Abwasservorbehandlungsanlage

Bevor industrielle oder gewerbliche Abwässer (z. B. Schlachthofsabwasser, Deponiesickerwasser, Abwasser aus der Lebensmittelindustrie, Garagen, Transportbetriebe, Werkhöfe, ) in das Kanalisationssystem geleitet wird kann eine Vorreinigung von notwendig sein. Eine Abwasservorbehandlungsanlage vermeidet, dass schädlichen Einflüsse das Kanalsystem, öffentliche Kläranlagen oder den Klärschlamm belasten.


Innenansicht einer Envimodul-Abwasservorbehandlungsanlage
Quelle: EnviroChemie GmbH

Abwasservorbehandlungsanlage im ABZ Wiewärthe - Dipl. Ing. G. Ringel
Modulare Anlagenlösungen für die Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung - CHEMIE.DE Information Service GmbH

Funktion einer Kläranlage

Vorklärung - mechanische Abwasserbehandlung

Die mechanische Klärung vom Abwasser erfolgt nomalerweise in der ersten Kammer der Kläranlage. In dieser Klärstufe sollen grobe Stoffe zurückgehalten werden.

Eine mechanische Klärung bedeutet, dass die Feststoffe wegen ihres Gewichtes einfach auf den Boden der Kammer absinken. Hierdurch entsteht in der ersten Kammer der Fäkalschlamm. Dieser sollte entfernt werden, wenn er 50% der Wassertiefe erreicht hat. Die leichteren Schwebstoffe werden durch die Überläufe in die zweite Kammer der Kläranlage zur nächsten Klärstufe gelangen.

Biologische Abwasserbehandlung

In dieser Klärstufe werden die organischen Inhaltsstoffe (Essensreste, Schmutzstoffe aus der Wäsche, Ausscheidungen aus dem Körper) abgebaut. Die zweite Stufe der Abwasserreinigung wird durch Bakterien erreicht.

Die Bakterien ernähren und vermehren sich von den Inhaltsstoffen des Abwassers in der Kläranlage. Damit die Bakterien ihre Arbeit tun können brauchen sie Sauerstoff.

Die Bakterien verarbeiten zur eignen Energiegewinnung Kohlenstoff (z.B. aus den Nahrungsresten und Fäkalien) zu Kohlendioxid und Wasser. Ähnlich arbeitet auch der menschliche Körper, der Kohlenstoff aus dem Essen in den Muskeln "verbrennt" - und Energie gewinnt und nebenbei als "Abfallprodukt" Kohlendioxid durch die Atmung ausscheidet.
Dieser Prozess wird in der Klärtechnik Kohlenstoffabbau genannt. Kleinkläranlagen die für Kohlen-stoffabbau geeignet sind, haben die Reinigungsklasse C.

Eine weitere wichtige Stufe in der Kläranlage ist die Umwandlung von Ammoniumverbindungen (aus z.B. Eiweiß und Harnstoff) zu Ammonium (NH4). Dieses Ammonium wird dann durch die Bakterien zu Nitrat weiterverarbeitet. Dieser Prozess wird in der Klärtechnik Nitrifikation genannt. Kleinklär-anlagen, die für Nitrifikation geeignet sind, haben die Reinigungsklasse N.

Wird die Umwandlung von Ammoniumverbindungen in der Kläranlage nicht erreicht, dann müssen die nachfolgenden Gewässer diese Aufgabe übernehmen. Das Problem wäre, dass die Gewässer zur Verarbeitung der Stoffe auch Sauerstoff benötigen, der dem Wasser entnommen wird und die Wasserqualität verschlechtert.

Mikroorganismen im Abwasser gibt es schwimmend (Belebtschlamm) oder fest auf Material angesiedelt (Biofilm). Es gibt Kläranlagensysteme, in denen Bakterien schwimmen (z.B. SBR) oder Verfahren mit einem Biofilm (Tropfkörper, Festbett).

Sauerstoff, den die Bakterien brauchen, wird durch direktes Einblasen der Luft in das Abwasser oder durch z.B. große Oberflächen, die direkt mit der Luft in Kontakt stehen (z.B. Tropfkörper, bei denen Wasser über Lavasteine rieselt).

