Kläranlage. Der durchschnittliche Verbrauch an Trinkwasser am Tag und pro Kopf beträgt in Deutschland. 150 Liter

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1 Grafiken wurden aufgrund ihrer Größe entfernt Jürgen Zerbe W Kläranlage Wasserverbrauch Der durchschnittliche Verbrauch an Trinkwasser am Tag und pro Kopf beträgt in Deutschland 150 Liter Bereits am frühen Morgen, von 6:00 9:00 Uhr, steigt der durchschnittliche Wasserbedarf in der Bundesrepublik, auf 40 m³ / pro Person an. (Überwiegend für die Morgenwäsche). Zwischen 12:00 14:00 Uhr steigt der Verbrauchswert auf 60 m³ an. (Kochen, Spülen). Für den restlichen Zeitraum bis zum Abend, fallen weitere 30 m³ an. In den nächtlichen Stunden, werden nur 20 m³ verbraucht. ( Schlafenszeit) Der Verbrauch teilt sich auf in: 4 l zum Kochen 5 l zum Autowaschen 6 l zum Putzen 7 l zum Gießen des Gartens 7 l zur Körperwäsche 20 l zum Kleiderwaschen 20 l zur Toilettenspülung 50 l zum Baden oder Duschen Hier stellt sich die Frage, ob es wirklich notwendig ist, für Tätigkeiten, wie Autowäsche oder Toilettenspülung, bestes Trinkwasser zu verwenden. Kanalisation: Im wesentlichen, werden zwei unterschiedliche Kanalisationstypen in der Bundesrepublik verwendet. Seltener, weil teurer, gibt es das Trennsystem in der Abwasserkanalisation. Bei diesem System, werden zwei voneinander unabhängige Rohrleitungssysteme benutzt, um z. B. Haushaltsabwasser von den Gullysytem für Regenwasser zu trennen. Bei diesem System muss allerdings doppelt verlegt werden, was es sehr teuer macht. Darüber hinaus treten bei Anschlussarbeiten häufig Verwechslungen auf, die dazu führen, dass 1

2 Haushaltsabwasser in die Regenleitung fließt und umgekehrt. Fehlleitungen können bis zu 70 % des Abwassers ausmachen, so die Aussage des Kläranlagenmeisters in Meitingen. Darüber hinaus, verdünnt das Regenwasser das Schmutzwasser, was die Klärung erschwert und die Werte verfälscht. Häufigere Anwendung findet das Mischsystem. Dabei werden alle Abwasser in einem Hauptrohr gesammelt und zur Kläranlage weitergeleitet. In beiden Systemen, sind sogenannte Stauräume oder Regenüberlaufbecken integriert. Diese haben die Aufgabe, bei starken Regengüssen, eine kurzfristig anfallende Überflutung aufzuhalten. Bei extrem anhaltendem Regen, können auch solche Stauräume überfordert sein, was dazu führt, dass die Kläranlage mehr Schmutzwasser bekommt, wie sie verarbeiten kann. Das hat wiederum zur Folge, dass mehr schlecht gereinigtes Wasser in den Vorfluter (Bäche, Flüsse, Seen) zurückgeführt wird. Über die Kanalisation, wird das Schmutzwasser in das Pumpenhebewerk: weitergeleitet. In einem Zulaufbecken ist ein Hebewerk angebracht, dass das ankommende Schmutzwasser bis zu 7 m nach oben befördert, um das nötige Gefälle für die folgenden Reinigungsstufen zu erhalten. Dieses Hebewerk besteht z. B. aus einer Wasserförderschnecke, die das Abwasser buchstäblich in die Höhe schraubt. Anschließend läuft das Schmutzwasser über einen Rechen, der dafür sorgt, dass alle mechanischen Verunreinigungen über 6 mm Größe, abgesondert werden. Der Wassergehalt der abgesonderten Masse wird über eine Presse auf 15 % reduziert, in Müllcontainern gesammelt und wie normaler Haushaltsmüll in der Müllverbrennungsanlage entsorgt. Das Schmutzwasser wird nun nach der mechanischen Grobreinigung in ein belüftetes Langsandfangbecken: eingeleitet. Ein solches Langsandfangbecken ist 20 m lang, und senkt die Fließgeschwindigkeit des Abwassers. Diese Herabsetzung der Fließgeschwindigkeit, hat zur Folge, dass sich die schwereren mechanischen Fremdkörper am Grund des 2,80 m tiefen Beckens ablagern. Zusätzlich wird 2

