Kläranlage Eschringen. Entsorgungsverband Saar, Tel / , Postfach , Saarbrücken,

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1 Kläranlage Eschringen Entsorgungsverband Saar, Tel / , Postfach , Saarbrücken, 1

2 Die Kläranlage Eschringen In der Kläranlage Eschringen werden die Abwässer aus den Saarbrücker Ortsteilen Eschringen und Ensheim, des Flughafens Saarbrücken (teilweise) und aus dem Mandelbacher Ortsteil Ormesheim gereinigt. Die moderne zweistraßige Kläranlage ist für Einwohnerwerte* ausgelegt. Sie wurde im August 2008 offiziell in Betrieb genommen und ersetzt die alte Anlage aus den 60er Jahren, deren Reinigungsleistung nicht mehr den heutigen Anforderungen genügte. Geplant wurde die Kläranlage Eschringen im Auftrag des EVS vom Zentralen Kommunalen Entsorgungsbetrieb, einem Eigenbetrieb der Stadt Saarbrücken. Zur Behandlung des Abwassers wird das SBR- Verfahren (sequenz-batch-reactor-verfahren/einbeckenverfahren im Aufstaubetrieb) eingesetzt. Dabei erfolgen die einzelnen Verfahrensschritte der Abwasserreinigung nicht wie bei konventionellen Durchlaufanlagen in mehreren voneinander getrennten Becken, sondern in einem einzigen Reaktor. Die einzelnen Phasen der Reinigung können je nach Bedarf verkürzt oder verlängert werden. Diese Verfahrensflexibilität ermöglicht es, den Reinigungsprozess optimal an die wechselnden Abwasserbedingungen (Zulaufmenge, Verschmutzungsgrad) anzupassen und eine sehr gute Reinigungsleistung zu erreichen. Sämtliche auf EU-, Bundes-, und Landesebene geforderten Werte für den Ablauf werden von der Kläranlage Eschringen eingehalten oder sogar weit unterschritten. Gewässerschädliche Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen werden weitgehend entfernt und die Reststoffe wie Schlamm, Rechengut, Sand und Fette umweltschonend entsorgt. Davon profitiert der Saarbach, in den nur noch bestens geklärtes Wasser eingeleitet wird. *Ein Einwohnerwert entspricht der Abwasserbelastung, die ein Einwohner am Tag verursacht. Hält bzw. unterschreitet sogar die gesetzlich vorgegebenen Ablaufwerte: die neue Kläranlage Eschringen 2

3 Betriebssicherheit durch elektronische Steuerungssysteme Die Kläranlage Eschringen ist mit umfangreichen mess- und regeltechnischen Einrichtungen ausgestattet, um den Reinigungsprozess sicher steuern und überwachen zu können. Die Qualität des Kläranlagen-Ablaufs wird täglich vom Betriebspersonal analysiert und in regelmäßigen Abständen vom EVS-Zentrallabor und der Überwachungsbehörde, dem Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz, kontrolliert. Im Normalbetrieb wird die gesamte SBR-Anlage durch eine speicherprogrammierte Steuerung (SPS) automatisch betrieben. In der Leitwarte kontrollieren die Mitarbeiter den Reinigungsprozess über ein zentrales Prozessleitsystem und ein Schaltbild, auf dem der gesamte Reinigungsablauf dargestellt ist. Das ermöglicht einen schnellen Überblick über die Betriebsabläufe und bei Bedarf das sofortige Eingreifen in wichtige Anlagenfunktionen. Die Betriebssicherheit wird außerdem durch eine 24-Stunden- Rufbereitschaft gewährleistet. Probenahme am Sandfang Ein Schaltbild zeigt den gesamten Reinigungsablauf Qualitätsüberwachung im Labor Regelmäßig werden aus allen Teilprozessen der Abwasserreinigung Proben entnommen und untersucht. Eine Probenahmestation sichert die Überwachung der Reinigungsleistung und die Einhaltung der erklärten Werte. Sie ist ausgestattet mit einer Mengen-Messeinrichtung, einem automatischen Probenehmer und einer ph-wert-messung. Zudem werden in den SB-Reaktoren kontinuierlich die Sauerstoff- und Ammonium-Konzentration sowie der Phosphat- und Nitratgehalt gemessen und aufgezeichnet. Alle Daten werden an die zentrale Leitwarte übermittelt, angezeigt und archiviert. Wird regelmäßig untersucht: Die Gewässergüte des Saarbaches 3

