Erste Reinigungsstufe - Mechanische Abwasserreinigung

Bei der mechanischen Abwasserbehandlungsstufe werden rund 30% der Schmutzstoffe dem Abwasser durch Rechen, Sandfang und Vorklärbecken entzogen.
1. Das Abwasser passiert zunächst einen Rechen (1), der groben Unrat (Papier, Flaschen, Äste usw.) zurückhält und mit einem automatischen Abstreifer entfernt.
2. Im Sandfang (2) verbreitert sich der Abflusskanal, wodurch die Fließgeschwindigkeit des Abwassers abnimmt und grobe mineralische Sinkstoffe wie Kies und Sand sich am Bodenablagern und beseitigt werden können.
3. In den Vorklärbecken (3) wird das Wasser etwa zwei Stunden zurückgehalten. In diesen großen rechteckigen oder runden Becken können sich die feinen Schwimm- und Schwebstoffe als Schlamm am Boden absetzen. Dieser Schlamm wird abgesaugt, eingedickt (10) und in einen Faulraum (11) befördert.

Zweite Reinigungsstufe - Biologische Abwassereinigung

4. Das vorgereinigte Abwasser aus der Vorklärung wird in der sogenannten zweiten Reinigungsstufe, auch biologische Reinigung genannt, eingeleitet. Hier macht man sich einen durchaus natürlichen Vorgang zu Nutze, indem man in einem Belebungsbecken (4) durch Sauerstoffzufuhr günstige Lebensbedingungen für Kleinstlebewesen - hauptsächlich Bakterien - schafft. Diese sind in der Lage, gelöste organische Abwasserstoffe in Verbindung mit Luftsauerstoff als Nahrung aufzunehmen und in anorganische Verbindungen (Kohlendioxid, Wasser, Salze) umzuwandeln, wobei sie sich unter Schlammbildung vermehren. Nach einer bestimmten Zeit wird das Schlamm-Wasser-Gemisch ins Nachklärbecken geleitet.
5. Die Schlammflocken sinken im folgenden Nachklärbecken (5) zu Boden und werden entweder noch einmal in das Belebungsbecken (4) zurückgepumpt (Rücklaufschlamm) oder zur Schlammbeseitigung in den Eindicker (10) befördert (Überschußschlamm). Nach Passieren der mechanischen und biologischen Reinigungsstufen ist das Abwasser jetzt zu etwa 90% von biologisch abbaubaren Stoffen gereinigt.

Dritte Reinigungsstufe - Phosphatentfernung

Da die Abwässer Pflanzennährstoffe (z.B. Phosphat und Stickstoffverbindungen) enthalten, die in den Gewässern zu Sekundärverunreinigungen führen, ist noch eine weitere Abwasserreinigungsstufe anzustreben.
6. Das noch phosphathaltige Abwasser gelangt aus dem Nachklärbecken (5) zunächst in ein Flockungsbecken (6).
7. Von einer Fällmitteldosierstation (7) wird dem Abwasser unter starker Durchmischung gleichzeitig ein Fällmittel zugesetzt.
8. Der "Restschmutz" flockt hierdurch aus und kann sich in einem Nachklärbecken (8) als Schlamm absetzen, der eingedickt (10) dem Faulturm (11) zugeführt wird. Diesen Vorgang der "chemischen Reinigung" nennt man Nachfällung (im Anschluß an die biologische Stufe).
Heute geht die Abwassertechnik zunehmend auf biologische Verfahren zur Verminderung des Phosphats im Abwasser über. Dadurch kann die Zugabe von Fällungschemikalien stark eingeschränkt werden. Die dritte Reinigungsstufe umfaßt daneben noch die Entfernung von Stickstoffverbindungen. Hierzu wird z.B. das Belebtschlammbecken in Zonen unterschiedlichen Sauerstoffgehaltes aufgeteilt. In der sauerstoffreichen Zone werden die Amoniumverbindungen in Nitrat überführt (Nitrifikation). Zur eigentlichen Stickstoffentfernung wird das Nitrat in sauerstoffarmen Zonen mikrobiologisch zu Luftstickstoff veratmet (Denitrifikation), d.h. es entweicht. In Schwerpunkten der Abwasserbelastung sind weitere Reinigungsstufen (z.B. Filtration) notwendig.
9. Das gereinigte Wasser kann nun in ein natürliches Gewässer (Vorfluter) (9) eingeleitet werden.

Schlammbehandlung und -beseitigung

Der unter Punkt 3, 5 und 8 anfallende Schlamm besitzt einen Wassergehalt von etwa 98%.
10. Mit Hilfe von Eindickern (10) wird dieser Gehalt auf 96% gesenkt und dadurch das Volumen halbiert.
11. Nun wird der Schlamm in einen Faulbehälter (11) befördert, wo unter Luftabschluß Fäulnisbakterien in einem Gärprozeß bei 35° C ein Faulgas erzeugen, das zu etwa zwei Drittel aus Methan und zu einem Drittel aus Kohlendioxid besteht.
12. Dieses Gas kann in einem Behälter gespeichert und zur Deckung des Energiebedarfs der Kläranlage verwendet werden.
13. Nach etwa vier Wochen ist der Schlamm ausgefault, geruchlos und kann entweder maschinell durch filtrieren oder Zentrifugieren oder auf natürliche Weise in Trockenbeeten entwässert werden (13). Falls der Schlamm nicht zuviel Schwermetalle enthält, kann er zur Bodenverbesserung in der Landwirtschaft verwendet werden. Vielfach wird er auch in Wärmekraftwerken - allein oder mit Hausmüll verbrannt.

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