Kläranlage Aschaffenburg - Vorwort
Oberbürgermeister Klaus Herzog
Mit Beginn der planmäßigen Entwässerung bewohnter Gebiete
entstand auch bald die Forderung nach Reinigung der gesammelten Abwässer.
Die Abwasserreinigungstechnik, zunächst noch aus Absetzbecken bestehend,
entwickelte sich mehr und mehr zur technisch aufwendigen Großeirnrichtung.
Die heutige Abwasserreinigung besteht neben der Absetztechnik, mechanische
Reinigung genannt, aus der biologischen und chemischen Reinigung sowie der
Schlammausfaulung und
entwässerung. Die Reinigung ist so komplex, das Rechner zur Steuerung
der Abwasserbehandlung notwendig sind.
In den 20er Jahren wurde im Hafen an der Limesstraße eine Kläranlage
errichtet.
1963 wurde mit dem Neubau des Klärwerks
Aschaffenburg am heutigen Standort in der
Mörswiesenstr. 51 die Kläranlage im Hafen auf-
gelassen und später abgebrochen.
Schön Anfang der 70er Jahre begannen die ersten Erweiterungsarbeiten.
Die bis dahin aus Rechen, Sandfang und Vorklärbecken bestehende Anlage
wurde um 2 weitere Vorklärbecken und die biologische Reinigungsstufe
mit Nachklärbecken erweitert. Die Schlammbehandlung wurde zum Abschluss
dieser Erweiterungsarbeiten 1978 in Betrieb genommen.
Ende der 80er Jahre wurden aufgrund höherer Änforderungen an die
Reinigungsleistung Erweiterungsarbeiten notwendig, die zur Vergrößerung
der biologischen Reinigungsstufe mit anschließender chemischer Fällung
führten.
Dieses Heft will Ihnen einen kleinen Überblick geben. Kurze Funktionsbeschreibung
stellen die aufwendige Reinigungstechnik vor. Für technisch versierte
Leser sind detailliertere Informationen enthalten.
Für weitere Informationen stehen Ihnen die Mitarbeiter des Klärwerks
gerne zur Verfügung.
Aschaffenburg, im Oktober 2000
Klaus Herzog
Oberbürgermeister
Die
Steuerung der Anlage, die Störungsmeldung und Protokollierung sowie die
Umkleide- und Aufenthaltsräume der Mitarbeiter sind im Betriebsgebäude
untergebracht.
Die gesamte Anlage wird über einen Prozessleitrechner, an dem 5 SPS-Unterstationen
angeschlossen sind, gesteuert. Hier werden alle anfallenden Mess- und Prozessdaten
gespeichert und weiterverarbeitet. Bei einem Ausfall der Anlage können
die 5 SPS-Unterstationen selbständig mit einem Unterprogramm weiterarbeiten.
Fallen zentrale Funktionsbausteine, wie Pumpen oder Motoren aus, so wird über
das Prozessleitsystem Alarm ausgelöst. In den Stunden, in denen das Klärwerk
personell nicht besetzt ist, wird die Störung über City-Ruf an die
Störungsbereitschaft gemeldet, die dann für die Beseitigung der Störung
verantwortlich ist. Für die Mitarbeiter des Klärwerks gelten besondere
hygienische Anforderungen. Zu diesem Zweck stehen den Mitarbeitern sogenannte
Schwarz- und Weißräume zur Verfügung, in denen die Arbeitskleidung
gegen die Straßenkleidung und umgekehrt gewechselt werden kann. Arbeitskleidung
wird in den bereitstehenden Waschmaschinen gewaschen. Sie darf aus hygienischen
Gründen nicht mit nach Hause genommen werden.
Betriebsgebäude
Technik:
Rechner zur zentralen Erfassung aller überwachungs- und steuerungsrelevanten
Daten (UNIX)
Blindschaltbild Klärwerk
Blindschaltbild für die technischen Einrichtungen des Kanalnetzes
Das
Abwasser aus dem Stadtgebiet Aschaffenburg und den Gemeinden Glattbach, Goldbach,
Hösbach und Haibach fließt über die Abwasser-
Sammler Damm", ,,Mitte" und linksmanischer Sammler" dem Klärwerk
zu. Im Einlaufbauwerk treffen diese Sammler zusammen.