4 Stufenweise sauber So wird das Abwasser in der Kläranlage Eschringen gereinigt Die Abwässer aus den Ortskanalisationen werden in einem entlang des Saarbaches verlaufenden Hauptsammler (Sammelkanal) zur Kläranlage geleitet. 1. Stufe: Mechanische Reinigung des Abwassers In erster Reinigungsstufe wird das Abwasser mechanisch gereinigt. Ein Grobrechen mit einer Stabweite von 60 mm entfernt die mitgeführten gröberen Stoffe wie Holzteile oder Plastiktüten. Danach passiert das Abwasser ein Regenüberlaufbecken, das die Funktion hat, bei starken Regenfällen Niederschlagswasser zwischenzuspeichern und erst zeitverzögert zur Reinigung weiterzuleiten, um die Kläranlage nicht zu überlasten. Neben Abwasser häuslichen Ursprungs gelangt bei Regenwetter auch sandhaltiges Oberflächenwasser zur Kläranlage. Sand und Kies werden im Sandfang durch eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit des Abwassers am Beckenboden abgesetzt. Die abgelagerten Sande werden in einer Sandwaschanlage gereinigt, in Containern gesammelt und kostengünstig auf einer Bauschuttdeponie entsorgt. Leichte Stoffe (Fette und Öle) treiben an der Wasseroberfläche auf und werden in einem Fettschacht gesammelt und separat entsorgt. Belüfteter Langsandfang Nach der mechanischen Reinigung wird das Abwasser in einen Vorlagebehälter gefüllt und von dort einem der SB-Reaktoren zugeführt. 2. Stufe: Die biologische Reinigung des Abwassers Regenüberlaufbecken mit vorgeschaltetem Grobrechen Anschließend wird das Abwasser ins Rechengebäude gepumpt, wo Störstoffe wie Papier, Hygieneartikel und gröbere Speisereste mit Hilfe von Feinrechen entfernt werden. Das Rechengut wird über Förderschnecken einer Presse zugeführt, entwässert, in Containern gesammelt und anschließend umweltgerecht entsorgt. In den SB-Reaktoren wird das Abwasser mit Hilfe von Mikroorganismen gereinigt. Die Reinigungsprozesse ähneln denen der Selbstreinigung in natürlichen Gewässern; allerdings erfolgt der Abbau hier unter optimierten und kontrollierten verfahrenstechnischen Randbedingungen (Sauerstoffgehalt, Temperatur, Nährstoffverhältnis) wesentlich schneller und effektiver. Ein Reinigungszyklus im SB-Reaktor dauert 6 bis 8 4

5 Stunden und untergliedert sich in fünf Betriebsphasen: 1. und 2. Phase: Füllen des SB-Reaktors und Mischen des Abwassers Das mechanisch vorgereinigte Abwasser wird über ein Zwischenpumpwerk in den SB-Reaktor gefördert. Dieser ist zu Beginn der Füllphase nicht leer, sondern enthält bereits eine bestimmte Menge an Schlamm, der aus dem vorangegangenen Reinigungszyklus als Biomasse im Reaktor verblieben ist. Dieser Schlamm wird als Belebtschlamm bezeichnet, weil sich in ihm Milliarden von Mikroorganismen (Bakterien, Pilze, Algen) befinden. Damit sich der Schlamm nicht am Boden absetzen kann, wird das Abwasser mit Rührwerken durchmischt. Schon während der Füllphase fällt der Sauerstoffgehalt im Reaktor schnell ab, da die Mikroorganismen Sauerstoff verbrauchen. Parallel dazu wird der aus dem vorherigen Reinigungszyklus im Reaktor verbliebene Nitrat-Stickstoff von speziellen Bakterienarten abgebaut (denitrifiziert). Sie spalten den im Nitrat Rund 6 bis 8 Stunden dauert ein Reinigungszyklus im SB-Reaktor. Danach ist das Wasser so sauber, dass es in den Saarbach eingeleitet werden kann. In den SB-Reaktoren reinigen Milliarden von Mikoroorganismen das Abwasser. 5

6 gebundenen Sauerstoff ab und nutzen ihn für ihre Atmung. Dabei entsteht gasförmiger Stickstoff, der in die Atmosphäre entweicht, in der er sowieso Hauptbestandteil ist, so dass es zu keiner Umweltbeeinträchtigung kommt. 3. Phase: Belüften des Abwassers In der sich anschließenden Belüftungsphase werden die organischen Belastungen (Kohlenstoffe) von Bakterien weiter abgebaut und Stickstoffe, die im Abwasser als Ammonium (Harnstoff) vorliegen, zu Nitrat umgewandelt. Da die Bakterien, die an dieser Reaktion beteiligt sind, einen hohen Sauerstoffbedarf haben, wird über ein Belüftersystem am Boden des Beckens Luft in das Abwasser eingeblasen. 4. Phase: Absetzen des Belebtschlammes Um das gereinigte Wasser vom Schlamm abzutrennen, werden die Belüftung und Durchmischung des Beckeninhaltes eingestellt. Der schwerere Belebtschlamm setzt sich an der Beckensohle ab. Entfernung von Phosphor aus dem Abwasser Auch gewässerschädliche Phosphorverbindungen werden in der biologischen Reinigungsstufe von Bakterien gespeichert und so aus dem Abwasser entfernt. Der Wechsel zwischen sauerstoffarmen und sauerstoffreichen Milieubedingungen im SB- Reaktor begünstigt diese biologische Phosphorelimination. Um ganzjährig eine niedrige Phosphorkonzentration im Ablauf sicherstellen zu können, werden unterstützend Eisensalze in den SB-Reaktor gegeben. Die Eisensalze verbinden sich mit Phosphor und bilden Flocken, die sich am Beckenboden absetzen und später mit dem Schlamm entfernt werden. 5. Phase: Klarwasserabzug Das gereinigte, klare Wasser wird an der Wasseroberfläche mit einem schwimmenden Dekanter abgezogen und über eine Ablaufmessung in den Saarbach eingeleitet. Nach Beendigung des Klarwasserabzugs wird der überschüssige Schlamm von der Beckensohle abgepumpt und der Schlammbehandlung zugeführt. Ein Teil des Schlammes verbleibt als Biomasse für den nächsten Reinigungszyklus im Reaktor. Und was passiert mit dem Klärschlamm? Der überschüssige Schlamm aus der Abwasserreinigung ist durch die lange Aufenthaltszeit im SB-Reaktor bereits stabilisiert. Das heißt, die biologischen Abbauprozesse sind weitgehend abgeklungen. Er enthält aber noch einen hohen Wasseranteil, der reduziert werden muss. Zur Vorentwässerung wird der Schlamm in den Eindicker gepumpt und dort statisch entwässert. Anschließend werden die Schlämme in einem Schlammstapelbehälter zwischengespeichert. Um den Wasseranteil im Klärschlamm weiter zu reduzieren, wird eine mobile Zentrifuge eingesetzt, die den Schlamm maschinell auf einen Trockensubstanz-Gehalt von 27 bis 28 % entwässert. Für die Verwertung des Klärschlammes können unterschiedliche Wege genutzt werden: Der Klärschlamm kann - in entwässerter und nicht entwässerter Form - in der Landwirtschaft als Dünger und Bodenverbesserer eingesetzt werden oder nach der Entwässerung in Kraftwerken zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt werden. 6

