Membrankläranlage Kaarst

Transkript

1 Membrankläranlage Kaarst Kläranlagenbesuch der Klasse BZO-1 Albrecht Dürer-Schule am

2 Klärwerk mit Membran-Technologie: Die Kläranlage Kaarst wurde als Pilotprojekt ausgewählt und als Membrananlage gebaut. Die Bauzeit betrug zwei Jahre, von und seit 2004 ist die Anlage betriebsbereit. Die bereits angesprochenen Membranen ersetzen das sogenannte Nachklärbecken, Details dazu an anderer Stelle. Die Kläranlage ist an einen Mischwasserkanal angeschlossen und ist für einen Einwohnerwert von 80Tsd. Dimensioniert. Dieser Einwohnerwert teilt sich je zur Hälfte auf Hausanschlüsse und Anschlüsse aus der Industrie (z.b. Krankenhäuser, Fabriken, etc.) auf. Bei normalem Trockenwetterabfluss reinigt die Kläranlage etwa m³ Abwasser pro Tag. Bei Regenereignissen und einem daher erhöhten Schmutzwasserabfluss bis zu 30000m³ Abwasser pro Tag. Der Weg des Abwassers vom Eintritt in die Kläranlage bis zum Austritt in einen Bach. Das Abwasser wird durch einen großen Mischwasserkanal der Kläranlage zugeführt. Zuerst durchläuft das Wasser einen Feinrechen, sodass Grobstoffe herausgefiltert werden. (Bild1) Bild 1: Der Abstand zwischen den einzelnen Rechen beträgt etwa einen Millimeter. Dieser Vorgang der mechanischen Reinigung erfolgt im sogenannten Rechengebäude. Die Grobstoffe werden direkt in einen Container befördert und fachgerecht entsorgt. (Bild 2) Bild 2: 1

3 Bild 3 Im Anschluss durchläuft das Abwasser den Sandfang. Bei der Kläranlage Kaarst liegt ein belüfteter Sandfang vor, der zum einen Sand bzw. Schlamm, welcher sich am Boden absetzt herausfiltert. Zum anderen werden Öle, die sich aufgrund von Wasserverwirbelungen durch einströmende Luft an der Wasseroberfläche absetzen mit einem Schieber abgezogen.(bild 3) Die schematische Darstellung (Bild 4) verdeutlicht die Funktionsweise eines belüfteten Sandfangs. Der Sand setzt sich in der Sandfanggutrinne ab. Öle setzen sich in der Fettfangkammer an der Oberfläche ab. Das Becken ist durch eine Tauchwand getrennt. Somit entstehen zwei, an der Oberfläche sich unterscheidene Becken. Im Hauptbecken ist das Wasser aufgewühlt durch Lufteinstrom, die Fettfangkammer ist ruhig, sodass sich Öle absetzen können. (Bild 4) (Bild 5) Im Anschluss durchläuft das Abwasser ein Feinsieb, mit einem Millimeter großen, quadratischen Maschen. (Bild 5) Nach diesen ersten Schritten der Klärung gilt die mechanische Klärung als beendet. 2

4 In der chemischen bzw. biologischen Klärung wird in einem ersten Schritt, Mithilfe von zugeführtem Sauerstoff Nitrit zu Nitrat umgewandelt. Dieser Vorgang nennt sich Nitrifikation.(Bild 6) (Bild 6) In einem zweiten Schritt wir unter Zugabe von Bakterien Nitrat zu Stickstoff umgewandelt, welches in die Atmosphäre abgegeben werden kann. Dies ist unbedenklich möglich, da die Atmosphäre einen Stickstoffanteil von 70% aufweist. (Bild 7, Bild 8) (Bild 7) (Bild 8) Im dritten und letzten Schritt der chemischen Klärung, wird Eisen 3 dem Abwasser zugeführt, (Bild 9) welches Phosphate bindet und zusammen mit den gebundenen Phosphaten entfernt werden kann. Das Eisenphosphatgemisch wird durch Zentrifugen getrocknet, indem das Wasser entzogen wird. Anschließend wird es verbrannt und somit als Energiequelle genutzt. 3

5 Faulschlamm und Methangase werden ebenfalls verbrannt und als Energie genutzt, die der Kläranlage zur Verfügung stehen. (Bild 9) Nachdem die chemische bzw. biologische Klärung abgeschlossen ist, wird das Abwasser durch die Membranen geleitet. Die Membranen bestehen aus Spaghetti, dünne Gummischläuche, die ein aus Baumwolle stabilisierendes Innere vorweisen und im Kern hohl sind. (Bild 10, Bild 11) (Bild 10) neue Membrane (Bild 11) benutzte Membrane Das Abwasser wird durch kleine Öffnungen (wenige Nanometer groß) in das Innere der Schläuche gesogen. Dies geschieht durch Unterdruck. Dabei wird ein bestimmter Rhythmus berücksichtigt indem Abwasser in die Schläuche eingesogen wird, aber auch wierder ausgestoßen wird. Durch diese Methode können die Schläuche sich nicht zusetzen. Der Sog bzw. Druck wird mit einem Intervall von 500 Sekunden saugen und 50 Sekunden drücken ausgeübt. Dafür gibt es 8 Motoren, die diesen Rhythmus steuern. (Bild 12, Bild 13) 4

6 (Bild 12) (Bild 13) Die verwendete Membrananlage ersetzt allerdings nicht nur das bekannte Nachklärbecken, sondern überholt es, da die Reinigung effektiver ist. Nachteilig ist zum momentanen Zeitpunkt noch der finanzielle Aspekt, jedoch zeigen die kontinuierlichen Verbesserungen der Anlage, dass es immer wieder neue Einsparmöglichkeiten gibt. Als Beispiel dafür kann der Strombedarf dienen, der in einem Zeitraum von 11 Jahren ( ) von 2kW/h auf 0,8kW/h reduziert wurde. Die Kläranlage in Kaarst war zunächst die einzige ihrer Art. Der Bau vieler weiterer Anlagen dieser Art und die Ergebnisse, die die Anlage vorweisen kann bestätigen die absolute Konkurrenzfähigkeit der Anlage im Vergleich zu herkömmlichen Kläranlagen (Bild 14) gereinigtes Wasser Trinkwasserqualität (Zitat: Klärwerksmeister) Vielen Dank für Ihr Interesse erstellt von: Daniel Kukuczka BZO-1 5