Über einen Plattenschieber wird die dem Klärwerk zufließende
Abwassermenge auf 1.160 Liter pro Sekunde begrenzt. Größere Abwasser-Mengen
werden über eine Überfallkante den Rückhaltebecken bzw. dem
Main zugeführt.
Die zufließenden Abwässer werden nach Trockenwetterzufluss und
Regenwetterzufluss unterteilt. Die Abwassermengen bei Trockenwetterzufluss
liegen zwischen 20.000 und 30.000 Kubikmeter pro Tag. Bei Regenwetter kann
der Zufluss über 70.000 Kubikmeter pro Tag befragen.
Im
Abwasser sind neben den gelösten Stoffen störende feste Stoffe enthalten,
die vor der eigentlichen Abwasserreinigung entfernt werden müssen. Dazu
werden 2 Trommelrechen eingesetzt. Die Trommeln bestehen aus Stahlstäben,
die in einem Abstand von 10 Millimeter angebracht sind. Durch diese Trommeln
fließt das Abwasser. Sind im Abwasser feste Teile, die größer
als 10 Millimeter sind, so werden sie von den Stäben zurückgehalten.
Der Rechen verstopft immer mehr und führt damit zum Ansteigen des Wasserstandes
vor dem Rechen. Ist eine bestimmte Höhe erreicht, wird ein Kamm in Bewegung
gesetzt, der die von den Stäben festgehaltenen Feststoffe entfernt und
auf eine Transportschnecke wirft.
Die Transportschnecke transportiert das Rechen-gut langsam hoch zu einer weiteren
Transportschnecke (Querschnecke).
Auf dem Weg dorthin wird das Rechengut mehrmals gewaschen. Die Querschnecke
transportiert das Rechengut schließlich in einen Container. Das Rechengut
wird zur Verwertung zu einer Kompostieranlage gefahren.
Technik:
2 Trommelrechen mit Stababstand 10 mm mit angebauter Transportschnecke, Steuerung
über Niveauregelung, Reinigung nach Bedarf
2 Transportschnecken als Querförderschnecken, am Ende beheizt
1 Druckerhöhungsanlage für das aus dem Ablauf der
Kläranlage bereitgestellte Spülwasser.
Bei Zuflüssen. über 600 Liter sind beide Rechen im
Dauerbetrieb
Technik:
2 Tauchmotorpumpen mit je 16 m3/h Förderleistung
1 Sandwäscher
2 Verdichter (Lufteintrag ca. 6 Nm3/min)
Über Straßeneinläufe gelangt Sand in die Kanalisation. Damit
dieser Sand den weiteren Verlauf der Abwasserreinigung nicht stören kann,
wird er im Sandfang entfernt. Dazu wird die Fließgeschwindigkeit des zufließenden
Abwassers soweit verringert, das die Sandkörner zu Boden sinken können.
Dieser Vorgang wird durch einströmende Luft, die zu einer Walzenbewegung
quer zur Fließrichtung führt, verstärkt. Zugleich werden mit
dem Lufteintrag ungelöste Fette an die Wasseroberfläche getrieben.
Der am Baden liegende Sand wird mittels Sandförderpumpen in eine Rinne
gepumpt. Diese Rinne führt zu einem Sandwäscher, in dem der Sand
von anhaftenden, organischen Bestandteilen gereinigt wird. Der gereinigte
Sand wird mittels einer Schnecke in Container befördert und wiederverwertet.
Das Spülwasser wird dem Sandfang wieder zugeführt.
