Kläranlage - Mechanische und biologische Reinigung des Abwassers und Ableitung in die Ems. | stadtwerke-leer.de

Kläranlage


Aufgabe der Abwasserreinigung

Jedes Abwasser wird über ein Kanalsystem in ein Gewässer geleitet. Ungereinigtes Abwasser kann Gewässer schädigen und z.B. zu Geruchsentwicklung, Eutrophierung und Fischsterben kommen. Die Aufgabe der Kläranlage Leer ist es die genannten Schäden zu verhindern und die damit verbundenen Auswirkungen in den Gewässern zu unterbinden.

 

Im allgemeinen ist Abwasser ein Gemisch aus vielen Einzelstoffen. Das kommunale Abwasser setzt sich zusammen aus:

  • organischen Verbindungen (z.B.: Kohlehydrate, Fett, Harnstoff usw.),
  • mineralischen (anorganischen) Verbindungen (z.B.: Salze, Säuren, Tenside usw.) und
  • Feststoffen (z.B.: Staub, Abrieb usw.).

Diese Schmutzstoffe kommen in gelöster und ungelöster Form vor. Die ungelösten Stoffe werden wiederum in absetzbare und nicht absetzbare Stoffe unterteilt.

 

Ziel der Kläranlage Leer ist die Entfernung der Schmutzstoffe aus dem Abwasser bzw. die Konzentration der Schmutzstoffe abzumindern. Hierzu wird das Abwasser mechanisch und biologisch gereinigt.


Allgemeines

In den Jahren 1966 - 1968 wurden -in einer ersten Ausbaustufe- auf dem Betriebsgelände der Kläranlage Leer vier Absetz- bzw. Faulbecken sowie Schlammtrockenbeete errichtet. Damit war ein kleiner Schritt im Hinblick auf die Abwasserreinigung und damit auf die Reinhaltung der Ems getan.

 

Der vollbiologische Ausbau der Kläranlage Leer erfolgte ab 1978. Die Ausbaugröße der Kläranlagen beträgt 95.000 Einwohnergleichwerte.

 

Das Abwassers durchläuft in der Kläranlage Leer folgende Verfahrensstufen:

  1. Mechanische Reinigung
  2. Biologische Reinigung
  3. Nachklärung

Die Kläranlage Leer hat eine Besonderheit. Die erste Stufe der biologischen Reinigung erfolgt in so genannten Tiefschächten. Diese Schächte sind 2,60 m im Durchmesser und 80 m tief. Im Inneren ist ein Rohr mit 1,60 m Durchmesser eingehängt. Es handelt sich um eine Verbindung von mechanischer Abwasserreinigung und einem in die Zukunft weisenden vollbiologischen System in Form einer Tiefstrombelüftung. Die sich aus dieser Technik ergebenden Vorteile für die Stadtwerke Leer und die Einwohner der Stadt Leer sind:

  • Verbesserung der Wasserqualität
  • Energieeinsparung durch reduzierten Lufteintrag
  • Geringer Platzbedarf
  • Geringe Geruchsbelästigung

Mechanische Reinigung I (Hauptpumpwerk)

Das Hauptpumpwerk wurde 1965 errichtet. Das im Stadtgebiet anfallende Abwasser fließt zum Hauptpumpwerk, dieses fördert täglich ca. 8.000 m³ (bei Trockenwetter) Abwasser zur Kläranlage Leer. Dem Hauptpumpwerk ist ein Grobrechen mit einer Stabweite von 30 mm vorgeschaltet. Dieser soll verhindern, dass größere Teile in die Pumpen gelangen, die eine Verstopfung oder Beschädigung zur Folge haben könnten.

 

Der Grobrechen entfernt die Sperrstoffe aus dem Abwasser. Der Stababstand beträgt 30 mm. Das anfallende Rechengut wird gesammelt und anschließend deponiert.

Ausgestattet ist das Pumpwerk mit:

  • einer Schmutzwassergrundlastpumpe (Förderleistung 540 m³/h),
  • zwei Schmutzwasserpumpen (Förderleistung je 800 m³/h),
  • zwei umschaltbaren Pumpen (Förderleistung je 1.600 m³/h), die nach Bedarf dem Schmutz- oder dem Regenwasser-System zugeteilt werden und
  • drei Regenwasserpumpen (Förderleistung je 3.600 m³/h).

Da das Kanalnetz aus Trenn- und teilweise Mischverfahren besteht, treten erhebliche Belastungen bei Regenwetter auf. Insgesamt besitzen die Stadtwerke Leer 48 Pumpstationen, die das Abwasser zum Hauptpumpwerk fördert.


