Die Kläranlage Ensdorf

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1 Kläranlage Ensdorf

2 Die Kläranlage Ensdorf Die am rechten Saarufer zwischen Bous und Ensdorf gelegene Kläranlage Ensdorf wurde 1995 in Betrieb genommen. Hier werden die Abwässer der Gemeinden Ensdorf, Bous, Schwalbach (mit den Ortsteilen Schwalbach, Hülzweiler, Sprengen, Elm, Derlen, Knausenholz und Griesborn) und Wadgassen (mit den Ortsteilen Wadgassen, Hostenbach, Werbeln, Schaffhausen, Differten und Friedrichsweiler) gereinigt. Auch die Sanitärabwässer der Röhrenwerke Bous, die Abwässer des Kraftwerks Ensdorf und der Grube Ensdorf werden der modernen Zentralkläranlage zugeführt. Die vollbiologische Kläranlage Ensdorf verfügt über eine Ausbaukapazität von Einwohnerwerten*. Zur Reinigung des Abwassers werden mechanische, biologische und chemische Verfahren eingesetzt, die eine hohe Reinigungsleistung gewährleisten. Neben den organischen Schmutzstoffen werden auch gewässerschädliche Phosphate und Stickstoffe weitgehend aus dem Abwasser entfernt. Wie bei allen entlang der Saar gelegenen Kläranlagen wurde auch bei der Ensdorfer Kläranlage ein besonderes Augenmerk auf die architektonische Gestaltung der Anlage gelegt, die sich ästhetisch in das als Naherholungsraum genutzte Landschaftsgebiet einfügt. Die Kläranlage Ensdorf ist ein wichtiger Baustein im flächendeckenden Netz leistungsfähiger Abwasseranlagen, mit denen der EVS konsequent die Gewässergüte der Bäche und Flüsse im Saarland verbessert. Insbesondere die Saar hat bereits von der gut ausgebauten Infrastruktur profitiert: Gesunde Fischbestände und ein neuer Artenreichtum im Ökosystem zeigen, dass die Saar deutlich sauberer geworden ist. * Ein Einwohnerwert entspricht der Abwasserbelastung, die ein Einwohner am Tag verursacht. Blick über die Kläranlage Ensdorf 2

3 Abwasserreinigung auf hohem Niveau Die Kläranlage Ensdorf erfüllt alle Anforderungen an eine moderne Kläranlage: Die Kohlenstoff-, Stickstoff- und die Phosphorverbindungen werden weitgehend entfernt, Reststoffe wie Schlamm, Rechengut, Sand und Fette umweltschonend entsorgt. Betriebssicherheit durch elektronische Steuerungssysteme Um den Reinigungsprozess steuern und überwachen zu können, sind umfangreiche energie-, mess- und regeltechnische Einrichtungen integriert. Die Leitwarte verfügt über ein zentrales Steuerungssystem und ist mit einem Schaltbild mit der Darstellung des gesamten Reinigungsund Schlammprozesses ausgestattet. Das ermöglicht einen schnellen Überblick über den Anlagenzustand und bei Bedarf das sofortige Eingreifen in wichtige Anlagenfunktionen. Alle relevanten Prozess- und Betriebsdaten werden in der Leitwarte erfasst, verarbeitet und protokolliert. Die Betriebssicherheit wird außerdem durch ein für das Saarland zentral angelegtes Störmelde- und Überwachungssys tem gewährleistet. Qualitätsüberwachung im Labor Regelmäßig werden aus allen Teilprozessen der Abwasserreinigung Proben entnommen und untersucht. Eine Kontrollstation mit Mengenmesseinrichtung, automatischem Probenehmer und Messgeräten, die kontinuierlich die Sauerstoffkonzentration und das Redoxpotential im Belebungsbecken sowie den Phosphatgehalt im Abwasser messen und aufzeichnen, sichert rund um die Uhr die Ablaufüberwachung. Abweichungen werden automatisch an die zentrale Leitwarte übermittelt. Die Qualität des Kläranlagenablaufs wird täglich vom Betriebspersonal analysiert und zusätzlich in regelmäßigen Abständen vom EVS-Zentrallabor kontrolliert. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit der Klärwerks durch konsequente biologische Gewässergüteuntersuchungen im Vorfluter überwacht. Damit können insbesondere längerfristige Veränderungen im Ökosystem der Saar erfasst werden. Prozessüberwachung in der Leitwarte Analyse der Wasserqualität im Betriebslabor 3