3 über Düsen, Luft im oberen Teil des Beckens eingebracht. Durch diese Luft entsteht eine Rotationsbewegung, die zum einen das Absinken der Fremdkörper wie Sand oder Kies unterstützen soll, und zum anderen bilden sich durch den dadurch entstehenden Überschuß an Sauerstoff Fettpolster, die an der Wasseroberfläche in Klumpenform schwimmen. Diese bestehen aus allen Stoffen, die einen leichteren spezifischen Gewichtsanteil als Wasser haben. Um zu erreichen, dass sich die Fettpolster bilden können, muss dass Wasser von der einströmenden Preßluft beruhigt werden. Dies geschieht durch Schwemmbleche, die ca. 1/3 der Wasseroberfläche für den belüfteten Teil und 2/3 für die Fettabsonderung abgrenzt. Der am Beckengrund angesammelte Sand wird über ein Räumblech behutsam in einen Sandfang befördert. Von diesem Sandfang wird der Sand in den Sandwäscher gepumpt, der noch einmal eine mechanische Absonderung von Teilchengrößen bis 1 mm vornimmt. Der dabei entstehende Sand wird vor allem zur unterirdischen Kabelverlegung verwendet. Die an der Wasseroberfläche schwimmende Fettpolster werden ebenfalls durch einen Räumer in ein Auffangbecken geschoben. Das angesammelte Fett wird entweder über eine Pumpe in den Zulauf vor dem Rechen gepumpt, wo es am Rechen ausgesondert wird und in den Haushaltsmüll gelangt, oder per Hand abgeschöpft und in dem Faulturm gebracht. Faulturm: Die im abgelagerten Schlamm lebenden Fäulnisbakterien bauen organische Verbindungen ab wie z. B. Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße usw. Als Produkt dieses Fäulnisprozesses entstehen Aminosäuren, Fettsäuren und Alkohole, die wiederum den Methanbakterien als Nahrung dienen. Neben Ammoniak und Kohlenstoffdioxid entsteht auch Methan. Dieses Methangas ist wirtschaftlich nutzbar und dient der Kläranlage als Energieversorgung. So wird z. B. der Faulturm auf 37 C aufgeheitzt, um den Fäulnisprozess im Gang zu halten. Der Rest wird in das öffentliche Gasnetz eingespeißt. Langsandfangbecken 3

4 Langsandfang (Seitenansicht) Vorklärbecken: Das Vorklärbecken dient jetzt noch einmal zur mechanischen Absonderung feinster Teilchen die absinken oder auch an der Oberfläche schwimmen. Die Trennung erfolgt auf die gleiche Art und Weise wie im Langsandfang, nur mit erheblich langsamerer Fließgeschwindigkeit (0,7 m / sec.) Der Räumer bewegt sich nur noch mit einer Geschwindigkeit von 1 cm / sec. Die am Beckengrund sich ablagernden Substanzen, die überwiegend aus organischen Materialien bestehen, bilden einen sogenannten Primärschlamm, der sich nach der Räumung im Pumpensumpf ansammelt und direkt in den Faulturm befördert werden. Hier endet die mechanische Abwasserreinigung. Im Abwasser befinden sich jetzt noch ca. 2/3 der Verschmutzung in gelöster Form, die nun biologisch abgebaut werden. Hierzu wird das mechanisch gereinigte Abwasser in das sogenannte biologisches Belebungsbecken: weitergeleitet. In diesem belebten Becken befinden sich Milliarden von Bakterien und anderen Kleinstlebewesen, wie z. B. Pantoffeltierchen oder andere Einzeller. Diese Lebewesen bilden den Belebtschlamm (Flocken von organischen Teilchen) und bauen die im Belebtschlamm sich befindlichen Organismen in körpereigene Substanzen um, die wiederum ausgeschieden werden und sich am Boden ablagern. Die meisten Bakterien im Belebungsbecken sind aerobe Bakterien, was bedeutet, das sie Sauerstoff benötigen um zu leben. Da in dem Belebungsbecken nun aber viele Milliarden Bakterien sich angesammelt haben, würde das Abwasser sehr schnell umkippen, da die aeroben Bakterien nicht genug Sauerstoff hätten. Um dies zu vermeiden, wird über eine Druckluftbelüftung Sauerstoff in das Becken zugeführt. 4