Mechanische Reinigung II

Aus Gründen der Betriebssicherheit ist die mechanische Abwasserreinigung auf modernen und technologisch aufwändigen Kläranlagen unerlässlich. Durch das Abtrennen von Grob-, Zopf-, Sperrstoffen und Sand werden Störungen an Pumpen, Rührwerken, Schiebern usw. verringert. Auf Grund der Örtlichkeit ist die erste mechanische Reinigungsstufe außerhalb der Kläranlage im Hauptpumpwerk installiert. Die zweite und dritte Stufe befinden sich auf dem Gelände der Kläranlage am Hauptgebäude. Das Abwasser wird mittels der Siebtrommel von weiteren kleineren Störstoffen befreit. Das gesiebte Material wird  gesammelt und anschließend deponiert.

Der Sandfang hat den Zweck, vom Abwasser mitgeführten Sand und mineralische Stoffe festzuhalten, da diese den Betrieb der Kläranlage stören können. Diese Stoffe beschädigen und verstopfen Pumpen, Rohrleitungen und Maschinen. Im Sandfang wird die Fließgeschwindigkeit so beeinflußt, dass die Sande absinken und die organischen Bestandteile weiterfließen. Auf der Kläranlage kommt ein belüfteter Sandfang zum Einsatz. Der gezielte Lufteintrag beeinflusst die Fließgeschwindigkeit und sorgt dafür, dass Öle und Fette aus dem Abwasser entfernt werden. Der Sand wird über eingehängte Pumpen an einer fahrbaren Räumerbrücke zum Sandklassierer gefördert. Die Räumerbrücke schiebt gleichzeitig die Öle und Fette in einen separaten Behälter.


Biologische Reinigung

Die biologische Abwasserreinigung hat das Ziel, Inhaltstoffe des Abwassers, die ein Gewässer (z.B. die Ems) negativ beeinflussen können, aus dem Abwasser zu entfernen oder in Stoffe umzuwandeln, die in der Natur keine Schäden anrichten. Für diese Reinigung werden Mikroorganismen eingesetzt, die auch in Gewässern vorkommen. In der biologischen Reinigung werden Bedingungen geschaffen, in denen sich diese Mikroorganismen ansiedeln, optimal wachsen und vermehren. Für diese Prozesse benötigen die Mirkoorganismen Nährstoffe, die sie dem Abwasser entziehen und somit das Abwasser reinigen. Dieser Teil der biologischen Reinigung wird als Belebung bezeichnet. Auf der Kläranlage in Leer erfolgt dieser Reinigungsschritt in zwei getrennten Bauwerken. Das Tiefstrombelüftungsverfahren ist der erste Verfahrensschritt der zweigeteilten Belebung. Die drei Tiefschächte auf der Kläranlage Leer sind baugleich und bestehen aus einem oberirdischen und einem unterirdischen Teil. Der sichtbare Teil besteht aus einem Becken, einer Schneckenpumpe sowie dem Ein- und Auslauf des Schachtes. Der Schacht besteht aus einem 80 m langen senkrechtem Rohr, in das ein zweites eingehängt ist.

Das Abwasser wird mittels der Schneckenpumpe in das Innenrohr gefördert, vermischt sich mit dem ebenfalls hier eingeleiteten Rücklaufschlamm aus der Nachklärung und strömt im Innenrohr nach unten. Der von den Bakterien benötigte Sauerstoff wird auf zwei verschiedene Arten eingebracht. Zum einen wird der Sauerstoff im Bereich der Schneckenpumpe durch Diffusion an der Grenzfläche "Wasser zu Luft" eingetragen. Zum anderen wird der größte Anteil direkt in das Innenrohr (Downcomer) mit schräg abwärts gerichteten Einblasrohren eingeleitet. Dies erfolgt in einer Tiefe von 12 m mit einem Gebläse und in 20 m oder 25 m Tiefe mit einem Verdichter. Aufgrund des Druckanstieges durch die Wassertiefe (8 bar bei 80 m) nimmt die Löslichkeit der Luft und somit auch der Sauerstoffanteil im Wasser zu. Die Belüftung erfolgt in den Tiefschächten 1 und 2 mit Luftsauerstoff, im dritten Tiefschacht wird technischer Sauerstoff eingeblasen.

In der zweiten biologischen Stufe fließt der aus dem Tiefschacht kommende Abwasserstrom in Rundbecken. Hier finde eine weiterführende Reinigung statt. Für die Belüftung sind Plattenbelüfter sternförmig am Boden der Rundbecken angeordnet; für eine optimale Durchmischung sorgen die im Becken angeordneten Rührwerke. Die Bauform des Beckens ist auftriebssicher, sodass eine Außerbetriebnahme zwecks Reparaturarbeiten zu jeder Jahreszeit möglich ist. Die Belüftung wird über zwei Gebläsemotoren gesteuert, die jeweils zwei unterschiedliche Leistungen haben. Bei Ausfall eines Gebläses kann eine Reservestation diese Aufgabe übernehmen. Somit ist sichergestellt, dass immer ausreichend Luftsauerstoff im Belebungsbecken vorhanden ist. Über eine Sauerstoffmessung (O2-Messung) werden die Gebläsemotoren geregelt und können sich je nach Belastung des Abwassers in ihrer Leistung anpassen.

