Exkursion im Rahmen des Kurses WW52 - Abwasser II Abwasserbehandlung zur Kläranlage Gera - Stublach

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Am 23. März fuhren die 35 Fernstudierenden des Kurses WW 52 "Abwasserbehandlung" zu den Kläranlagen Gera - Stublach und Jena.

KLÄRANLAGE GERA

Der Betriebsingenieur der Kläranlage Gera, Herr Schneider, führte die Exkursionsgruppe nach einer kurzen Einführung an die einzelnen Bauteile der Anlage und erläuterte deren Funktion, Dimension und Zusammenwirken. Gegen Ende des 19. Jhdts wurde in Gera mit dem Bau eines Kanalnetzes zur Abwasserableitung begonnen. Die Projektierung eines Gesamtentwässerungsnetzes begann Ende der 50er Jahre, von 1963 bis 1969 wurde die Zentralkläranlage Gera-Stublach (mechanische Reinigungsstufe, Schlammbehandlung) gebaut. Nach europaweiter Ausschreibung erfolgte auf Beschluß der Verbandsversammlung des Zweckverbandes Wasser / Abwasser Mittleres Elstertal vom 28. Oktober 1994 die Auftragserteilung zum neuen Klärwerk Gera mit biologischer Reinigungsstufe.

Abb. 1: Kläranlage Gera

Zeitplan:	Beauftragung der Planungsleistungen	1992
	Fertigstellung der Entwurfsplanung	März 1993
	Bauausführung der Vorabmaßnahmen	bis April 1994
	Ausschreibungsplanung	bis Juni 1994
	Erstellung der Leistungsbeschreibung	bis Juni 1994
	Vergabe und Auftragserteilung	Oktober 1994
	Grundsteinlegung	22. März 1995
	Richtfest	29. Mai 1996
	Baudurchführung	Nov. 1994 bis Dez. 1996
	Inbetriebnahme	Dezember 1996
	Einfahr- und Optimierungsbetrieb	bis Juni 1997

Abb. 2: Lageplan Klärwerk Gera

ZULAUF UND RECHEN

Durch den Hauptsammler gelangt das Abwasser aus der Stadt Gera zum Klärwerk. Im Zulaufbereich enden ebenfalls die Abwasserdruckleitungen aus Bad Köstritz und Hartmannsdorf. Über ein Pumpwerk wird das Abwasser aus dem tiefer liegenden Sammler Langenberg in den Zulauf gehoben. Bei größeren Regenwetterzuflüssen wird über einen Notauslaß die nicht im Klärwerk zu behandelnde Abwassermenge in das Regenüberlaufbecken abgeschlagen. Im Rechenhaus werden alle groben, sowie zu Verstopfung und Verfilzung neigenden Stoffe mit Hilfe eines Siebrechens aus dem Abwasser entfernt. Das Rechengut wird gewaschen und gepreßt. Das anfallende Rechengut wird in Containern gesammelt und entsorgt.

Abb. 3: Rechenhaus

BELÜFTETER SANDFANG

Abb. 4: Belüfteter Sandfang und Sandklassierer

Der belüftete Sandfang dient zur Entfernung von Sanden und feinen mineralischen Stoffen mit einem Durchmesser < 0,4 mm. Durch Belüfterelemente wird oberhalb der Gerinnesohle Luft eingetragen, welche eine Wasserwalze erzeugt. In dieser Strömung sinken die Sandpartikel zu Boden.

Gleichzeitig treiben Fette und Leichtstoffe mit der Luft auf und werden in einer seitlichen Rinne gesammelt. Mittels einer Mammutpumpe gelangt der Sand vom Trichter des Bauwerkes in den Sandklassierer. Dort wird der Sand gewaschen und mechanisch entwässert.

VORKLÄRBECKEN

Abb. 5: Vorklärbecken

Im Vorklärbecken werden größere organische Schlammpartikel und die feinen mineralischen Bestandteile, welche im belüfteten Sandfang nicht entfernt werden konnten, zur Sedimentation gebracht. Diese Stoffe sammeln sich am Beckengrund und werden vom kontinuierlich laufenden Räumer in den Schlammtrichter geschoben. Von dort aus werden sie mit einer Pumpe in den Vorklärschlammeindicker gefördert.

Abb. 6: Exkursionsgruppe am Vorklärbecken, der Faulturm im Hintergrund

DENITRIFIKATIONSBECKEN

Abb. 7: Denitrifikationsbecken

In die Denitrifikationsbecken wird das vorgeklärte Abwasser, der Rücklaufschlamm und das rückgeführte nitrathaltige Abwasser geleitet. Spezialisierte Mikroorganismen des Belebtschlammes gewinnen den zum Abbau der organischen Abwasserlast notwendigen Sauerstoff aus dem Nitrat, welches dabei zum gasförmigen Stickstoff reduziert wird und aus den Becken entweicht.

NITRIFIKATIONSBECKEN

Abb. 8: Nitrifikationsbecken

In den Nitrifikationsbecken werden die gelösten organischen Abwasserinhaltsstoffe durch die Mikroorganismen des Belebtschlammes abgebaut. Gleichzeitig wird das im Abwasser vorhandene Ammonium zu Nitrat oxydiert. Der benötigte Sauerstoff wird über Belüfterkerzen oberhalb der Beckensohle eingeblasen.

Auf Grund der großen Beckentiefe kann sich der Sauerstoff besonders gut im Abwasser lösen.

Das gebildete Nitrat wird mit dem Rücklaufstrom in die Denitrifikationsbecken zurückgeführt.

