Mehr Abwasser für weniger Geld

Entwicklungen und Herausforderungen in der kommunalen Abwasserbehandlung

Deutschland startete in den 1970er Jahren gezielt Investitionen in Kläranlagen, um auf den zunehmenden öffentlichen Druck und die steigende Umweltverschmutzung zu reagieren. Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) von 1976 schuf dafür erstmals einen verbindlichen Rahmen und verpflichtete Industrie und Kommunen, Abwasser vor der Einleitung in die Umwelt zu reinigen. Ab den 1980er Jahren investierten Bund und Länder massiv in den Ausbau und die Modernisierung der Abwasserinfrastruktur. Die EU-Kommunalabwasserrichtlinie von 1991 verstärkte diesen Ausbau mit ihren strikten Vorgaben weiter. Der EU-Ministerrat verabschiedete jüngst die Neufassung der Kommunalabwasserrichtline.

In Deutschland wird Abwasser nahezu flächendeckend nach dem höchsten EU-Reinigungsstandard behandelt. Seit 1995 stieg der Anschlussgrad von 85 % bis 2021 auf 97 %. Im gleichen Zeitraum sank die Anzahl der Anlagen von über 10.000 auf knapp unter 9.000 – ein Zeichen für den Trend zur Zentralisierung, aber auch für die große Zahl lange bestehender Anlagen. Auslaufende Genehmigungen, neue Wasserrechtliche Auflagen und alternde Kläranlagen stellen die Kommunen vor enorme Herausforderungen.

Die deutsche Wasserwirtschaft muss kontinuierlich modernisieren, um die gewohnten Standards zu sichern und den neuen Anforderungen gerecht zu werden. Die hohen Instandhaltungs- und Investitionskosten für Abwassertechnik erschwerten es den Kommunen, Entgelte nicht zu erhöhen.

Herkömmliche Lösungsmöglichkeiten

Kommunen greifen für die Ertüchtigung, den Neubau oder zum Umpumpen von Abwässern häufig auf aufwendige bauliche Maßnahmen zurück. Die Planung und Umsetzung der gewohnten Baustellen ist sowohl zeit- als auch kostenintensiv. Diese Methoden sind vertraut, jedoch längst nicht mehr die einzigen Optionen.

Innovative Alternativen sind allerdings rar oder finden nur schwer Einzug in den kommunalen Sektor. Die Gründe dafür sind vielfältig. Oft sind es festgefahrene Prozesse und Interessenskonflikte zwischen den beteiligten Akteuren. Die effizienteste Lösung ist meist nicht bekannt.

ClearFox® Kläranlagen – die Chance für kommunale Abwasserbehandlung

Seit knapp 20 Jahren produziert die PPU Umwelttechnik GmbH in Oberfranken eine vielversprechende Alternative für eine effiziente und nachhaltige kommunale Abwasserbehandlung: Ein kaskadiertes, getauchtes Festbettverfahren, verbaut in standardisierten ISO-Seecontainern.

Diese Containerkläranlagen der Hausmarke ClearFox® sind in zahlreichen Branchen etabliert. Von der Anwendung in der Pharma-, Öl- und Gas oder Lebensmittelindustrie bis hin zur Reinigung von häuslichem Abwasser. Heute behandeln die ClearFox® Kläranlagen täglich über 35.000 m³ Abwasser in über 50 Ländern der Welt.

Containerized wastewater treatment plant

Die Anlagen behandeln sowohl hochkomplexe als auch kommunale Abwässer zuverlässig. Das bestätigt nicht nur die Erfahrung, sondern auch ein unabhängiger Prüfbericht der PIA GmbH des ClearFox® Festbettreaktors (FBR). Hier erreicht ein 20-Fuß FBR-Container eine zertifizierte Reinigungsleistung von 100 kg CSB und 40 kg BSB₅ pro Tag.

Der ClearFox® Festbettreaktor stellt das biologische Reinigungsmodul dar und lässt sich beliebig skalieren und individuell in bestehende Anlagen integrieren. Die PPU Umwelttechnik GmbH hat sich auf die Installation des getauchten Festbettverfahrens spezialisiert. Dieses Verfahren ist aufgrund der hohen spezifischen Aufwuchsfläche pro Volumeneinheit besonders effizient und robust gegenüber Lastschwankungen, sodass es sich als „besonders geeignet für die Abwasserbehandlung im ländlichen Raum“ eignet. Dies bestätigte der ATV-Arbeitsbericht schon 1996.

Die Möglichkeit der modularen Installation und die effiziente Bauweise machen ClearFox® Containersysteme zu einer besonders praktikablen Lösungsmöglichkeit in der kommunalen Abwasserbehandlung.

So legt die PPU Umwelttechnik GmbH neue Komplettanlagen aus oder integriert die Container in bestehende Kläranlagen. Mit der schlüsselfertigen Auslieferung des Systems, muss der Kunde nur eine geeignete Stellfläche schaffen. Unter Umständen erfolgen wenige Installationsarbeiten vor Ort.

Zusätzliche Reinigungskapazität, die Erweiterung um weitere Reinigungsstufen, wie Nährstoff- und Phosphorelimination, oder eine neue Komplettanlage sind schnell errichtet, mit wenig Zeit- und Kostenaufwand. Mit der Möglichkeit der Miete und der „Kauf-nach-Miete“-Option sind die Systeme maximal flexibel erhältlich. Eine Testphase ist auf Kundenwunsch möglich.

