Hydrologie

Die Kläranlage

In Deutschland haben die Kläranlagen heute mindestens zwei Reinigungsstufen. Doch gerade wenn Industrie- und Gewerbeabwässer zu reinigen sind, ist noch eine dritte Stufe nötig.

1. Klärstufe

Zuerst wird das Abwasser mechanisch geklärt. Das umfasst zunächst den Rechen, der grobe Verunreinigungen zurückhält. Anschließend wird das Wasser durch den Sandfang geleitet, wo Sand und andere mineralische Stoffe der Schwerkraft folgend absinken und abgeräumt oder abgepumpt werden können.

Danach fließt das Wasser für etwa ein bis zwei Stunden in die ruhigen Vorklärbecken, wo jetzt auch die kleineren Schwebstoffe sedimentieren können.

Die mechanische Reinigung dient zum einen der Entlastung der nachfolgenden Stufen, aber auch dem Schutz der nachgeschalteten Maschinen wie Pumpen, Belüftungssystemen, Ventilen, Schiebern, etc.

2. Klärstufe

Nach dem Vorklärbecken beginnt die zweite, die biochemische Reinigungsstufe, in der nun die Belastung durch organische Verbindungen reduziert wird.

Die sogenannte „Belebung“ besteht aus Becken mit belebtem Bakterienschlamm, dem das Abwasser als Nährmedium zugeführt wird und der für ideale Wachstumsbedingungen noch zusätzlich belüftet und umgewälzt wird. Die Bakterien fressen die organischen Nährstoffe im Abwasser auf und binden die gelösten Stoffe, in dem sie in körpereigene Stoffe umgewandelt werden.

In einem weiteren ruhigen Becken, der Nachklärung, bilden die Bakterien und die tote mikrobielle Zellmasse Komplexe – sogenannte Flocken – und lagern sich am Grund des Beckens ab, von wo sie abgepumpt werden können. Ein Teil des Klärschlammes wird gleich wieder in die Belebung geleitet, so dass die Population der Bakterien dort konstant bleibt. Der Rest wird in die Faultürme geleitet.

Auf diese Weise können die Nährstoffe im Wasser extrem reduziert werden. Bis zu 90% des Phosphors, der im Wasser mittransportiert wurde, können eliminiert werden. Ammonium und die Träger von CSB und BSB5 ebenfalls bis zu 95%. CSB und BSB (Chemischer bzw. biochemischer Sauerstoffbedarf) sind Maße für die Sauerstoffmenge, die unter Optimalbedingungen benötigt wird um organische Substanz chemisch, biochemisch zu oxidieren, sprich abzubauen. Gebundener Stickstoff kann bis zu 80% eliminiert werden, wenn noch ein sauerstoffarmes denitrifizierendes Becken vor- oder nachgeschaltet wird und auch Schwermetalle können weitgehend in den Flocken gebunden werden.

3. Klärstufe

Um die Resultate noch zu verbessern gibt es nun noch die Möglichkeit der „ weitergehenden Klärung“. In der dritten (chemischen) Reinigungsstufe werden nun nach Bedarf weitere Methoden angewandt wie P – Fällung, Flockung oder der Einsatz von Ionenaustauschern um Schwermetalle zu imobilisieren.

Klärschlamm

Mit dem in den verschiedenen Stufen jeweils anfallenden Klärschlamm wird entsprechend seiner Belastung weiterverfahren. Zunächst wird er zum Ausfaulen in Faultürme gepumpt, wo er von Bakterien unter anaeroben (sauerstofffreien) Bedingungen weitgehend stabilisiert wird (Gärung), so dass er seine Neigung zum Faulen (Gären) und seinen Gestank verliert.

Wenn keine oder nur geringe Belastung mit Schwermetallen besteht, kann er als organischer Dünger in der Landwirtschaft aufgetragen werden. Bei mäßiger Belastung wird der zentrifugierte und getrocknete Schlamm in Kohlekraftwerken verbrannt und bei zu hohen Schwermetallkonzentrationen in speziellen Mülldeponien abgelagert.