelttechnischen Kernfächer Wasser, Luft, Abfall, Lärm und Recht. Weiterhin werden Gefahrstoffe/Gefahrgüter berücksichtigt. Das Buch ermöglicht allen, die sich in der Aus- oder Fortbildung befinden, einen fundierten Einstieg in die wesentlichen Belange des Umweltschutzes. Bischofsberger; Wolfgang; Hegemann, Werner: Lexikon der Abwassertechnik. 7. Auflage, Essen: Vulkan, 2005

8 86 Es handelt sich um ein umfassendes Werk mit Begriffsbestimmungen A bis Z sowie im Anhang Richtlinien und Arbeitsblätter aus dem DVGW- Regelwerk Wasser und dem ATV-DVGW-Regelwerk Wasserwirtschaft, Abwasser, Abfall, Boden. Weiterhin finden sich englische Übersetzungen der Fachbegriffe. Damit steht dem Nutzer eine umfangreiche Sammlung international einheitlich genormter Begriffe aus dem Bereich der Abwassertechnik zur Verfügung. Bliefert, Claus: Umweltchemie. 3. Auflage, Weinheim: Wiley-VCH, 2002 Für diesen Lehrtext relevante Teile des Inhalts sind Umweltchemie, Chemie der Umwelt, Stoffe in der Umwelt, Umweltrecht; Wasser: Grundlagen, Wasserkreislauf, Wasserbelastungen, spezielle Wasserbelastungen, Trinkwassergewinnung und Abwasserreinigung, Gewässerschutzrecht Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (Hrsg.), 2004: Umweltpolitik - Die Wasserrahmenrichtlinie Neues Fundament für den Gewässerschutz in Europa (Langfassung) Diese Broschüre vermittelt wesentliche Informationen zur Wasserrahmenrichtlinie. Chip GmbH, ZEK Zentrum für Entsorgungstechnik und Kreislaufwirtschaft (Hrsg. in Kooperation mit der Wasserwirtschaftsinitiative NRW): Biologische Abwasserbehandlung Technologien zur Überschussschlammreduktion bei der biologischen Abwasserbehandlung Die Broschüre vermittelt grundlegende Kenntnisse zur biologischen Abwasserreinigung mit einem Schwerpunkt auf der Klärschlammbehandlung. Hosang, Wilhelm: Abwassertechnik. 2. Auflage, Stuttgart/Leipzig: Teubner 1998 Aus dem Inhalt: Arten und Mengen des Abwassers - Grundlagen des Entwässerungsentwurfs - Bauliche Gestaltung von Entwässerungsanlagen - Abwasserreinigung Kunz, Peter: Behandlung von Abwasser. Würzburg: Vogel, 2002 Das Buch bietet zunächst einen kompakten Überblick über das Abwasserrecht. Dann folgt eine Darstellung der emissionsarmen Produktionsverfahren und der mechanisch-physikalischen, biologischen und chemischphysikalischen Abwasserbehandlung. Ferner enthält das Buch Beispiele ausgeführter Anlagen. Lange, Jörg; Otterpohl, Jörg: Abwasser Handbuch zu einer zukunftsfähigen Wasserwirtschaft. 2. Auflage, Donaueschingen-Pfohren: MALL-BETON- Verlag, 2000 Das Handbuch vermittelt Grundlagen, erklärt Hintergründe, gibt viele anwenderorientierte Tipps und schlägt Erfolg versprechende ökologische Sanitärkonzepte zum Thema Wege zur Kreislaufwirtschaft durch dezentrale Ab-

9 87 wasserbehandlung. Die Autoren Jörg Lange und Ralf Otterpohl stellen ihr interdisziplinäres Fachwissen praxisnah und allgemeinverständlich in den Zusammenhang einer kreislauforientierten Wirtschaft. Internet: