Kläranlage

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Kläranlage
Kläranlage von Almere, Niederlande
Luftbild einer Kläranlage am Main, westlich Hanau-Kesselstadt
Kläranlage in Emden
Kläranlage im VEB Synthesewerk Schwarzheide (1990)
Kläranlage Heidelberg-Grenzhof
Nachklärbecken in ARE Merchtem, Belgien

Eine Kl√§ranlage, in der Schweiz und √Ėsterreich auch ARA (Abwasserreinigungsanlage) genannt, dient der Reinigung von Abwasser, das von der Kanalisation gesammelt und zu ihr transportiert wurde.

Zur Reinigung der unerw√ľnschten Bestandteile der Abw√§sser werden mechanische (auch physikalische genannt), biologische und chemische Verfahren eingesetzt. Moderne Kl√§ranlagen sind dementsprechend dreistufig, wobei in jeder Reinigungsstufe eine Verfahrensart im Vordergrund steht. Die erste Kl√§ranlage auf dem europ√§ischen Festland wurde 1882 in Frankfurt am Main in Betrieb genommen.

Inhaltsverzeichnis

Fließschema


Beispielfließschema einer kommunalen Kläranlage mit Vorklärung

Beispielfließschema einer kommunalen Kläranlage mit Vorklärung


Beispielfließschema einer kommunalen Kläranlage ohne Vorklärung

Beispielfließschema einer kommunalen Kläranlage ohne Vorklärung und ohne Schlammfaulung

Anlagenteile

Regenentlastung

Wenn Regen- und Schmutzwasser in einem Kanal der Kl√§ranlage zugeleitet werden (Mischsystem), muss das Kanalnetz in der Regel durch ein Regenentlastungssystem, durch einen Regen√ľberlauf und/oder durch ein Regen√ľberlaufbecken entlastet werden, damit die Kl√§ranlage nicht √ľberlastet wird. Dies kann entweder bereits im Kanalnetz oder auch erst in der Kl√§ranlage geschehen. Wenn keine derartigen Einrichtungen vorhanden sind, muss die Kl√§ranlage eine h√∂here Leistung haben. Dem gegen√ľber steht das Trennsystem. Hier wird das Schmutzwasser in einer separaten Rohrleitung der Kl√§ranlage zugef√ľhrt, w√§hrend das Regenwasser durch einen eigenen Kanal, ggf. nach Reinigung in einem Regenkl√§rbecken direkt zu einem Oberfl√§chengew√§sser geleitet wird.

Mechanische Vorreinigung

Rechen

→ Hauptartikel: Rechen (Kläranlage)

In der Rechenanlage wird das Abwasser durch einen Rechen oder eine Siebtrommel geleitet. Im Rechen bleiben die groben Verschmutzungen wie Artikel der Monatshygiene, Pr√§servative, Steine, aber auch Laub und tote Tiere h√§ngen. Diese Grobstoffe w√ľrden sowohl die Pumpen der Kl√§ranlage verstopfen als auch das Reinigungsergebnis optisch verschlechtern. Je schmaler der Durchgang f√ľr das Abwasser, desto weniger Grobstoffe enth√§lt das Abwasser nach dem Rechen. Man unterscheidet Feinrechen mit wenigen Millimetern und Grobrechen mit mehreren Zentimetern Spaltweite. Das Rechengut wird zum Entfernen der F√§kalstoffe maschinell gewaschen, mittels Rechengutpresse entw√§ssert (Gewichtsersparnis) und anschlie√üend verbrannt, kompostiert (D√ľnger) oder auf einer Deponie abgelagert.

Sandfang

‚Üí Hauptartikel: Sandfang

Ein Sandfang ist ein Absetzbecken mit der Aufgabe, grobe, absetzbare Verunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen, so beispielsweise Sand, Steine, Glassplitter oder Gem√ľsereste. Diese Stoffe w√ľrden zu betrieblichen St√∂rungen in der Anlage f√ľhren (Verschlei√ü, Verstopfung). Als Bauform ist ein

  • Langsandfang, ein
  • bel√ľfteter Langsandfang, in dem zugleich Fette und √Ėle an der Oberfl√§che abgeschieden werden, ein
  • Rundsandfang oder
  • Tiefsandfang m√∂glich.

Die Bel√ľftung des Sandfangs (am Beckenboden angebracht) erzeugt eine Wirbelstr√∂mung. Durch die eingeblasene Luft verringert sich die scheinbare Dichte des Abwassers. Aufgrund beider Effekte setzen sich die schweren vorwiegend mineralischen Feststoffe (haupts√§chlich Sand) am Beckenboden ab. Beim Tiefsandfang str√∂mt das Abwasser von oben in das Becken und erreicht durch dessen Tiefe eine relativ hohe Verweildauer, wodurch sich der schwerere Sand am Beckengrund (Sandtrichter) absetzt. Bei modernen Anlagen wird das Sandfanggut nach der Entnahme aus dem Sandfang gewaschen, also sehr weitgehend von organischen Begleitstoffen befreit, um eine bessere Entw√§sserung und anschlie√üende Verwertbarkeit (beispielsweise im Stra√üenbau) zu erm√∂glichen.

Vorklärbecken

Das Schmutzwasser flie√üt langsam durch das Vorkl√§rbecken. Ungel√∂ste Stoffe (F√§kalien, Papier etc.) setzen sich ab (absetzbare Stoffe) oder schwimmen an der Oberfl√§che auf. Etwa 30 Prozent der organischen Stoffe k√∂nnen damit entfernt werden. Es entsteht Prim√§rschlamm, der bei den meisten Kl√§ranlagen in den sogenannten Voreindicker kommt (siehe Schema oben). Zusammen mit dem √ľbersch√ľssigen Schlamm aus der aeroben Belebungsanlage wird er dort eingedickt: Der Schlamm setzt sich ab und das √ľbersch√ľssige Wasser (Tr√ľbwasser) wird abgezogen, und dem weiteren Reinigungsprozess der Kl√§ranlage zur√ľckgef√ľhrt. Der eingedickte Schlamm wird zur weiteren anaeroben Behandlung in den Faulturm gepumpt.

Bei modernen Anlagen mit Stickstoffentfernung entfällt dieser Anlagenteil oft oder ist klein bemessen, da die organischen Stoffe des Abwassers als Reduktionsmittel zur Stickstoffentfernung mittels Denitrifikation (Reduktion des NO3- zu N2) im anoxischen Teil beziehungsweise der anoxischen Phase der biologischen Stufe benötigt werden.

Ebenso wird dieser Anlagenteil bei Kl√§ranlagen mit simultaner aerober Schlammstabilisierung in der biologischen Stufe nicht verwendet, da sonst weiterhin nicht stabilisierter Prim√§rschlamm anfallen w√ľrde.

Biologische Stufe

Die Vorg√§nge laufen wie bei der Selbstreinigung der Gew√§sser. Im Bel√ľftungsbecken k√∂nnen Kleinstlebewesen unter st√§ndiger Luftzufuhr die im Abwasser noch enthaltenen biologischen Verunreinigungen abbauen. In diesem Verfahrensteil werden durch Mikroorganismen die organischen Stoffe des Abwassers abgebaut und anorganische Stoffe teilweise oxidiert. Hierzu wird auch Luft (Sauerstoff) hineingepumpt. Zu diesem Zweck wurden zahlreiche Verfahren entwickelt (zum Beispiel das Belebtschlammverfahren, das Tropfk√∂rperverfahren, das Tauchk√∂rperverfahren, das Festbettreaktorverfahren).

Belebungsbecken

‚Üí Hauptartikel: Belebtschlammverfahren

Der Gro√üteil der kommunalen Kl√§ranlagen in Mitteleuropa wird nach dem Belebtschlammverfahren betrieben. Damit werden in sogenannten Belebungsbecken durch Bel√ľften des mit Belebtschlamm (Massen von flockig aggregierten Bakterien) versetzten Abwassers die Abwasserinhaltsstoffe des frischen Abwassers biotisch oxidativ abgebaut. Dabei werden von aeroben (Sauerstoff verbrauchenden) Bakterien und anderen Mikroorganismen Kohlenstoffverbindungen gr√∂√ütenteils zu Kohlenstoffdioxid abgebaut und teilweise zu Biomasse umgesetzt sowie der Stickstoff aus den organischen Verbindungen durch wieder andere Bakterien zun√§chst als Ammoniak abgespalten und dieses mit Sauerstoff zu Nitrat oxidiert (Nitrifikation). Das Belebtschlammverfahren wird zumeist mit kontinuierlichem Durchlauf betrieben, das hei√üt, in das Belebungsbecken l√§uft kontinuierlich Abwasser zu und kontinuierlich l√§uft im selben Ma√ü Belebtschlamm enthaltendes Wasser ab. Durch die Zugabe von F√§llmitteln kann mittels chemischer Reaktionen au√üerdem der N√§hrstoff Phosphor entfernt werden, gegebenenfalls durch Simultanf√§llung. Dies verbessert auch die Absetzeigenschaften des Belebtschlammes im Nachkl√§rbecken.

Es gibt verschiedene technische Ausf√ľhrungsvarianten des Belebtschlammverfahrens, zum Beispiel vorgeschaltete und nachgeschaltete sowie simultane Denitrifikation. Hierbei finden die Nitrifikation und Denitrifikation entweder im selben oder in getrennten Becken, hier dann in unterschiedlicher Anordnung zueinander, statt. Eine Sonderform stellt das SBR-Verfahren dar (SBR = Sequence Batch Reactor), das die biologische Reinigung und die - nachfolgend beschriebene - Nachkl√§rung in einem einzigen Becken vereinigt. Hierbei l√§uft das Abwasser nicht kontinuierlich zu, sondern immer nur eine begrenzte Menge, die dann nach dem Belebtschlammverfahren gereinigt wird (Nitrifikation und Denitrifikation), anschlie√üend erfolgt im selben Becken die Absetzphase (also die Nachkl√§rung), und abschlie√üend wird der Zuwachs an Belebtschlamm abgef√∂rdert. Anschlie√üend wird der n√§chste Abwasserschub eingeleitet und gereinigt. Beim SBR-Verfahren wird folglich ein vorgeschaltetes Pufferbecken ben√∂tigt, in dem die w√§hrend des Reinigungsvorganges weiterhin zulaufende Abwassermenge zwischengespeichert wird.

Welches der hier genannten Verfahren das beste ist, l√§sst sich nicht pauschal sagen. Es ist vom Planer zu pr√ľfen, welche Reinigungsmethode im Einzelfall unter den gegebenen Voraussetzungen die geeignetste und kosteng√ľnstigste ist.

Nachklärbecken

Das Nachkl√§rbecken bildet eine Prozesseinheit mit dem Belebungsbecken. In ihm wird der Belebtschlamm durch Absetzen aus dem Abwasser abgetrennt. Ein Teil des Schlammes wird in das Belebungsbecken zur√ľckgef√ľhrt (R√ľcklaufschlamm), um die Konzentration an Mikroorganismen im Belebungsbecken ausreichend hoch zu erhalten. Anderenfalls w√§re die Abbauleistung darin zu niedrig. Der √úberschuss (Zuwachs an Biomasse, √úberschussschlamm) wird zur Weiterbehandlung in der Regel zusammen mit dem Schlamm des Vorkl√§rbeckens in den Voreindicker abgef√ľhrt.

Der Belebtschlamm muss gute Absetzeigenschaften aufweisen. Ist dies nicht der Fall, beispielsweise durch massenweises Wachstum fadenf√∂rmiger Mikroorganismen, was zur Bl√§hschlammbildung f√ľhrt, treibt der Belebtschlamm aus dem Nachkl√§rbecken in das Gew√§sser ab, in das das gereinigte Abwasser eingeleitet wird (sogenannter Vorfluter). Damit wird nicht nur das Gew√§sser beeintr√§chtigt. Da dann nicht genug Schlamm im System Belebungsbecken/Nachkl√§rbecken gehalten werden kann, sinkt die Reinigungsleistung und das Schlammalter (die mittlere Aufenthaltsdauer der Biomasse im System) nimmt ab. Zuerst sind daher von einem derartigen Versagen die langsam wachsenden Bakterien (beispielsweise die Nitrifikanten, die Ammoniak zu Nitrat oxidieren) betroffen. Besonders Abw√§sser mit leicht abbaubaren organischen Stoffen (beispielsweise aus der Lebensmittelindustrie) neigen zur Bl√§hschlammbildung. Die Vorschaltung kleiner, nicht oder gering bel√ľfteter Becken vor dem Belebungsbecken (Selektoren) kann die Bl√§hschlammbildung vermeiden. Eine spezielle Form des Nachkl√§rbeckens ist der trichterf√∂rmige Dortmundbrunnen.

Festbettverfahren

‚Üí Hauptartikel: Festbettverfahren

Beim Festbettverfahren dienen verschieden geformte Festkörper als Grundlage zum Aufwuchs von Mikroorganismen, die die Schmutzstoffe abbauen. Diese Festkörper werden abwechselnd in Abwasser und Luft getaucht, damit die Mikroorganismen sowohl mit den Schmutzstoffen wie auch mit dem zu deren oxidativen Abbau erforderlichen Sauerstoff in Kontakt kommen. Aus biochemischer Sicht geschieht hier im Grunde dasselbe wie beim obigen Belebtschlammverfahren.[1]

Faulturm

Faulturm

Der durch den Abbau der Abwasserinhaltsstoffe entstehende Biomassezuwachs wird als Klärschlamm beseitigt, meist aber in sogenannten Faulbehältern unter anaeroben (das heißt sauerstofffreien) Bedingungen durch anaerobe Bakterienstämme zu Faulschlamm und brennbarem Faulgas (im Wesentlichen ein Gemisch aus Methan und Kohlenstoffdioxid) abgebaut.

Es gibt vier Abbauphasen in dem Faulturm: Hydrolysephase, Versäuerungsphase, acetogene Phase und methanogene Phase.

In der Praxis werden bei der Schlammfaulung die im Rohschlamm enthaltenen rund 70 Prozent organischen Stoffe bei der anaeroben Umsetzung auf etwa 50 Prozent organische Stoffe im Faulschlamm vermindert. Theoretisch ginge der Abbau noch weiter, verliefe aber sehr viel langsamer. Die restliche organische Substanz ist n√§mlich schwer abbaubar. Im technischen Sinne gilt der Schlamm mit einem Gl√ľhverlust von etwa 50% als sehr gut ausgefault und stabil.

Als Abbauprodukt entsteht bei der Faulung Faulgas. Es handelt sich um ein Gasgemisch, das etwa folgendermaßen zusammengesetzt ist:

Dieser Prozess entspricht dem der Erzeugung von Biogas in einer Biogasanlage. Die Faulbehälter sind oft eiförmig und werden dann als Faulturm bezeichnet (siehe Abbildung).

Das Faulgas wird häufig in gereinigter Form (Entfernung zum Beispiel von Schwefelwasserstoff) in Gasmotoren (oder auch Blockheizkraftwerken) zur Deckung des Eigenbedarfs an Strom (und Wärme) genutzt.

Der Faulschlamm wird anschlie√üend in den so genannten Nacheindicker (siehe obiges Schema) geleitet. Dort wird er durch Absetzen eingedickt, um das Volumen und den Wassergehalt weiter zu verringern. Mit speziellen, h√∂henverstellbaren Abzugsvorrichtungen wird das Tr√ľbwasser gezielt abgezogen.

Der entstehende Schlamm kann, wenn er frei von Schadstoffen und Giften ist, in der Landwirtschaft als organische D√ľngung (Kl√§rd√ľnger) verwendet werden. Andernfalls wird er in Filterpressen oder Dekanterzentrifugen noch weiter entw√§ssert und in M√ľllverbrennungsanlagen verbrannt oder in Kraftwerken thermisch verwertet. Der Schlamm kann nicht auf M√ľlldeponien gefahren werden, weil er immer noch als Abwasser gilt und nicht als Abfall. Au√üerdem darf organischer Abfall seit 2004 nicht mehr auf Deponien abgelagert werden.

Reinigungsprozesse

1. Stufe: Mechanische Verfahren bilden zumeist die erste Reinigungsstufe. Hier werden etwa 20 bis 30 Prozent der festen (ungelösten) Schwimm- und Schwebstoffe entfernt. In der weitergehenden Abwasserreinigung und der Industriewasserwirtschaft werden unter anderem Adsorption, Filtration und Strippung eingesetzt.

2. Stufe: Biologische Verfahren werden in der zweiten Reinigungsstufe kommunaler Abwasserreinigungsanlagen und f√ľr den Abbau organisch hochbelasteter Abw√§sser in der aeroben und anaeroben Abwasserreinigung eingesetzt. Sie verwenden mikrobiologische Abbauvorg√§nge. Dabei werden abbaubare organische Abwasserbestandteile m√∂glichst vollst√§ndig mineralisiert, das hei√üt in der aeroben Abwasserreinigung bis zu den anorganischen Endprodukten Wasser, Kohlenstoffdioxid, Nitrat, Phosphat und Sulfat abgebaut. In der anaeroben Abwasserreinigung werden sie zu organischen S√§uren, Methan und Kohlenstoffdioxid umgesetzt. √úblicherweise werden damit die Kohlenstoffverbindungen aus dem Abwasser entfernt. Ebenso erfolgt die Entfernung von organisch gebundenem Stickstoff und Ammonium durch bakterielle Nitrifikation und Denitrifikation. Zunehmend wird in mittleren und gro√üen Kl√§ranlagen auch der Phosphor bakteriell eliminiert.

3. Stufe: Abiotisch-chemische Verfahren bedienen sich chemischer Reaktionen wie Oxidation und Fällung ohne Beteiligung von Mikroorganismen. Sie dienen in der kommunalen Abwasserreinigung vor allem der Entfernung von Phosphor durch Fällungsreaktionen (Phosphorelimination). Dieser Prozess hat große Bedeutung zur Vermeidung der Eutrophierung der Vorfluter. Zudem werden abiotisch-chemische Verfahren zur Fällung in der Industriewasserwirtschaft und zur weitergehenden Abwasserreinigung (beispielsweise Flockung/Fällung/Filtration) eingesetzt.

4. Stufe: Seit etwa Ende der 1980er-Jahre sind teilweise weitergehende Reinigungsverfahren entwickelt worden, die zwar schon serienreif sind, die sich jedoch aufgrund ihrer teilweise sehr hohen Betriebskosten noch nicht durchsetzen konnten. Hier ist beispielsweise die Abwasserfiltration sowie die Entkeimung zu nennen.

Die Prozesse in Kläranlagen können mathematisch durch ihre Reaktionskinetik (Makrokinetik) beschrieben werden.

Prozess Kläranlagenkomponente Zweck
 
Physikalische Verfahren
Siebung Rechen, Trommelsieb, Mikrosieb Entfernung von größeren Feststoffen und Schwimmstoffen
Abscheidung Schwimmstoff- beziehungsweise √Ėlabscheider Entfernung von Fetten und √Ėlen
Sedimentation Sandfang, Absetzbecken, Zentrifugalabscheider, Vor- und Nachklärbecken Entfernung kleinerer Schwimmstoffe, Sand, geflockter Schwebstoffe
Separation Nachklärbecken Entfernung des Belebtschlamms aus dem gereinigten Abwasser
Filtration Sandfilter Entfernung von Schwebstoffen
Flotation Flotationsbecken Entfernung von feinen Schmutzpartikeln durch Einblasen von Luft
Adsorption Aktivkohlefilter Anlagerung von beispielsweise Halogenkohlenwasserstoffe (AOX) oder Farbstoffen
Thermodesinfektion
(siehe Desinfektion)
Thermodesinfektionsanlage Durch erhöhte Temperatur werden Krankheitserreger abgetötet (Krankenhäuser, Labore, Pharmaindustrie).
Strippen Strippbecken Entfernung durch Einblasen von Luft/Gasen. Damit werden in Entsprechung des Dampfdrucks gel√∂ste Abwasserinhaltsstoffe in die gasf√∂rmige Phase √ľbergef√ľhrt und somit aus dem Wasser entfernt.
Verminderung der Radioaktivität Abklinganlage Durch entsprechend lange Verweildauer vermindert sich die radioaktive Belastung von Abwässern entsprechend der Halbwertszeit der Radionuklide. Einsatz in Labors, Krankenhäusern etc.
K√ľhlung K√ľhlturm, K√ľhlteich, W√§rme√ľbertrager etc. Verminderung der Temperatur, um nachfolgende Reinigungsprozesse oder die Einleitung in den Vorfluter zu erm√∂glichen. Kann auch zur W√§rmer√ľckgewinnung dienen.
Biologische Verfahren
Biochemische Oxidation Belebtschlammverfahren, Tropfk√∂rper Aerober Abbau organischer Bestandteile zu anorganischen Endprodukten (H2O, CO2, NO3-, N2, PO4---, SO4--) durch Belebtschl√§mme (Belebungsbecken) beziehungsweise Bakterienrasen (Tropfk√∂rper). Durch geeignete Betriebsf√ľhrung bei Belebungsanlagen kann die Phosphoraufnahme in die Biomasse optimiert werden (Bio-P). Somit ist weniger F√§llmittel zur Phosphorelimination erforderlich.

Grunds√§tzliches Ziel ist stets, zu entfernende Abwasserinhaltsstoffe durch biologische Prozesse (Veratmung, Biomassewachstum) in Formen zu √ľberf√ľhren, die durch Sedimentation oder Stripping (gasf√∂rmiges Austreiben) aus dem Abwasser entfernt werden k√∂nnen und zudem m√∂glichst unsch√§dlich sind.
Biochemische Oxidation bei Kleinkläranlagen Pflanzenkläranlage, Sandfilterkläranlage, Belebtschlammverfahren, Tropfkörper Aerober und anaerober Abbau in flachen Becken und anschließendem Bodendurchgang bei Pflanzenkläranlagen oder Abbau durch Belebtschlämme in Belebungsbecken oder durch Bakterienrasen in Tropfkörpern
Schlammfaulung Faulturm Anaerober Abbau organischer Bestandteile des Primär- beziehungsweise Überschusschlammes zu anorganischen Endprodukten: Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H2S)
Anaerobe Abwasserreinigung Reaktor Anaerober Abbau organischer Bestandteile zu anorganischen Endprodukten: Kohlenstoffdioxid (CO2), Methan (CH4), Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H2S). Besonders f√ľr organisch hochbelastete Abw√§sser geeignet (beispielsweise Lebensmittelindustrie, Tierk√∂rperbeseitigung).
Chemische Verfahren
Flockung Flockungsbecken Entfernung von Kolloidstoffen und feinen Schmutzpartikeln durch Flockungsmittelzugabe beziehungsweise Einstellung des pH-Wertes
Neutralisation/pH-Wert-Einstellung Neutralisationsbecken Einstellung des gew√ľnschten pH-Wertes durch die Zugabe von S√§ure oder Base.
Fällung Fällungsbecken Ausfällung von Phosphationen (PO43-) mit Eisen- und Aluminiumsalzen
Simultanfällung Belebungsbecken/Nachklärbecken Entfernung von Phosphor (als Phosphat) durch Zugabe von Eisen- oder Aluminiumsalzen zum Belebtschlamm.
Vorfällung Mischbecken/Vorklärbecken Entfernung von Phosphor (als Phosphat) durch Zugabe von Eisen- oder Aluminiumsalzen vor dem Vorklärbecken.
Nachfällung Mischbecken/Absetzbecken nach dem Nachklärbecken Entfernung von Phosphor (als Phosphat) durch Eisen- oder Aluminiumsalzen nach dem Vorklärbecken.
Abiotische Oxidation Sonderbecken Zerstörung biotisch nicht abbaubarer organischer Verbindungen beispielsweise durch Ozon oder Ultraviolettstrahlung. Gegebenenfalls mit dem Ziel, die Reste biotisch abbauen zu können (beispielsweise Entfärbung von Abwasser)
Desinfektion Sonderbecken Abtötung von Krankheitserregern durch Chlor- oder Ozonzugabe oder durch Ultraviolettstrahlung

Belastungskenngrößen

Die Belastung von Kl√§ranlagen wird nach Einwohnerwerten (EW) bestimmt. Dabei handelt es sich um die Summe aus den tats√§chlichen Einwohnern (Einwohnerzahl, EZ) und den Einwohnergleichwerten (EGW). Der Einwohnergleichwert ist die Vereinbarungsgr√∂√üe der f√ľr einen "Standardeinwohner" anzusetzenden Emission an Abwasser. F√ľr gewerbliche, industrielle und landwirtschaftliche Produktion werden auf Produktionsgr√∂√üen bezogenen Belastungen (beispielsweise 10 EW BSB5 pro ha Weinbaufl√§che) angegeben. Zu beachten ist jedoch, dass sich die Verh√§ltnisse zwischen den einzelnen Parametern verschieben k√∂nnen. Abw√§sser k√∂nnen h√∂her konzentriert sein (weniger Abwassermenge bei gleicher Schmutzfracht), oder sie k√∂nnen beispielsweise reich an organischen Kohlenstoffverbindungen und daf√ľr n√§hrstoffarm sein. Der Gehalt an biotisch abbaubaren Stoffen wird mit dem Summenparameter Biochemischer Sauerstoffbedarf, abgek√ľrzt BSB, quantifiziert. In der Regel wird er mit dem biochemischen Sauerstoffverbrauch in Milligramm innerhalb von f√ľnf Tagen unter Standardbedingungen gemessen und als BSB5 bezeichnet (siehe unten). F√ľr den biotischen Abbau muss ein N√§hrstoffverh√§ltnis von BSB5:N:P von etwa 100:5:1 gegeben sein, um die Mikroorganismen ausreichend mit Stickstoff und Phosphor zu versorgen. Dies fu√üt auf der Annahme, dass etwa die H√§lfte der abgebauten organischen Stoffe zum Biomassewachstum verwendet werden und Biomasse in der Trockensubstanz zu etwa zw√∂lf Prozent aus Stickstoff und zu etwa zwei Prozent aus Phosphor besteht.

Ein Einwohnerwert, abgek√ľrzt EW, entspricht folgenden Gr√∂√üen:

Abwassermenge

Als Belastung der Kl√§ranlage mit Abwasser wurde fr√ľher ein Schmutzwasseranfall von 150 bis 200 Liter pro Einwohner und Tag angesetzt. Der Schmutzwasseranfall entspricht etwa dem Wasserverbrauch. F√ľr Neuplanungen oder Vorausplanungen wird inzwischen der ortsspezifische Wasserverbrauch ermittelt und eine Absch√§tzung f√ľr die Zukunft versucht. √úblicherweise werden Schmutzwassermengen um die 130 Liter pro Einwohner und Tag angesetzt.

Dieser Wert ber√ľcksichtigt die in Mitteleuropa bei dichten Kanalnetzen √ľblichen Werte. F√ľr die Bemessung der Kl√§ranlage wird jedoch in der Regel ein Zuschlag f√ľr Fremdwasser (undichte Kan√§le, Einleitungen von Drainagen und dergleichen) ber√ľcksichtigt. Dieser kann bis 100 Prozent des Schmutzwasseranfalls betragen. Die Fremdwassermenge wird auf die angeschlossene versiegelte Fl√§che bezogen und sollte nicht mehr als 0,15 l/(s√óha) betragen.

Bei Mischkanalisationen (Regenwasser und Schmutzwasser in einem Kanal) sind entsprechende Zuschl√§ge zur Abarbeitung des Regenwassers zu ber√ľcksichtigen, die meist mit 100 Prozent der Tagesspitze bei Trockenwetter angesetzt werden.

F√ľr die hydraulische Berechnung (Zahl und Gr√∂√üe der F√∂rderpumpen) der Kl√§ranlage ist zudem der Tagesgang der Belastung von Bedeutung. Die durchschnittliche Tagesfracht ist daher zur Bemessung nicht durch 24 Stunden, sondern durch eine kleinere Zahl (10 bis 14) f√ľr den maximalen Stundenwert zu teilen.

Verschmutzungsgrad

BSB5

Beim BSB5-Wert, dem biochemischen Sauerstoffbedarf w√§hrend einer Messzeit von f√ľnf Tagen bei 20 ¬įC, wird jener Sauerstoffbedarf erfasst, der durch die Oxidation von organischen Stoffen durch aerobe Mikroorganismen entsteht. Er geh√∂rt zu den so genannten Summenparametern, da damit nicht der Abbau von Einzelverbindungen bestimmt werden kann.
Die bakterielle Oxidation von Ammoniak (NH3), Ammonium (NH4+) und Nitrit (NO2-) zu Nitrat (NO3-), Nitrifikation genannt, soll nicht erfasst werden und wird bei der Messung durch einen Hemmstoff, beispielsweise Allylthioharnstoff (ATH) oder Natriumhydroxid-Plätzchen, unterbunden.

Als √ľblicher Wert f√ľr den BSB5 werden 60 Gramm pro Einwohnerwert und Tag angesetzt. Davon k√∂nnen etwa 20 Gramm in der Vorkl√§rung durch Sedimentation entfernt werden. F√ľr Bestimmung des BSB sind folgende Voraussetzungen notwendig:

  1. Die angesetzte Probe muss während der gesamten Zehrungszeit ausreichend Sauerstoff, das sind mindestens zwei Milligram pro Liter, enthalten
  2. Die angesetzte Probe muss gen√ľgend Bakterien enthalten. Sie sind im normalen Abwasser reichlich vorhanden. Bei speziellen Abw√§ssern gewerblicher Betriebe (z. B. Deponie-Sickerwasser-Reinigung) m√ľssen Bakterien zugesetzt werden. Man ‚Äěimpft‚Äú mit 0,3 Milliliter h√§uslichem Abwasser je Liter angesetzter Probe.
  3. In der angesetzten Probe muss gen√ľgend Stickstoff und Phosphat als N√§hrstoffe enthalten sein.
  4. Die angesetzten Proben m√ľssen w√§hrend der f√ľnf Tage m√∂glichst genau bei 20 ¬įC und im Dunkeln, am besten in einem Thermoschrank, aufbewahrt werden.

Chemischer Sauerstoffbedarf

‚Üí Hauptartikel: Chemischer Sauerstoffbedarf

Der chemische Sauerstoffbedarf, abgek√ľrzt auch CSB, geh√∂rt ebenfalls zu den so genannten Summenparametern, da damit keine Einzelverbindungen quantifiziert werden k√∂nnen. Er wird mittels der Oxidation der Abwasserinhaltsstoffe durch Kaliumdichromat bestimmt und erfasst den Sauerstoffbedarf zur Oxidation eines Gro√üteils der organischen Stoffe. Sind im Abwasser auch oxidierbare anorganische Verbindungen wie beispielsweise Sulfite enthalten, werden diese ebenfalls als chemischer Sauerstoffbedarf erfasst.
Dieser Parameter wird ebenfalls zur Bilanzierung der Anlage herangezogen.

F√ľr den chemische Sauerstoffbedarf wird ein Wert von 120 Gramm pro Einwohnerwert und Tag angesetzt.

Stickstoff

Stickstoff liegt im Rohabwasser hauptsächlich organisch gebunden (zum Beispiel in Proteinen, Nukleinsäuren, Harnstoff) und in Form von Ammonium-Ionen (NH4+) sowie in geringen Anteilen auch in Form von Nitrat- (NO3-) und Nitrit-Ionen (NO2-) vor.

Angesetzt werden hier etwa zehn bis zwölf Gramm pro Einwohnerwert und Tag.

Phosphor

Phosphor liegt organisch als Phosphatgruppe gebunden und als freies Phosphat vor.

Hier werden etwa 1,8 Gramm pro Einwohnerwert und Tag angenommen.

Siehe auch

Quellen

  1. ‚ÜĎ Die biologische Reinigungsstufe. In: System S&P. (Festbett- und Belebtschlammverfahren).

Weblinks

 Commons: Kl√§ranlage ‚Äď Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wiktionary Wiktionary: Kl√§ranlage ‚Äď Bedeutungserkl√§rungen, Wortherkunft, Synonyme, √úbersetzungen

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