NACHKLÄRBECKEN

Abb. 9: Nachklärbecken

In den Nachklärbecken wird das gereinigte Abwasser vom Belebtschlamm getrennt. Das Belebtschlammgemisch wird durch das Mittelbauwerk in das Becken geleitet. Das gereinigte Abwasser fließt über geschlitzte Ablaufrohre aus dem Becken zum Vorfluter ab.

Auf dem Fließweg kommt es zum Sedimentieren des Schlammes. Die sich am Beckenboden absetzenden Flocken werden mittels eines Räumerschildes in den Schlammtrichter befördert und in das Rücklaufschlammpumpenwerk geleitet.

Abb.10 Exkursionsgruppe an der Räumerbrücke

RÜCKLAUFSCHLAMMPUMPWERK

Abb. 11: Rücklaufschlammpumpwerk

Der im Nachklärbecken abgesetzte Schlamm wird in das Rücklaufschlammpumpwerk geleitet. Der Hauptteil des Schlammes wird in die Denitrifikationsbecken zurückgeführt und verbleibt somit im Kreislauf. Der durch Biomassezuwachs überschüssig anfallende Belebtschlammanteil wird aus dem Kreislauf entfernt und in die Schlammbehandlung gefördert.

ABLAUF:

Zur Eigenkontrolle der Ablaufqualität ist eine Ablaufgütemeßstation vorhanden. Es werden einige chemische Parameter durchgängig gemesse. Desweiteren befindet sich ein automatischer Probenehmer in der Station, welcher über 24 Stunden eine Tagesmischprobe aus dem Ablauf entnimmt. Die ablaufende gereinigte Abwassermenge wird über ein magnetisch-induktiv wirkendes Meßgerät erfaßt.

HOCHWASSERPUMPWERK

Abb. 12: Hochwasserpumpwerk

Im Falle einer Hochwasserführung der Weißen Elster staut sich das Flußwasser in den Ablauf des Klärwerkes zurück. Um einen problemlosen Ablauf zu garantieren, wird der Ablaufkanal mit einem Absperrschütz abgeriegelt. Gleichzeitig wird der Zulauf zum Hochwasserpumpwerk geöffnet.

Die Pumpen fördern das gereinigte Abwasser über den Hochwasserspiegel und gewährleisten somit einen sicheren Abfluß.

FAULBEHÄLTER:

Abb. 13: Faulbehälter

Der voreingedickte Überschuß- und Vorklärschlamm wird über einen Wärmetauscher auf ca. 35°C erwärmt und dem Faulbehälter zugegeben. Im Faulbehälter verbleibt der Schlamm rund 28 Tage, wobei durch Faulung eine weitere Volumenverringerung der organischen Bestandteile von ca. 50% erreicht wird. Der aus dem Faulbehälter entnommene Schlamm ist stabilisiert und besitzt nur noch eine geringe Geruchsintensität. Das bei der Faulung entstehende Klärgas wird aufgefangen, getrocknet, gefiltert, gereinigt und in Gasmotoren in Elektroenergie umgewandelt.

SCHLAMMBEHANDLUNG

Siebtrommeln: Um den Feststoffgehalt im Überschußschlamm von ca. 0,8 % auf 8-10 % Trockensubstanz zu erhöhen, wird dem Schlamm ein Flockungshilfsmittel zudosiert und zur Eindickung auf die Siebtrommeln gegeben.

Zentrifugen: Zur Entwässerung des ausgefaulten Schlammes werden Hochleistungszentrifugen eingesetzt. Zur besseren Flockenbildung wird zuvor dem Schlamm ein polymeres Flockungshilfsmittel zugegeben. Der Schlamm gelangt über eine Hohlwelle in den Seperator. Durch die Zentrifugalkräfte erfolgt eine Trennung in die feste und flüssige Phase. Der Schlamm wird auf ca. 35 % Trockensubstanz entwässert.

Schlammsilo:Der in den Zentrifugen entwässerte Schlamm wird mittels Dickstoffpumpen in das Schlammsilo gefördert. Dort wird er zwischengespeichert und kann direkt in Sattelzüge oder Muldencontainer im freien Fall abgefüllt werden.

GEBLÄSE- UND GENAROTORENHALLE

Turboverdichter: Für den Abbau der organischen Abwasserlast und die Oxydation des Ammoniums wird in großen Mengen Sauerstoff in Form von Druckluft benötigt. Zur Erzeugung der Druckluft sind 3 frequenzgesteuerte Turboverdichter mit einer Leistung von je 10000 Normkubikmetern Luft/Stunde installiert. Je nach dem rechnergestützt ermittelten Sauerstoffbedarf laufen die Verdichter einzeln oder im Parallelbetrieb.

Gasmotoren: Das bei der Faulung entstehende Klärgas wird durch zwei Gasmotoren verstromt und für den Energiebedarf der Kläranlage bereitgestellt. Die anfallende Abwärme wird zur Beheizung der Faulung und zur Deckung des Wärmebedarfes der Kläranlage genutzt.

GASBEHÄLTER

Abb.14: Gasbehälter

KLÄRANLAGE JENA

Herr Dipl.-Ing. Waschina von den Stadtwerken Jena, Bereich Wasser/Abwasser sowie die örtliche Bauleitung führte die Exkursionsgruppe über die Rekonstruktions- und Erweiterungsbaustelle der Kläranlage Jena.

Die planerische und bauliche Aufgabe besteht hier darin, unter Gewährleistung des Anlagenbetriebes den biologischen Abwasserbehandlungsteil und die Schlammbehandlung zu erweitern und die gesamte Anlage zu rekonstruieren.

Abb.15 : Exkursionsgruppe auf der Räumerbrücke

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26.07.2000