Technik:
2 Becken mit je 1.375 m3 Volumen, Baujahr 1963
2 Absperrschieber für Handbetrieb (Schwimmschlammabzug>
4 Absperrschieber elektrisch betrieben
1 Räumerbrücke mit Räumschildern hydraulisch höhenverstellbar
und elektrischem Antrieb
1 Schlammpumpe
Das
der Vorreinigung zufließende Abwasser wird auf zwei gleich große
Becken verteilt. Durch die Größe der Becken wird die Fließgeschwindigkeit
stark verringert. Dadurch können sich die im Abwasser befindenden Schlammpartikel
am Boden absetzen, wo sie mit Hilfe der an der Räumerbrücke befindlichen
Schlammschilde in den am vorderen Teil der Becken befindlichen Schlammtrichter
geschoben werden.
Durch öffnen eines Absperrschiebers kann der im Schlammtrichter befindliche
Schlamm in den Pumpensumpf befördert werden, von wo aus der Schlamm in
den Faulturm gepumpt wird.
Technik:
2 Becken mit je 1.000 m3 Volumen
2 Tauchmotorpumpen mit je 130 m3/h Förderleistung
4 Strahlreiniger (Wirbeljets) mit je 170 m3/h Wirbelleistung
Das
über die Überlaufschwelle im Einlaufbauwerk abfließende Abwasser
wird zwei Regenrückhaltebecken zugeleitet. Sobald die Speicherkapazität
der Rückhaltebecken erreicht bzw. überschritten wird, fließt
das "vorgereinigte" Abwasser über eine Überlaufschwelle
dem Main zu.
Nach dem Ende des Regenereignisses und zurückgegangenen Abwassermengen
am Zulauf zum Klärwerk wird das gespeicherte Abwasser zum Zulauf zurückgepumpt
und im Klärwerk gereinigt. Die im Rückhaltebecken abgelagerten Feststoffe
werden mit Wirbeljets unter Zuführung von Luft aufgewirbelt, in Schwebe
gebracht und so über die Tauchpumpen aus dem Becken entfernt.
Technik:
16 Tauchmotorrührwerke mit je 2 KWh Leistung
Das
im Laufe des Reinigungsprozesses in der Nitrifikation gebildete Nitrat wird
zusammen mit dem aus der Vorreinigung abfließenden Abwasser der Denitrifikation
zugeführt. Hier nehmen die Mikroorganismen. die mit dem aus der Nitrifikation
abfließendem ,,Nitratwasser" zugeführt werden, den organischen
Kohlenstoff aus dem Abwasser der Vorreinigung auf. Damit sie diesen verwerten
können, benötigen sie Sauerstoff, den sie sich aus dem Nitrat entziehen.
Der dabei frei werdende Stickstoff entweicht an die Luft
Zwischenhebewerk
Technik:
6 Tauchmotorpumpen mit je 2.340 m³/h Förderleistung
Das Wasserniveau im Klärwerk liegt teilweise unterhalb des Mainniveaus.
Um den freien Abfluss des gereinigten Abwassers zu gewährleisten. muss
das Abwasser gehoben werden. Im Zwischenhebewerk wird das aus der Denitrifikation
abfließende Abwasser angehoben und dann im freien Ablauf der Nitrifikation
zugeführt.
Das Zwischenhebewerk muss neben dem Abwasser, welches dem Klärwerk
zufließt, auch die Mengen aus der Rücklaufschlammführung und
das nitratbelastete Abwasser aus der Nitrifikation pumpen. Dem entsprechend
sind hier 6 große Pumpen eingebaut
Hochwasserpumpwerk
Technik:
3 Rohrgehäusepumpen mit je 3.600 m³/h Fördewrleistung
4 elektromotorisch betriebene Plattenschieber
Das
Niveau des Klärwerks liegt nur wenig über dem Normalwasserspiegel
des Mains. Aus diesem Grunde musste am Ablauf des Klärwerks in den Main
ein Hochwasserpumpwerk errichtet werden. Das Gebäude beherbergt neben den
3 Hochwasserpumpen, das Zwischenhebewerk, die Auslaufmessung und die dazugehörigen
Steuerungen.