Nachklärung

Der Belebtschlamm oder abgelöste Teile des Biofilms in der Kläranlage sollten nicht in das Gewässer oder indas Grundwasser gelangen. Deswegen wird in der Nachklärung die Biomasse (Belebtschlamm und Teile des Biofilms) gesammelt. Der abgesetzte Schlamm im Nachklärbecken wird bei den meisten Systemen wieder in die Vorklärung der Kläranlage zurückbefördert.

Das gereinigte Abwasser kann an der Oberfläche abfließen oder es wird abgepumpt (bei den meisten SBR- Anlagen).

Die Leistungsfähigkeit von Kleinkläranlagen ist seit 2005 in Ablaufklassen bzw. Reinigungsklassen eingeteilt. Es gibt folgende Klassen:

  •  C für Kohlenstoffabbau
  •  N für Nitrifikation
  •  D für Denitrifikation
  •  +P für zusätzliche Phosphateliminierung
  •  +H für zusätzliche Hygienisierung

Bei den meisten Kleinkläranlagen wird nur die Reinigungsklasse C gefordert. Nur wenn besondere Maßnahmen zum Schutz der Gewässer erforderlich sind, können weitergehende Reinigungsan-forderungen von der zuständigen Behörde gestellt werden (z.B.Trinkwasserschutzgebieten).


Zunehmend wird eine 4. Reinigungsstufe gefordert, die im Abwasser vorhandene Arzneimittel beseitigt. Von 3000 Arzneimittel im Abwasser lassen sich 100 Arzneimittel nachweisen. Über die Einleitung aus den Klärwerken in Fließgewässer und/oder in das Grundwasser kommen diese Rückstände auch in die Nahrung (Fische, Fleisch, Pflanzen) und in das Trinkwasser.
Aktivkohle in der Abwasserreinigung

DWA-Symposium in Mannheim
Abwasserreinigung zur Entfernung von Spurenschadstoffen durch Nachrüstung mit moderner Umwelttechnik weiter verbessern Umweltministerin Tanja Gönner ist beim Symposium "Aktivkohle in der Abwasserreinigung" der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V., DWA, in Mannheim. "Der Gewässerschutz stellt uns immer wieder vor neue Herausforderungen. Moderne Analysetechnik macht es möglich, dass heute neue Stoffgruppen wie Arzneimittelrückstände und hormonell wirksame Substanzen im Abwasser erkannt werden können", erklärte die Ministerin. Hier sei es erforderlich vorsorgend zu handeln, auch wenn die Abwasserreinigung in Baden-Württemberg insgesamt bereits ein sehr gutes Niveau erreicht habe.
Trotz der Erfolge und des hohen Niveaus bei der Abwasserreinigung dürfe es kein Ausruhen geben, mahnte Gönner. "Um die hohe Qualität auch in Zukunft zu sichern, bedarf es weiterer Anstrengungen." So müsse ein verstärktes Augenmerk auf die organischen Spurenschadstoffe wie Arzneimittelrückstände gelegt werden, die im Kläranlagenablauf nach der herkömmlichen Abwasserreinigung noch vorhanden sind. Diese Stoffe würden zwar nur in geringen Mengen vorkommen, könnten sich aber beispielsweise in der Umwelt anreichern oder toxisch beziehungsweise hormonell wirken und so zu einer Gefahr für Ökosysteme werden. "Es sind Wechselwirkungen wie Missbildungen bei Gewässerorganismen bekannt." Dabei existieren heute insbesondere Verfahren der Aktivkohleadsorption mit nachgeschalteten Filtrationen, mit denen die Spurenschadstoffe eliminiert werden können. Die Umweltministerin appellierte deshalb, notwendige Sanierungen von Anlagen zu nutzen um nachträglich solche innovative Umwelttechniken einzubauen.
Die aktuellen Diskussionen um organische Spurenschadstoffe bestärkten das Land auch in dem Bestreben, aus Vorsorgegründen aus der bodenbezogenen Klärschlammverwertung auszusteigen. Die Verbrennung von Klärschlämmen und damit ihre energetische Nutzung müsse weiter forciert werden. "Es ist ökologisch nicht zu vertreten, mit immer mehr Aufwand die Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen, um sie nachher wieder breitflächig in der Landwirtschaft oder dem Landbau auszubringen." In Baden-Württemberg werde gezeigt, dass die Klärschlammdüngung auf Böden verzichtbar sei: Der Anteil des thermisch verwerteten Klärschlamms ist von rund 30 Prozent im Jahr 2001 auf zwischenzeitlich über 87 Prozent angestiegen. "Dies ist ein großer Erfolg für den vorsorgenden Umweltschutz", freute sich die Ministerin. Quelle: Ministerium für Umwelt, Naturschutz und Verkehr Baden-Württemberg