4 So funktioniert die Abwasserreinigung auf der Kläranlage Ensdorf Stufenweise sauber: 1. Stufe: Die mechanische Reinigung In der mechanischen Reinigungsstufe werden im Abwasser mitgeschwemmte Schmutzstoffe abgesetzt, ausgesiebt oder an die Oberfläche geschwemmt. So werden die in der später folgenden biologischen Behandlung nicht verwertbaren, störenden Feststoffe hier bereits entfernt: Das der Kläranlage aus den Sammlern zufließende Abwasser wird über ein Schneckenpumpwerk zur Feinrechenanlage im Funktionalbauwerk gefördert, wo Störstoffe, wie Flaschenverschlüsse, Lappen und Hygieneartikel, entfernt werden. Danach gelangt das Abwasser in einen belüfteten Sandfang, in dem sich Sand, Kies, Splitt und andere körnige Stoffe am Beckenboden absetzen. Das abgesetzte Sandwassergemisch wird mit Räumschildern zusammengeschoben und zur Sandwaschanlage gepumpt, wo Sand und Wasser voneinander getrennt werden. Durch die Belüftung treiben gleichzeitig leichte Stoffe wie Fette und Öle zur Wasseroberfläche auf, sodass sie mit Hilfe von Schwimmstoffabscheidern aus dem Abwasser entfernt werden können. Die in diesen ersten Behandlungsstufen entfernten Schmutzstoffe werden entwässert und anschließend umweltgerecht entsorgt. Lageplan der Kläranlage Ensdorf 4

5 Sandfang Vorklärbecken mit Räumer Vom Sandfang gelangt das Abwasser in das als Multifunktionsbecken ausgestaltete Vorklärbecken, das sowohl für den normalen Vorklärbetrieb ausgerüstet ist, als auch im EASC-Verfahren betrieben werden kann. Im Vorklärbecken wird die Fließgeschwindigkeit des Abwassers weiter beruhigt, so dass sich feine organische Partikel als Schlamm absetzen. Ein ständig langsam laufender Räumer schiebt den Schlamm am Boden in einen Schlammtrichter am Beckenzulauf, von wo er zur Schlamm behandlung geleitet wird. Wird das Becken im EASC-Verfahren betrieben, dann übernimmt das Vorklärbecken gleichzeitig die Funktion anaerober Vorbecken für die Belebungsanlage. Da nicht für alle Reinigungsziele gelöster Sauerstoff die Lebensbasis für Bakterien bildet, werden die ersten 4 Belebungsbecken in verschiedene Kammern unterteilt. Die erste Kammer, der Straßen 1-4, in der ein von gelöstem Sauerstoff freies, anoxisches Milieu erzeugt wird, dient ausschließlich dem Abbau von Nitrat zu Stickstoff und Sauerstoff (Denitrifikation). Die beiden anschließenden Beckenbereiche werden intermittierend betrieben. Das bedeutet, dass zeitlich versetzt denitrifiziert und nitrifiziert wird. Aus der Vorreinigung fließt das Abwasser weiter in die beiden Doppelstraßen der Belebung. Stufe 2: Die biologische Reinigung In der biologischen Reinigungsstufe werden die gelösten und ungelösten Abwasserinhaltsstoffe mit Hilfe von Mikroorganismen abgebaut, die sich während dieses Prozesses vermehren und so im Belebtschlamm anreichern. Die biologischen Vorgänge ähneln der Selbstreinigung in natürlichen Gewässern, allerdings erfolgt der Abbau hier unter kontrollierten verfahrenstechnischen Randbedingungen wesentlich schneller und effektiver. Belebungsbecken 5

6 Die neuen Becken 5 und 6 (seit 2015) werden ohne vorgeschaltete Denitrifikation intermittierend betrieben. Die Belebung ist mit einer regelbaren Flächenbelüftung ausgestattet, die über Redoxmessungen verfügen. Mittels dieser Messungen ist ein nachgeschalteter Prozessrechner in der Lage, die Belebung mit dem optimalen Sauerstoffwert zu versorgen. Mit speziellen Belüftungssystemen wird Luft in das Belebungsbecken eingeblasen. Dadurch werden die schmutzabbauenden Bak terien mit Sauerstoff versorgt. Die Kohlenstoffverbindungen werden in dieser Phase von den Bakterien aus dem Abwasser abgebaut und die Stickstoffverbindungen (überwiegend Ammonium) gleichzeitig zu Nitrat umgewandelt (Nitrifikation). Zur besseren Durchmischung von Abwasser und Belebtschlamm ist eine Kammer der Belebung mit einem Rührwerk ausgestattet. Durch den Mangel an gelöstem Sauerstoff werden die Bakterien veranlasst, den im Nitrat chemisch gebundenen Sauerstoff ersatzweise anzunehmen. Der bei diesem Prozess entstehende gasförmige Stickstoff wird in die Atmosphäre zurückgeführt. Der natürliche Kreislauf des Stickstoffes wird so wieder geschlossen. Stufe 3: Die chemische Reinigung In den Belebungsbecken erfolgt gleichzeitig mit der biologischen Reinigung durch Zugabe von bakterienverträglichen Fällmitteln (Eisenchlorid) die chemische Fällung der gelösten Phosphate, die mit dem Schlamm ausgetragen werden. Damit wird eine ganzjährig gesicherte Phosphatelimination erreicht. Die Nachklärung Nach dem Aufenthalt im Belebungsbecken fließt das Gemisch von Schlamm und Abwasser weiter in die Nachklärung. Dort setzt sich der aus Mikroorganismen bestehende Belebtschlamm am Beckenboden ab. Ein Teil des Schlammes wird zurück in die Belebung gepumpt; der überschüssige Schlamm wird der Schlammbehandlung zugeführt. Von der Nachklärung wird das gereinigte Abwasser über Ablaufrinnen an der Beckenoberfläche zum Auslauf der Kläranlage geleitet. Von dort gelangt es, bestens gereinigt, über einen Messschacht in die Saar. Phosphatfällmittelstation Belebungsbecken mit Nachklärbecken 6

7 Und was passiert mit dem Klärschlamm? Der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm besteht zu 95 % aus Wasser und ist im Hinblick auf die Fäulnisfähigkeit nicht stabilisiert; das heißt, es finden weiterhin organische Abbauprozesse statt, die mit unangenehmen Geruchsbildungen verbunden sind. Um den Klärschlamm kostengünstig und ökologisch sinnvoll verwerten zu können, ist daher eine mehrstufige Schlammbehandlung erforderlich. Der Überschussschlamm wird zur Entwässerung über eine Voreindickung, die mittels Zentrifugen erfolgt, zum Faulbehälter geleitet. Dort wird diese Schlammkomponente zusammen mit dem direkt zugeführten Primärschlamm aus der Vorklärung bei ca. 37 C durch Methanbakterien anaerob (unter Luftabschluss) zersetzt. Bei diesem Abbauprozess entsteht Faulgas (mit Methan als Hauptbestandteil), das in der Kläranlage direkt mit Hilfe von Blockheizkraftwerken als wichtige Strom- und Wärmequelle genutzt wird. Nach 20 Tagen Aufenthaltszeit ist der ausgefaulte Schlamm praktisch geruchlos und stabilisiert, enthält aber noch einen hohen Wasseranteil. Zur Reduzierung des Wassergehaltes wird der Schlamm in einer Kammerfilterpresse auf einen Trockensubstanzgehalt von 30 % entwässert. Damit ist er lagerungsfähig und stichfest. Nach der Schlammbehandlung gibt es unterschiedliche Wege den Klärschlamm zu verwerten: Er kann beispielsweise thermisch verwertet oder als Zusatzstoff für Rekultivierungsmaßnahmen eingesetzt werden. In flüssiger und entwässerter Form wird Klärschlamm als Düngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt. Stationen der Klärschlammbehandlung: Kammerfilterpresse zur Schlammentwässerung, Faulturm und Gasbehälter, Blockheizkraftwerk 7

8 Technische Daten der Kläranlage Ensdorf Betreiber: Entsorgungsverband Saar Inbetriebnahme: 1995 Ausbaugröße: Einwohnerwerte Verfahrenstyp: Belebungsverfahren mit Nitrifikation, Denitrifiktation, P-Fällung und Schlammfaulung Hydraulische Belastung Trockenwetterzufluss: Regenwetterzufluss: Trockenwetter maximal Regenwetter maximal m³/tag m³/tag 405 l/s 670 l/s Entwässerungssystem im Sammlernetz: Mischkanalisation Angeschlossene Einzugsgebiete: (mit Industrie) Ensdorf: EW Bous: EW Schwalbach: EW (mit Schwalbach, Hülzweiler, Sprengen, Elm, Derlen, Knausholz, Griesborn) Wadgassen: EW (mit Wadgassen, Hostenbach, Werbeln,Schaffhausen, Differten, Friedrichsweiler) Reserve: EW Schmutzfrachten im Zulauf* CSB BSB5 Phophor Stickstoff Überwachungswerte für den Ablauf BSB CSB5 Gesamt-Phosphor Ammoniumstickstoff Gesamtstickstoff kg/d kg/d 105 kg/d 500 kg/d 515 mg/l < 50 mg/l < 2 mg/l < 10 mg/l < 18 mg/l *alle Angaben beziehen sich auf Trockenwetter Verfahrenstechnischer Aufbau der Anlage Zulaufpumpwerk 2 Schneckenpumpen, Durchmesser 1,50 m, Fördermenge 260 bis 405 l/s Mechanische Stufe Rechengebäude: 2 Siebrechen, Spaltweite 6 mm, Rinnenbreite je 1,40 m Belüfteter Sandfang: 2 Kammern, Volumen 402 m³, Länge je 28,70 m,breite je 2,50 m Vorklärbecken: Volumen je m³, Tiefe je 3 m, Länge 36,5 m, Breite je 10 m, Aufenthaltszeit 1,5 h Biologische Stufe 6 Belebungsbecken: Volumen m³, Tiefe 5,10 m, Länge 56,35 m und 24,25 m, Breite je 8 m, Aufenthaltszeit 5,6 h bei Trockenwetter 6 Nachklärbecken: Volumen m³, Länge 60 m, Breite 8 m, Aufenthaltszeit 4 h bei Trockenwetter Chemische Stufe Phospatfällmittel-Lager und Dosierstation mit Lagerbehälter, 2 Dosierpumpen, FECL3-Fällmittel Schlammbehandlung 2 Zentrifugen: Durchsatzleistung je 20 m³/h bei 1 % TS, Entwässerung auf 5 % TS 1 Faulbehälter: Nutzvolumen m³, Durchmesser 13 m, Höhe 14 m, Faulzeit 20 Tage 1 Gasbehälter: Volumen 600 m³ 3 Nacheindicker: Volumen je 366 m³, Durchmesser je 9,5 m, Entwässerung auf 6 % TS Kammerfilterpresse: Leistung 25 m³/charge, Entwässerung auf 35 % TS Betriebsgebäude mit Schaltzentrale, Labor, Werkstatt, Heizungsraum, Sozialräume 8

9 Das Einzugsgebiet und Sammlernetz der Abwasseranlage Ensdorf 9

10 Verfahrensschema der Kläranlage Ensdorf 10

11 Schlammbehandlung und -entwässerung 11

12 Wegeskizze zur Kläranlage Ensdorf Kläranlage Ensdorf Saarstraße Bous 12

13 EVS Entsorgungsverband Saar Postfach Saarbrücken Telefon: 06 81/ Kläranlage Ensdorf Saarstraße Bous Broschüren-Stand: Juni 2016