Im Hochwasserfall werden die Hochwasserpumpen durch Umstellen von 4 Schiebern
in Betrieb genommen. Im Regelbetrieb sind die Schieber Nr. 1 und 3 geschlossen
und Schieber 2 und 4 geöffnet. Bei Hochwasser ist es umgekehrt. Die Hochwasserpumpen
befördern dann nicht nur das aus der Kläranlage abfließende
gereinigte Abwasser, sondern auch das über die Überlaufschwelle
am Einlaufbauwerk abfließende Abwasser in den Main.
Nitrifikation
Technik:
2 x 5 Becken mit je 3 Kaskarden zur Belüftung
Gesamtvolumen beider Bechen 17.000 m³
Das
aus der Denitrifikation über das Zwischenhebewerk der Nitrifikation zufließende
Abwasser enthält viel Ammonium (NH4)/Ammoniak(NH3). Da den Mikroorganismen
andere Energiequellen nicht zur Verfügung stehen, wird Ammonium bzw. Ammoniak
zu Nitrat (NO3) oxidiert. Die Oxidation kann jedoch nur durchgeführt werden,
wenn ausreichend Sauerstoff zur Verfügung steht. Dieser Sauerstoff wird
in Form von Umgebungsluft in die Nitrifikationsbecken eingeblasen. Den bei der
Oxidation erzielten Energiegewinn benötigen die Mikroorganismen zum Aufbau
der eigenen Zellen.
Verteilerbauwerk
Technik:
4 Tauchmotorpropellerpumpen mit je 2.700 m³/h
Förderleistung
Das
aus der Nitrifikation abfließende Schlamm Wassergemisch muß auf
vier Rundbecken verteilt werden. Damit die Verteilung möglichst gleichmäßig
erfolgt, wurde ein Verteilerbauwerk gebaut. Das in das Verteilerbauwerk einfließende
Schlamm-Wassergemisch wird mittels Rohrschachtpropellerpumpen nach oben gedrückt.
Dabei wird der Wasserstand soweit angehoben, dass nun das Schlamm-Wassergemisch
über eine Überlaufkante den Rundbecken zufließen kann.
Da alle vier Überlaufkanten auf gleiche Höhe über NN eingestellt
wurden und keine starken Verwirbelungen an der Oberfläche auftreten,
ist gewährleistet, dass alle vier Becken gleichmäßig belastet
werden. Die Steuerung der Pumpen erfolgt über Frequenzumrichter, die
ein kontinuierliches rauf- und runterfahren der Pumpenleistung ermöglichen.
Nachklärbecken
Technik:
4 Becken mit einem Durchmesser von je 40 m. Volumen: 4.410 m³je Becken
Aufenthaltsdauer bei max. Trockenwetterzufluß: 7,65 Stunden und bei
max Regenwetterzufluß: 4,22 Stunden
Das
aus dem Verteilerbauwerk abfließende Schlamm-Wassergemisch wird in der
Mitte der runden Nachklärbecken eingeleitet Die Fließrichtung dieses
Schlamm-Wassergemisches ist von innen nach außen.
Da die Fließgeschwindigkeit sehr gering ist, kann
sich der Schlamm vom Wasser trennen und am
Boden absetzen. Das Wasser fließt über eine
Überlaufkante am Rande des Beckens ab.
Der sich am Boden absetzende Schlamm wird mittels einem am Räumer befestigten
Saugräumers (Prinzip eines Hebers) in eine Ablaufrinne in der Mitte des
Beckens befördert und von dort als Rücklaufschlamm der Denitrifikation
zugeleitet Überschüssiger Schlamm wird über Zentrifugen den
Faulbehältern zugeführt.
Fällmittelstation
Technik:
In der FälImittelstation wird Natilumaluminat in mehreren Tanks bevorratet.
Über eine Saugleitung wird das benötigte Natriumaluminat in einen
Vorlagebehälter gehoben um von dort über Dosierpumpen in den Ablauf
der Nitrifikation gepumpt zu werden.
Dem
aus der Nitrifikation abfließenden SchlammWassergemisch wird Natnumaluminat
zugesetzt. Das Natnumaluminat reagiert mit dem noch im Wasser enthaltenen Phosphat
und bildet mit diesem eine Schlammflocke.