Pilotuntersuchungen zur kombinierten oxidativ-biologischen Behandlung von Klärwerksabläufen für die Entfernung von organischen Spuren- und Wirkstoffen und zur Desinfektion

Gereinigtes Kommunalabwasser kann pathogene Mikroorganismen und schwerabbaubare organischen Spurenstoffe enthalten, die für die Einleitung in Oberflächengewässer ein Problem darstellen. Ziel der Untersuchungen im Forschungsprojektes PILOTOX war die Elimination von organischen Spurenstoffen und pathogenen Mikroorganismen aus geklärtem Kommunalabwasser mit Hilfe einer nachgeschalteten Oxidation mit Ozon. Hierzu wurden von der TU Berlin (FG Wasserreinhaltung) in Kooperation mit den Berliner Wasserbetrieben im Klärwerk Berlin-Ruhleben Versuche mit einer halbtechnischen Pilotanlage der Firma WEDECO zur Ozonung des Klarwassers durchgeführt.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Ozonung ein geeignetes Verfahren ist, den wesentlichen Anteil der im Klarwasser Ruhleben nachgewiesenen Medikamentenrückstände oxidativ zu entfernen bzw. zu transformieren und eine gleichzeitige Keimreduzierung auf die Grenzwerte der EU Badegewässer-Richtlinie zu erreichen. Hierbei konnte unter anderem festgestellt werden, dass viele Spurenstoffe, wie z.B. das Antiepileptikum Carbamazepin oder das Hormon Estron schon bei einer sehr geringen Ozondosierung bis unterhalb ihrer analytischen Nachweisbarkeit entfernt werden können. Die untersuchten Röntgenkontrastmittel hingegen erwiesen sich als resistenter; ihre Konzentration konnte auch bei hohen Ozonzehrungen nur teilweise reduziert werden. Hierbei deutete sich an, dass durch die Kombination von Wasserstoffperoxid und Ozon eine Erhöhung der Eliminationsrate für einzelne Substanzen erreicht werden kann. Die Elimination der untersuchten Spurenstoffe konnte mit der Abnahme der UV-Aktivität des Wassers in Korrelation gebracht werden. Aus diesem Grund bietet es sich an, den schnell und einfach erfassbaren Parameter SAK254 als Prozesssteuerungsparameter für die Ozondosierung einzusetzen. Quelle: Carsten Bahr, Mathias Ernst, Martin Jekel in Zusammenarbeit mit Bernd Heinzmann, Francis Luck, Achim Ried

 


Abwassersammelgrube in Kompaktbauweise mit Zulauf im Konus
Quelle: Lausitzer Klärtechnik GmbH

Sammelgrube Rondus mit Teleskop-Domschacht Mini
Quelle: Otto GRAF GmbH

 

Abwasser-Sammelgrube
Abwasser-Sammelgruben werden für Grundstücke ohne Kanalanschluss (z. B. Kleingarten, Wochenendhaus) mit nur wenig oder unregelmäßigem Abwasseranfall eingesetzt. Auch in der Landwirtschaft (Silage-Sickerwässer, Milchkammer-Abwasser) sind Sammelgruben üblich. Außerdem ist die abflusslose Sammelgrube dort erforderlich, wo aus Gewässerschutzgründen keine Einleitmöglichkeit für Abwasser besteht.