7 Technische Daten der Kläranlage Eschringen Offizielle Einweihung: August 2008 Ausbaugröße: Einwohnerwerte Verfahren: 2-straßige SBR-Anlage/Belebungsanlage im Aufstaubetrieb Hauptsammlernetz: Entwässerungsverfahren: rd. 6,6 km Hauptsammler, 1 Pumpwerk, 1 Staukanal, 1 Regenüberlaufbecken (auf dem Kläranlagen-Gelände) Mischkanalisation Angeschlossene Ortsteile: Stadt Saarbrücken: Eschringen: EW* Ensheim: EW Gemeinde Mandelbachtal Ormesheim: Flughafen Saarbrücken: Reserve: EW 500 EW EW * EW = Einwohner und Einwohnergleichwerte Abwasseranfall: Täglicher Trockenwetterzufluss: m³/d Max. Trockenwetterzufluss: 34,53 l/s Max. Mischwasserzufluss: 151,50 l/s Schmutzfrachten im Zulauf: CSB: kg/d BSB kg/d Phosphor (P ges ): 36,2 kg/d Stickstoff (N ges ): 153,8 kg/d Wasserrechtlich erklärte Ablaufwerte: CSB: 90 mg/l BSB 5 20 mg/l NH4: 10 mg/l N ges : 18 mg/l Phosphor 2 mg/l 7

8 Anlagenteile/ Verfahrenstechnischer Aufbau der Kläranlage 1 Grobrechen: Stababstand 60 mm 1 Zulaufpumpwerk: 4 nassaufgestellte Kreiselpumpen (3 + 1 Reserve) Fördermenge je Pumpe 60 l / s Max. Beschickungsmenge (4 Q s + Q f ), 180 l / s Zulaufpumpwerk 2 Feinrechen: Stababstand 6 mm 1 Langsand- und Fettfang: belüftet 2 Gebläse (1 + 1 Betrieb) Feinrechen 1 Zwischenpumpwerk: mit Zulaufmengenmessung 4 nassaufgestellte Kreiselpumpen (3 + 1 Reserve) mittels Frequenzumrichter regelbar Fördermenge je Pumpe: 60 l / s Max. Beschickungsmenge (4 Q s + Q f ): 180 l / s 1 Vorlagebehälter: lierter Stahlbehälter Innendurchmesser: 13,66 m Wasserspiegelhöhe: 7,20 m Volumen: m³ Langsandfang SB-Reaktoren Biologische Reinigungsstufe 2 SB - Reaktoren: lierter Stahlbehälter je 8 Stunden bei Trockenwetter und je 6 Stunden bei Regenwetter Durchmesser: 23,91 m Wasserspiegelhöhe: 6,00 m Austauschvolumen: V max = m³ Mindestvolumen: V O = m³ Gesamtvolumen: V R = m³ O 2 Bedarf: 108,93 kg O 2 /(h*reaktor) Luftvolumenstrom: Nm³ / h Gebläsestation: 3 Drehkolbengebläse mit einer Motorleistung von je 30 KW Vorlagebehälter 1 Ausgleichsbehälter: lierter Stahlbehälter Innendurchmesser: 16,01 m Wasserspiegelhöhe: 4,00 m Volumen: 800 m³ 8

9 Schlammbehandlung Eindicker 1 Überschussschlammeindicker: aus Stahlbeton Durchmesser: 6,00 m Oberfläche: 28,00 m² Volumen: 82,00 m³ Schlammstapelbehälter: aus Stahlbeton Durchmesser: 13,70 m Oberfläche: 147,40 m² Volumen: 604,00 m³ Betriebsgebäude Trübwasserspeicher: Ablaufmessung: Betriebsgebäude: aus Stahlbeton Durchmesser: 6,00 m Behälterhöhe: 3,55 m Volumen: 102,00 m³ Durchflussmessung IDM mit zentraler Leitwarte und Labor Übersichtsplan: Das Einzugsgebiet der Kläranlage Eschringen 9

10 Lageplan der Kläranlage Eschringen 10

11 Verfahrensschema der Kläranlage Eschringen 11

12 Wegeskizze zur Kläranlage Eschringen EVS Entsorgungsverband Saar Tel. 0681/ Postfach Saabrücken Kläranlage Eschringen Hauptstraße Saarbrücken Broschüren-Stand: August