Erläuterungsbericht zur Sanierung und Erweiterung. der Kläranlage Mayen (Stand August 2002)

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1 S t a d t v e r w a l t u n g M a y e n E i g e n b e t r i e b A b w a s s e r b e s e i t i g u n g Erläuterungsbericht zur Sanierung und Erweiterung der Kläranlage Mayen (Stand August 2002) Mit den in den Jahren 1989 und 1991 erlassenen Verwaltungsvorschriften über Mindestanforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer wurden zum Schutze der Nordsee vor Überdüngung die Grenzwerte der Parameter Nährstoffe Stickstoff und Phosphor gesenkt. Da auf kurzer Strecke die Nette durch die Abwässer der Kläranlage der Firma Weig und die der Stadt belastet werden wurden zur Einhaltung Gewässergüteklasse II an beide Anlagen weitere erhöhte Anforderungen hinsichtlich der Reinigungsleistung gestellt und von der Bezirksregierung festgelegt. Geforderte Grenzwerte: Stickstoff 15mg/l, Phosphat 2mg/l. Die ehemals vorhandenen Kläranlage aus dem Jahr 1965 war mit zwei Tropfkörper ausgerüstet. Diese Tropfkörper waren mit Lavabrocken gefüllt, auf denen sich ein biologischer Rasen angesiedelt hatte. Hier fand die biologische Reinigung statt. Die geforderten Grenzwerte konnten mit einem derartigen Verfahren nicht eingehalten werden. Im Jahr 1993 wurde von der Universität Kaiserslautern ein Konzept zur Sanierung und Erweiterung der Kläranlage erstellt. Nach 2 Jahren der intensiven Planungsphase legten die ASAL Ingenieure eine Gesamtkonzeption vor, die zum Genehmigungsentwurf ausgearbeitet wurde. Dieser wurde am von der Bezirksregierung Koblenz genehmigt.

2 Bei der neuen Kläranlage handelt es sich um eine einstufige Belebungsanlage, bestehend aus mechanischer Vorreinigung, biologischer Reinigung mit Belebungs- und Nachklärbecken und anaerob-mesophiler Schlammbehandlung. Für die mechanische Reinigungsstufe ist im 3.Bauabschnitt der Neubau eines Feinsiebes und eines einstraßigen belüfteten Langsandfanges mit Fettfang vorgesehen. Die Vorklärung besteht aus einem Becken (420m 3 ) mit einer Aufenthaltszeit ca. 1,0 h Für die Biologische Reinigungsstufe wurde aus einer Vielzahl von möglichen Varianten das Verfahren der intermittierenden Denitrifikation in Umlaufgräben mit horizontal durchströmten, rechteckigen Nachklärbecken in kompakter Bauweise gewählt und angewendet. Zur Stickstoffelimination wurde das Belebtschlammverfahren in zwei parallelen Umlaufbecken gewählt. Bei der intermittierenden Denitrifikation besteht keine räumliche Trennung zwischen Zonen in denen nitrifiziert und solchen, in denen denitrifiziert wird. Der Wechsel zwischen aeroben belüfteten Milieubedingungen in denen nitrifiziert und anoxischen, unbelüfteten Milieubedingungen in denen denitrifiziert wird, läuft in zeitlicher Folge abwechselnd ab. Zur Entnahme des Phosphors werden sowohl die Verfahren der chemischen als auch die der biologischen Phosphorelimination angewendet. Beckenvolumen m 3 Beckenlänge 45 m, Beckenbreite 2 x 10 m, Wassertiefe 6m. Die Nachklärbecken sind als längsdurchströmte Becken zweistraßig neben den Belebungsbecken angeordnet. Beckenvolumen m 3, Beckenlänge 45 m, Beckenbreite 2 x 6,3 m Belebungsbecken und Nachklärung bilden verfahrenstechnisch eine Betriebseinheit. Im Nachklärbecken wird der Belebtschlamm vom biologisch gereinigten Abwasser getrennt, gesammelt, gespeichert und eingedickt. Durch Herabsetzen der Fließgeschwindigkeit kommt es zu einem Absinken der Belebtschlammpartikel auf den Boden des Nachklärbeckens. Ein bisher zur Nachklärung genutzter Dortmundbrunnen wurde als Prozesswasserspeicher mit einem Nutzvolumen von 200m 3 umgerüstet.