Sammelgruben speichern das gesamte anfallende Abwasser bis zur Entsorgung. Die Größe der Grube richtet sich nach dem Abwasseranfall in Verbindung mit dem Entsorgungszyklus. Sammelgruben sind regelmäßig auf den Füllstand zu kontrollieren und rechtzeitig zu entleeren. Die Sammelgruben sollten eine DIBt-Zulassung haben.
Sammelgruben aus Kunststoff (PE, LLD-PE) lassen sich im Gegensatz zu Betonringen aufgrund des geringem Eigengewichts leicht einbauen und sind aus einem Stück, ohne Fugen und Nähte gefertigt und deshalb zu 100 % dicht.
Die Sammelgruben haben einen Zulaufstutzen DN 100 oder DN 150. Die Grubenentleerung erfolgt durch ein Saugfahrzeug.

Abwasser-Sammelgruben - Otto GRAF GmbH Kunststofferzeugnisse
Sammelgruben in Kompaktbauweise - Lausitzer Klärtechnik GmbH

Planung einer Sammelgrube
 
Kleingarten / Wochenendhaus
Einfamilienhaus
empfohlenes Abfuhrintervall
2 - 3 mal pro Saison
alle 2 - 4 Wochen
durchschnittlicher Abwasseranfall
ca. 50 l pro Person und Tag
(WC, Hände und Geschirr waschen)
ca. 100 l pro Person und Tag
erforderliches Volumen
(nach Nutzungsgewohnheit)
250 bis 1000 l pro Person
1500 bis 2000 l pro Person

Einbautiefe der Sammelgrube

- empfohlene Erdüberdeckung
der Zulaufleitung

mind. 25 cm (zum Schutz des Rohrs bei Gartenarbeit; nur Sommerbetrieb)
80 cm (frostfreie Verlegetiefe nach DIN)
Die erforderliche Einbautiefe resultiert aus der Zulaufhöhe an der jeweiligen Sammelgrubeund den jeweiligen Behältermaßen und evtl. notwendiger Schachtverlängerungen.
Hinweis: Alle Behälter sind grundsätzlich frostunempfindlich – egal wie tief sie eingebaut sind.
Eine Gefährdung durch Frost besteht immer nur für die Zulaufleitung.
Genehmigung Vor dem Einbau müssen z.T. regional unterschiedliche Genehmigungen beantragt werden (z.B. beim Bauamt). Welche Zertifikate dafür notwendig sind, klären Sie bitte mit den jeweiligen Behörden. Wir bieten die DIBt-Zulassung oder eine Hersteller-Bescheinigung.
Bodenverhältnisse Bei anstehendem Grund- oder Schichtenwasser bzw. sehr schweren Böden sind Tiefbauarbeiten manchmal schwierig. Besonders vorteilhaft sind hier Tanks mit geringer Einbautiefe wie der NEO, TORUS und TUBUS. Hier ist bei einigen Sammelgruben-Typen Zubehör erforderlich.
Befahrbarkeit Soll der Einbauort mit PKW oder LKW befahrbar sein? Für einige Sammelgruben-Typen gibt es hierfür spezielles Zubehör.
Quelle: Premier Tech Aqua GmbH (Rewatec)
Klärsysteme
In einer Abwasserbehandlungsanlage (Kläranlage) bzw. Abwasserreinigungsanlage (ARA) wird das Abwasser, das von der Kanalisation der Kläranlage zugeführt wird, nach verschiedenen Systemen (mechanisch bzw. physikalisch, biologisch, chemisch) in verschiedenen Reinigungsstufen gereinigt.
Klärsysteme im Vergleich
 