5 Neben der Sauerstoff angereicherten Zone (Nitrifikation), wird in dem Belebtbecken auch eine Sauerstofffreie Zone eingerichtet, die Mikroorganismen zum Leben erwecken, die keinen Sauerstoff zum Leben benötigen (anaerobe Bakterien) und Stickstoff abbauen. Diesen Vorgang nennt man Denitrifikation. Um dem Abwasser zusätzlich Nährstoffe zu entziehen, werden Fällmittel zugeführt. Fällmittel bestehen aus Eisen III Chlorid oder Aluminiumsulfat und sind Abfallprodukte aus der Metallindustrie. Diese Fällmittel binden die im Belebtschlamm sich befindlichen Phosphate und werden ebenfalls wiederum dem Faulturm zugeführt. Der Abbau der Ablagerungen im gesamten Belebungsbecken, wird wieder über einen Räumer vorgenommen, der den Belebtschlamm wiederum in ein Nachklärbecken: transportiert. Dort werden die Bakterien vom gereinigten Wasser auf der selben physikalischen Grundlage wie im Vorklärbecken getrennt (absetzen des Belebtschlamms). Der sich am Beckengrund angesammelte Sekundärschlamm wird nun zu 2/3 wieder in das Belebungsbecken zurückgeführt, um eine sogenannte Belebungsimpfung im biologischen Becken vorzunehmen. Der Rest wird in den Faulturm gepumpt. Das im Nachklärbecken befindliche gereinigte Wasser wird nun durch Leitbleche von der Oberfläche direkt in den Vorfluter geleitet. Biologisches Belebungsbecken mit integriertem Nachklärbecken Schlußbemerkungen: 5

6 Eine mechanisch- biologische Kläranlage hat im Bezug auf organische Schmutzstoffe einen Wirkungsgrad, von 70 % 95 %. Bei dem Abbau von Phosphaten reicht es nur für ca. 35 %. Nitrate werden zu 40 % - 60 % abgebaut. Der im Faulturm angesammelte Klärschlamm stellt ein echtes Umweltproblem dar. Nur wenn die Schadstoffgehalte in diesem Schlamm den Anforderungen entsprechen, kann eine Entsorgung auf einem Landwirtschaftlich genutztem Acker erfolgen. Dieser Acker muss vorher einer strengen Bodenkontrolle unterzogen werden und in den darauf folgenden 5 Jahren weiter überwacht werden. Außerdem wird dem Landwirt vorgeschrieben, was angebaut werden darf und was nicht. Vielerorts wird der Klärschlamm deponiert und soll zukünftig unter Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen verbrannt werden. Nach einer sehr umfangreichen theoretischen und praktischen Eiweisung des Kläranlagenmeisters, Herrn Norbert Uhl, von der Kläranlage Meitingen, ist mir bewusst gworden, dass am Ende einer Kläranlage das Wasser nicht als gereinigt bezeichnet werden sollte, sondern als geklärtes Wasser. Denn immer noch sind viel zu viele Rückstände darin, die wir bedenkenlos in die Toilette spülen, mit der irrigen Annahme, das wird schon wieder sauber gemacht. Mit ein bißchen gutem Willen, kann jeder einzelne von uns dazu beitragen, unserer Umwelt und damit auch uns einen großen Gefallen tun. Quellenverzeichnis: Handbuch für Ver- und Entsorger ; Band 3 Fachrichtung Abwasser von Stier, Baumgart, Fischer F. Hirthammer Verlag München Biologie der Abwasserreinigung von Mudrack und Kunst Gustav Fischer Verlag Anaerobe alkalische Schlammfaulung von H&M Roediger, Kapp Oldenbourg Verlag Mikroorganismen in der Abwasserreiningung von Buck Hirthammer Verlag Internet Norbert Uhl, Kläranlagenmeister, Meitingen (besten Dank dafür) 6