3 Der auf der Kläranlage anfallende Schlamm setzt sich aus dem Primärschlamm der Vorklärung, dem Überschußschlamm der Biologie sowie dem Fällungsschlamm der Phosphorfällung zusammen. Der Überschußschlamm wird aus dem Vorlagebehälter mit einem TS-Gehalt von ca. 1,5% entnommen und maschinell auf einen TS-Gehalt von 6 % eingedickt. Durch eine Schlammfaulung erfolgt die Stabilisierung des Klärschlammes. Der mehrstufige Abbauprozeß läuft simultan im Faulbehälter ab. Die Endprodukte dieses Faulungsprozesses sind Kohlendioxid (C0 2 ), Methan (CH 4 ) und Wasser (H 2 0). Der Primärschlamm wird direkt, der Überschußschlamm nach vorheriger Entwässerung über das Pumpwerk dem Faulbehälter zugeführt. Einer der beiden vorhandenen Faulbehälter mit einem Volumen von 1.350m 3 und einer Aufenthaltszeit von ca. 10St. wird zur Schlammfaulung genutzt. Die Faulraumtemperaturen liegen immer um 37 0 C. Der ausgefaulte Schlamm gelangt in den Nacheindicker bzw. Schlammstapelbehälter (V = 1.350m 3 ) Der eingedickte Faulschlamm mit ca. 4% TS-Gehalt gelangt in die Schlammentwässerungshalle. Mittels einer Hochleistungszentrifuge sind TS-Gehalte 30% erreichbar. Der anfallende, ausgefaulte Schlamm soll an 5 Arbeitstagen innerhalb von 6 Arbeitsstunden entwässert werden. Der Schlamm wird vollständig landwirtschaftlich verwertet. In dem im Bau befindlichem Betriebsgebäude werden die sanitären Einrichtungen des Kläranlagenpersonals, das Labor, die Schaltwarte und ein Aufenthaltsraum untergebracht. Das Labor ist mit Meßinstrumenten zur Durchführung der Eigenkontrolle ausgestattet. Im Dachgeschoss wird ein Aktenraum und ein Vorführraum installiert. Durch die Umbau- und Erweiterungsarbeiten an der Kläranlage wurde der Energiebedarf gesteigert. Die für den Betrieb der Kläranlage Mayen benötigte elektrische Energie wird von den RWE durch einen Transformator mit 250 KVA zur Verfügung gestellt. Die Notstromversorgung ca. 176 KVA. erfolgt über eine dieselbetriebene Netzersatzanlage.

4 Der Bedarf an thermischer Energie zur Faulraum- und Betriebsgebäudeheizung kann mit einem Heizkessel sicher gedeckt werden. Die erforderliche Notstromversorgung wird durch ein Notstromaggregat sichergestellt. Ein Blockheizkraftwerk zur Erzeugung von thermischer und elektrischer Energie kann in Abhängigkeit vom Faulgasanfall zu einem späteren Zeitpunkt in die bestehende Konzeption eingebunden werden. Bei der anaeroben Schlammfaulung werden organische Substanzen in Faulgas und Wasser umgewandelt kj/ Wh). Der Heizwert wird zur Erzeugung von thermischer, mechanischer oder elektrischer Energie genutzt. Zur Steuerung und Automatisierung werden speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) eingesetzt. Die Prozeßführung, -optimierung, -archivierung und - visualisierung wird über ein Rechnersystem auf PC-Basis erfolgen. Der Rechner, der im neuen Betriebsgebäude aufgestellt wird, realisiert die Erfassung aller prozeßrelevanten Informationen, deren Weiterverarbeitung und Ausgabe. Die Steuerung erfolgt in den verschiedenen Ebenen: Handbetrieb vor Ort, in Teilautomatik als Softwareeingriff und als Automatikbetrieb (NSV). Für die Sanierung und Erweiterung der Kläranlage Mayen ist unter Berücksichtigung der Aufrechterhaltung des Betriebes folgender Baustand erreicht oder noch vorgesehen: Vor Beginn der Baumaßnahmen wurden die Schlammtrockenbeete abgerissen und die Sicherungsmaßnahmen zur Stabilisierung des Hanges westlich der späteren Belebungsbecken durchgeführt. Der erste Bauabschnitt war mit der Erstellung der biologischen Reinigungsstufe und der Maschinengebäude zum Ende des Jahres 1998 fertiggestellt und wurde in Betrieb genommen. Mit der Inbetriebnahme des ersten Bauabschnittes werden die Anforderungen an die Kläranlage voll erfüllt.

5 Für den zweiten Bauabschnitt wurden die beiden Tropfkörper abgerissen, das neue Betriebsgebäude errichtet und der Niederdruckgasbehälter aufgestellt. Gleichzeitig wurden die bestehenden Dortmundbrunnen, der eine zum Überschussschlamm -Vorlagebehälter, der andere zum Pufferbecken umgebaut sowie die Heizungsanlage und die Prozessleitungen der Faultürme erneuert. Dieser Bauabschnitte im Jahre 2000 fertig gestellt. Im dritten und letzten Bauabschnitt wurde die mechanische Reinigungsstufe umgebaut. Neben dem vorhandenen Zulaufbereich wurde ein neues Zulaufgerinne mit Siebrechen und Sand- und Fettfang errichtet. Mit diesen Arbeiten wurde im Sommer 2000 begonnen und einschließlich der Außenanlagen im Herbst 2002 fertiggestellt. Die veranschlagten Baukosten und Baunebenkosten: 7,26 Mio. trotz der langen Baufase nur geringfügig überschritten. Durch die gelungene Konzeption der Neubaues und Erweiterung der Kläranlage mit Einbindung der vorhandenen Anlagenteile und des abgestimmtem Verfahren konnte gegenüber einer vorherigen Planung Kosten in der Größenordnung von 6,60 Mio. eingespart werden. Mayen, im August 2002