SBR
Sequentielle Biologische Reinigung

Anschaffungskosten
durchschnittlich
niedrig
niedrig
durchschnittlich
hoch
Reinigungsleistung
gut
gut
befriedigend
gut
sehr gut
Nachrüstung in vorhandene Grube möglich (kein Tiefbau notwendig)
Ja
Ja
Nein, es wird ein zweiter Behälter benötigt
Nein, bzw. Tiefbau erforderlich
ja
Platzbedarf
ca. 9 m²
ca. 9 m²
ca. 9 bis 18 m²
großer
Platzbedarf
ca. 9 m²
Laufende Kosten (ohne Abwasseranalysen)
 Immer: Strom Häufig: Luftfilter Selten: elektrische Ersatzteile
 Immer: Strom Häufiger: Luftfilter Selten: elektrische Ersatzteile
 Immer: Strom (allerdings nur 1/3 des Verbrauchs von Belebungsanlagen) Selten: Tauchpumpe
 geringe laufende Kosten, außer wenn eine Tauchpumpe verwendet wird: geringer Stromverbrauch
 Immer: Strom (hoher Verbrauch) Häufiger: Filterkörper
Wartungsaufwand im Hinblick auf 10 Jahre Betriebszeit
2 - 3x pro Jahr
 2 - 3x pro Jahr
 Hoher Wartungsaufwand
 1 x pro Jahr, allerdings besteht die Gefahr, dass sich die Anlage zusetzt
 3x pro Jahr
Funktion bei ungleichmäßiger Nutzung bzw. Auslastung
 Sehr gut
 Bei einigen Systemen problematisch
 Früher problematisch, bei neueren Anlagen problemlos
 Probleme möglich, das Beet kann austrocknen
 Beste Reinigungsleistung
Aufwand zur Erstellung einer solchen Anlage
Behältereinbau und Inbetriebnahme des Systems:  3 bis 4 Stunden
 Behältereinbau und Inbetriebnahme des Systems:   3 bis 4 Stunden
 Meist Tiefbauarbeiten für zwei Behälter erforderlich
 Großer Aufwand für Erdarbeiten, Bepflanzung und Behälter
 Behältereinbau und Inbetriebnahme des Systems: 4 bis 5 Stunden
Sonstiges
 
 
 
Pflanzenkläranlagen stellen ein attraktives Milieu für ein vielfältiges Tierleben dar
 Die Weiternutzung des Ablaufwassers ist jederzeit möglich
     
Die Weiternutzung des Abwassers ist bedingt möglich
 Problemlose Nutzung in Trinkwasserschutzzonen
Quelle: Kläranlagen-Vergleich.de
Festbett
SBR
Tropfkörper
Pflanzenkläranlage
Membranfiltration
Klein-Kläranlage
Kleinkläranlagen kommen bei Einzelhäusern, kleinen Siedlungen, Wochenendhäusern oder Schutzhütten zum Einsatz. Die Anlagen zur Reinigung von Abwasser werden eingebaut, wenn eine Abwasserentsorgung durch einen Anschluss an eine kommunale Kläranlage aus technischen, satzungsrechtlichen oder finanziellen Gründen nicht möglich ist.


Klaro Easy Einbehälteranlage

Klaro Easy Zweibehälteranlage
Betriebsbuch - Kleinkläranlag Klaro Easy D - Otto GRAF GmbH

 

 

Die Anlagen bestehen aus einem Absetzbecken (in der Regel Dreikammerabsetzgrube), in dem die im Abwasser enthaltenen Feststoffe und aufschwimmenden Fette abgetrennt werden. In weiterer Folge wird das Abwasser in einer biologischen Stufe gereinigt. Das Klärverfahren nach den gleichen Methoden, wie sie bei den großen Anlagen angewendet werden.
Für die Genehmigung einer Kleinkläranlage in Deutschland die jeweilige "Untere Wasserbehörde" (in Bayern auch über private Sachverständige [PSW]) zuständig.
Die SBR-Klärtechnik (Sequentielle Biologische Reinigung) ist die Grundlage für die Kleinkläranlagen. Hier gibt es eine getrennte Vorklärung zur mechanischen Rückhaltung der Grobstoffe und ein biologisches Belebungs- und Nachklärbecken ( SBR-Becken). Das zufließende Abwasser in mehreren Zyklen gereinigt. Die Reinigungsleistung bei guten Anlagen liegt bei bis zu 99 %.

Vollbiologische Kleinkläranlagen - Otto GRAF GmbH
KLARO One Kleinkläranlage - KLARO GmbH
Kleinkläranlagen-Ratgeber - Kläranlagen-Vergleich.de
Kleinkläranlagen - Premier Tech Aqua GmbH
(Rewatec)
Kläranlagen - Infos und Preisvergleich - Kläranlagen-Vergleich.de


KLARO One Kleinkläranlagen (1-, 2-, 3- oder 4-Kammergruben)
Quelle: KLARO GmbH

Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
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