Diese Fällmittelzugabe bildet neben der mechanischen und der biologischen
Reinigung die dritte Stufe der Abwasserreinigung, die auch als chemische Reinigung
bezeichnet wird.
Nacheindicker
Technik:
2 Rundbehälter mit je 700 m³
Die
beiden Rundbehälter nehmen den aus den Faulbehältern abfließenden
ausgefaulten Schlamm auf. Hier kann sich der Schlamm abkühlen. Zugleich
wird mit einem Krälwerk bzw. einer Tauchmotorpropellerpumpe der Schlamm
umgewälzt. Die Umwälzung, die nach einer gewissen Zeit abgeschaltet
wird, bewirkt eine bessere Trennung zwischen Schlamm und Wasser. Das oben anstehende
Wasser wird mittels einer beweglichen Pumpe abgepumpt und der Vorreinigung zugeführt.
Der eingedickte Schlamm wird den Vorlagebehältern in der Schlammentwässerung
zugeführt.
Schlammentwässerung
Technik:
2 Kammerfilterpresse mit je 120 Platten
2 Zentrifugen mit einer Leistung von je 30 m³ Schlamm/h
Der
aus den Nacheindickem abgezogene Schlamm wird in Vorlagebehälter gepumpt.
Von hier aus wird der Schlamm während eines Pressvorgangs kontinuierlich
mittels Hochdruckpumpen in die Kammerfilterpressen gedrückt. Dabei wird
ein Flockungshilfsmittel zugegeben, dass auf der einen Seite wasserabstoßend
ist. Dieses Flockungshilfsmittel verbindet sich mit dem Schlamm und sorgt dafür,
dass das Wasser abgehalten und die Schlammflocke größer wird.
Die Platten der Kammerfilterpresse, die mit Filter-tüchern bespannt sind,
werden fest zusammen-gedrückt. Im Inneren der zusammengepressten Platten
befindet sich ein Hohlraum indem der mit Polymer vermischte Schlamm unter hohem
Druck gedrückt wird. Das Wasser kann über die Filter-tücher in
dahinterliegende Abflussrohre entweichen. Zurück bleibt der ausgepresste
Schlamm.
Beim Öffnen der Kammerfilterpresse werden die
Platten auseinandergedrückt.
Der gepresste Schlamm fällt nach unten in den
Trogkettenförderer mit dem der Schlamm zu den
außen stehenden Containern transportiert wird.
Werkstätten
und Laborgebäude
Technik:
Schlosserei: Drehbank
- Schweißplatz mit Autogen- und
Edelstahlschweißgerät
Werkbänke
Elektrowerkstatt: Elektrogeräteprüfplatz
Spezialgeräte zur Programmierung
der Steuerungen~
Labor: Photometer
Ihermoschränke
Handmeßgeräte
Wo viel Technik ist, gibt es auch immer etwas
zu reparieren. Dazu gibt es eine Schlosserei und
eine Elektrowerkstatt, in denen so gut wie alle
Reparaturen durchgeführt werden können.
Im Obergeschoß dieses Gebäudes befindet sich
das Labor.
Das Klärwerk wird in seiner Funktion und der
Reinigungsleistung vom Wasserwirtschaftsamt
(WWA) Aschaffenburg und dem Landesamt für
Wasserwirtschaft (11W) in München überwacht.
Diese Behörden erscheinen unangemeldet auf
dem Klärwerk und überprüfen den Kläranlagen-
ablauf. Dabei werden Proben entnommen und
im Labor des WWA Aschaffenburg bzw. im
WWA-Zentrallabor in Schweinfurt untersucht
Damit wir über unsere Reinigungsleistung infor-
miert sind, werden im Labor täglich die Kenn-
werte der Abwasserreinigung vom Zulauf bis
zum Ablauf untersucht. Daneben werden im
Ablauf sogenannte Online-Meßgeräte betrieben,
mit denen wir lückenlos die Ablaufwerte doku-
mentieren können.