In der Praxis setzt die PPU Umwelttechnik GmbH, neben vielseitigen und komplexen Industrieprojekten, auch kommunale Projekte um. Von der Ertüchtigung bestehender Teich-, Rotationstauchkörper- oder Belebungsanlagen, bis hin zu komplett neuen Kläranlagen für 20.000 EW. Mit dem hauseigenen Labor und einem Team von erfahrenen Ingenieuren wird jede Anlage nicht nur nach DWA-Richtlinien bemessen, sondern auch individuell ausgelegt.

Einzelne Reinigungsstufen lassen sich auch problemlos in eine Gesamtplanung integrieren. Dazu gehören mechanische Vorreinigungen, Sedimentationsbecken, SBR-Anlagen oder Nachklärungen und Filteranlagen. Vor dem Hintergrund, immer eine individuell passende Lösung zu finden, beschränkt sich die PPU Umwelttechnik GmbH nicht auf nur auf Containerlösungen, auch Betonanlagen sind möglich.

Aus der Praxis – ClearFox® Containeranlage ertüchtigt Scheibentauchkörperanlage

Die bestehende Scheibentauchkörperanlage einer süddeutschen Gemeinde war an ihre Kapazitätsgrenze von 800 EW gelangt, funktionierte aber noch einwandfrei. Die Gemeinde verglich zuerst zwei Alternativen. Das Errichten einer Pumpstation zum Einleiten auf die nächstgrößere Kläranlage war sehr teuer und auch die Kalkulationen zu den Wartungs- und Betriebskosten überzeugten nicht.

Der Ersatzneubau der bestehenden Anlage erschien dem Kunden ebenfalls nicht sinnvoll, denn die bestehende Anlage war noch funktionsfähig.

Bei der Suche nach weiteren Lösungen stoß die Gemeinde auf die ClearFox® Containersysteme. Aufgrund der geringen Investitionskosten und der leichten Integrierbarkeit in den Bestand, war die Lösung gefunden.

Die PPU Umwelttechnik GmbH installierte einen 20 Fuß Festbettcontainer nach dem Scheibentauchkörper. Für die Integration des Containers in den Reinigungsprozess war lediglich ein Abzugsschacht für die Pumpstation und ein einfaches Betonfundament notwendig. Mit dieser Lösung wird der Bestand weiterhin genutzt. Sobald die alte Anlage zu ersetzen ist oder weitere Reinigungsstufen erforderlich werden, können weitere Module problemlos nachgerüstet werden.

Der Kunde, ein Zweckverband, wollte sich zuerst von der Lösung überzeugen und entschied sich für eine „Kauf nach Miete“-Option. Die Mietphase lief hervorragend, sodass er die Kaufoption vorzeitig ausübte. Die Kläranlage hat nun mit dem ClearFox® Festbettreaktor eine Gesamtkapazität für den erforderlichen Kohlenstoffabbau von 1500 EW.

Aus der Praxis – ClearFox® Stickstoffabbau und Phosphoreliminierung

Ein weiteres Beispiel für den Einsatz der modularen Systeme ist die Ertüchtigung einer Teichkläranlage in Hessen. Die Anlage schaffte es trotz nachgerüsteter Teichbelüftung nicht, die geforderten Stickstoffgrenzwerte von 18 mg/l zuverlässig einzuhalten. Zudem forderte die örtliche Behörde eine zusätzliche Phosphoreliminierung.

Nachdem das beauftragte Ingenieurbüro verschiedene, kostspielige Optionen vorgelegt hatte, nahm der Klärwärter die Sache selbst in die Hand. Bei seiner Recherche stieß er auf die modularen Klärsysteme der PPU Umwelttechnik GmbH. Nach einer Besichtigung entschied sich die Gemeinde, die Teichkläranlage mit zwei ClearFox®-Containern aufzurüsten: eineinhalb Container dienen als Festbettreaktor, ein Halber als Lamellenschrägklärer.

The modernization of a pond treatment plant

Die Einbindung der Container in die bestehende Kläranlage erfolgte mit minimalem Aufwand. Der Kunde errichtete lediglich ein Streifenfundament und wenige Verrohrungsarbeiten waren nötig.

Das Abwasser wird direkt aus dem vorhandenen Pumpschacht nach dem ersten Teich in die Container geleitet. Dort durchläuft es zunächst den Festbettreaktor, wo die Denitrifikation stattfindet. Ein Teil des denitrifizierten Abwassers wird über die vorhandene Rückführungsleitung in die Vorklärung zurückgeführt, der Rest durchfließt den bestehenden Prozess weiter. Die Fällmitteldosierung ist direkt in den Container integriert, und der Lamellenschrägklärer entfernt zuverlässig die entstandenen Schlammflocken.

Ausblick

Die Modernisierung der kommunalen Abwasserbehandlung ist unverzichtbar, um hohe Umweltstandards dauerhaft zu gewährleisten. Mit den Clearfox® Anlagen bietet die PPU Umwelttechnik GmbH eine moderne Lösung, die nicht nur kosteneffizient, sondern auch flexibel und nachhaltig einsetzbar ist. Diese Containerlösungen ermöglichen es Gemeinden, Qualitätsstandards in der Abwasserbehandlung langfristig und effizient zu sichern. Gerade angesichts knapper Budgets und immer strengerer Umweltauflagen sind solche innovativen Ansätze entscheidend, die Umwelt zu schützen und zukünftige Generationen zu entlasten.

Weiterentwicklung der Abwasserbehandlung im Öl- und Gassektor

Vom Abwasser zur Ressource