In der zweiten biologischen Stufe fließt der aus dem Tiefschacht kommende Abwasserstrom in Rundbecken. Hier finde eine weiterführende Reinigung statt. Für die Belüftung sind Plattenbelüfter sternförmig am Boden der Rundbecken angeordnet; für eine optimale Durchmischung sorgen die im Becken angeordneten Rührwerke. Die Bauform des Beckens ist auftriebssicher, sodass eine Außerbetriebnahme zwecks Reparaturarbeiten zu jeder Jahreszeit möglich ist. Die Belüftung wird über zwei Gebläsemotoren gesteuert, die jeweils zwei unterschiedliche Leistungen haben. Bei Ausfall eines Gebläses kann eine Reservestation diese Aufgabe übernehmen. Somit ist sichergestellt, dass immer ausreichend Luftsauerstoff im Belebungsbecken vorhanden ist. Über eine Sauerstoffmessung (O2-Messung) werden die Gebläsemotoren geregelt und können sich je nach Belastung des Abwassers in ihrer Leistung anpassen.

 
 

Nachklärung

Auf der Kläranlage sind 3 Nachklärbecken vorhanden; die Becken haben einen Durchmesser von 42 m und ein Volumen von ca. 4.000 m³. In diesen Becken wird das gereinigte Abwasser einschließlich der Mikroorganismen (Belebtschlamm) eingeleitet. Durch die Verringerung der Fließbewegung sinkt der Belebtschlamm auf den Boden ab, und das gereinigte Wasser kann im oberen Bereich der Beckens abfließen. Damit der Belebtschlamm dem Schlammkreislauf zugeführt werden kann, fährt eine Räumerbrücke das Becken ab. An dieser Brücke sind 5 Teleskoprohre befestigt, die den eingedickten Belebtschlamm als Rücklaufschlamm wieder zum Tiefschacht zurückführen.

 

 

Klärschlammbehandlung

Der Überschussschlamm aus dem Schlammeindicker wird mittels Pumpen zur Zentrifuge gefördert. Hier wird der Überschussschlamm mit einem Polymer versetzt. Polymere sind sehr lange Molekülketten, welche die Flockenbildung beschleunigen, wodurch die Entwässerbarkeit des Schlammes verbessert wird. Die Hygienisierung des entwässerten Klärschlammes erfolgt durch Kalkzugabe. Der Klärschlamm wird anschließend landwirtschaftlich verwertet.

 

 


Technische Daten

Hauptpumpwerk

Kammrechen mit 30 mm Stadabstand

  • zwei Schmutzwasserpumpen a 900m³/h Förderleistung
  • zwei Mischwasserpumpen a 1.600 m³/h Förderleistung
  • drei Mischwasserpumpen a 3.600 m³/h Förderleistung

 

Hauptbetriebsgebäude

  • fünf Siebtrommeln 2 mm Spaltbreite
  • fünf Schneckenpressen

 

Sandfang

belüftet zweigeteilt mit Fettabscheidung

  • Länge 30,00 m
  • Breite 6,50 m
  • Tiefe 3,60 m

 

Tiefschacht

drei Tiefschächte mit

  • Durchmesser 2,60 m
  • Druchmesser Innenrohr 1,50 m
  • Tiefe 80,00 m
  • Volumen 650 m³

drei Schneckenpumpen mit

  • Außendurchmesser 2,37 m
  • Innendurchmesser 1,12 m
  • Förderleistung 5.724 m³/h

Belebungsbecken

drei Becken mit

  • Durchmesser 20,00 m
  • Tiefe 4,00 m
  • Volumen 1.318 m³

 

Zwischenpumpwerk

drei Schneckenpumpen mit

  • Förderleistung 1.995 m³/h

 

Nachklärung

drei Becken mit

  • Durchmesser 42,00 m
  • Tiefe 3,30 m - 4,80 m
  • Volumen 4.000 m³ 

Parameter der Abwasserbehandlung

2014201520162017
KläranlagenkapazitätEW95.000
Ausbaugröße Abwassermengel/s440
Ausbaugröße Abwassermengem³/d38.000
angeschlossene EinwohnerE36.53936.22736.869
Jahresschmutzwassermenge2.274.8702.257.8282.228.163
Zulaufkonzentration CSBmg/l795667613
Zulaufkonzentration Ngesamtmg/l68,964,461,2
Zulaufkonzentration Pgesamtmg/l11,369,799,17
Ablaufkonzentration CSBmg/l42,643,343,4
Ablaufkonzentration NH4-Nmg/l0,851,332,03
Ablaufkonzentration Pgesamtmg/l0,720,680,70

Skizzen der Kläranlagenteile


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