Das Laborpersonal wird von einem staatlich aner-
kannten Labor fremdüberwacht. Zudem führt das
Laborpersonal wöchentliche Standardmessurigen
durch, die der eigenen Analysesicherheit dienen.
Maschienenhaus
Technik:
2 Gasmodule (BHKW's) mit je 272 KW elektrische
Leistung
1 Dieselmodul mit 320 KW elektrische Leistung
4 Turboverdichter mit einer Verdichterleistung von je
9.500 m3Luft/h
Der
Abwasserreinigungsprozeß ist sehr energieintensiv. Die Steuerung der Energiezufuhr
wird über das Maschinenhaus gewährleistet. Für das bei der Ausfaulung
des Schlamms entstandene Methangas stehen hier zwei Gasmotoren zur Verfügung,
die Strom für den Betrieb des Klärwerks erzeugen und deren Abwärme
zur Beheizung der Faultürme genutzt wird.
Sind beide Gasmotoren in Betrieb, können sie den Strombedarf des Klärwerks
abdecken.
Die Gasmotoren können nur solange betrieben werden, wie Methangas zur Verfügung
steht. Das sind ca.12 Stunden täglich.
Den Rest der Zeit muss Strom vom Energieversorger bezogen werden.
Neben den Gasmotoren wird für den Notbetrieb ein Dieselaggregat vorgehalten.
Werden alle drei Motoren gleichzeitig betrieben, so wird Strom in das Netz
des Energieversorgers abgegeben. Im Maschinenhaus sind neben diesen Aggregaten
auch die vier Turboverdichter installiert, die die Umgebungsluft ansaugen,
komprimieren und in die Nitrifikationsbecken einblasen. Auch die Verdichter
werden über die Schaltwarte im Maschinenhaus gesteuert.
Faultürme
Technik:
Faulraumvolumen 7.000 m3
(2 Faultürme mit je 1.500 m3, 1 Faulturm mit 4.000 m3)
Umwälzung mittels einer trocken aufgestellten
Umwälzpumpe mit einer Leistung von ca. 140 m3/h
Steuerung des Schlamms über 40 elektrisch betriebene
Schieber
Der
aus der Vorreinigung abzupumpende Schlamm und der Überschussschlamm aus
dem Rücklauf der Nachklärbecken werden in die Faultürme gepumpt.
In den Faultürmen wird der Schlamm auf einer Temperatur zwischen 35°C
und 37°C gehalten und ständig umgewälzt. Da es sich hier um einen
sauerstofffreien Raum handelt, können hier auch nur bestimmte Mikroorganismengruppen
leben. Diese Organismen zersetzen die organischen lnhaltsstoffe im Schlamm.
Als Abfallprodukt entsteht Methangas und Kohlendioxid. Der Anteil an Methan
ist so hoch, das eine Verwertung der anfallenden Gase in Gasmotoren zur Stromerzeugung
und Abwärmenutzung möglich ist.
Nach einer Aufenthaltszeit von ca. 25 Tagen verläßt der ausgefaulte
Schlamm die Faulbehälter und wird in Nacheindicker gepumpt.
Umweltberatung
Stadt Aschaffenburg
Umweltamt - Umweltecke -
Telefon: 06021 - 330 730
Weitere Informationen erhalten Sie an folgenden Stellen:
Stadt Ashaffenburg, Tiefbauamt, Klärwerk
Mörwiesenstraße 51
D - 63741 Aschaffenburg
Tel: 06021 - 330 64 26
Telefax: 06021 - 330 730
Impressum
| Herausgeber |
Stadt Aschaffenburg Tiefbauamt Klärwerk Mörwiesenstraße
51
D-63741 Aschaffenburg
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| Text / Grafiken/ Fotos (2,4,9) |
Klärwerk Aschaffenburg |
| Idee / Konzept |
Umweltplanung Bullermann Schneble GmbH, Darmstadt |
| Layout/Fotos |
J.Kruhne, Düsseldorf |
| Auflage |
1. Auflage, Oktober 2000 |
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