Eine kleine kommunale Kläranlage in Hessen behandelt das Abwasser einer Gemeinde über eine bestehende Teichkläranlage. Die Anlage arbeitet seit vielen Jahren nach einem weitgehend klassischen Prinzip. Das Abwasser gelangt zunächst über einen Grobrechen in den Zulaufbereich. Anschließend durchfließt es einen Grobfang und einen Sandfang.
Danach fließt das Abwasser im Freispiegel durch die vorhandenen Klärteiche. Nach der biologischen Behandlung gelangt es in einen Schönungsteich und anschließend in die Vorflut. Im Laufe der Jahre ergänzte der Betreiber die Bestandsanlage bereits um zusätzliche Belüftungssysteme. Die grundlegende Anlagenstruktur blieb jedoch bestehen.
Die Kläranlage ist an eine Mischkanalisation angeschlossen. Dadurch verändert sich der hydraulische Zulauf abhängig von der Wetterlage erheblich. Während Trockenwetterphasen erreicht vergleichsweise wenig Abwasser die Anlage. Gleichzeitig steigen in diesen Phasen die Konzentrationen der enthaltenen Schmutzstoffe deutlich an.
Bei Regenwetter entsteht das gegenteilige Bild. Große Wassermengen erreichen innerhalb kurzer Zeit die Kläranlage und erhöhen die hydraulische Belastung erheblich. Diese Unterschiede stellen ältere Teichkläranlagen vor besondere Herausforderungen.
Gleichzeitig steigen die Anforderungen an die Abwasserreinigung. Die Gemeinde benötigte deshalb eine langfristige Lösung, die sich schnell in die vorhandene Infrastruktur integrieren lässt. Ein vollständiger Neubau hätte deutlich höhere Investitionen und umfangreiche Bauarbeiten erfordert.
Die bestehende Teichkläranlage erreichte zunehmend ihre Leistungsgrenze. Besonders die starken Schwankungen zwischen Trocken- und Regenwetter belasteten den biologischen Reinigungsprozess.
Im ursprünglichen Anlagenkonzept floss das Abwasser weitgehend ungeregelt durch die einzelnen Behandlungsstufen. Eine gezielte Steuerung der hydraulischen Belastung fand nicht statt. Dadurch trafen hohe Zulaufmengen bei Regen direkt auf die biologische Reinigungsstufe.
Während Trockenwetterphasen entstand ein anderes Problem. Die geringeren Wassermengen führten zu deutlich höheren Stoffkonzentrationen. Besonders der zuverlässige Abbau von Ammoniumstickstoff spielte dabei eine entscheidende Rolle. Die Gemeinde musste die geltenden Ablaufwerte dauerhaft einhalten.
Eine reine Erweiterung der bestehenden Belüftung hätte die grundlegenden hydraulischen und biologischen Schwächen nicht ausreichend gelöst. Deshalb suchte der Betreiber nach einer kompakten und wirtschaftlichen Alternative.
Die neue Lösung sollte vorhandene Anlagenteile sinnvoll weiter nutzen. Gleichzeitig musste sie zusätzliche biologische Reinigungsleistung bereitstellen und auf wechselnde Belastungen reagieren. Eine kurze Realisierungszeit spielte ebenfalls eine wichtige Rolle.
Nach dem Vergleich verschiedener Ansätze entschied sich die Gemeinde für eine containerbasierte ClearFox® Lösung von PPU Umwelttechnik.
PPU integrierte eine neue biologische Behandlungsstrecke in die bestehende Kläranlage. Herzstück der Erweiterung bilden zwei kompakte Containerstufen.
Zunächst installierte PPU eine neue Doppelpumpstation. Zwei nass aufgestellte Pumpen fördern das Abwasser kontrolliert in die neue Behandlungsanlage. Die Steuerung arbeitet niveauabhängig und im alternierenden Betrieb.
Bei niedrigem Wasserstand arbeitet nur eine Pumpe. Steigt der Zulauf während Regenereignissen deutlich an, nimmt die zweite Pumpe automatisch den Betrieb auf. Dadurch reguliert die Anlage die hydraulische Beschickung deutlich gezielter als zuvor.
Von der Pumpstation gelangt das Abwasser in den ClearFox® FBR.
Der Festbettreaktor übernimmt die biologische Reinigung. Innerhalb des Containers durchströmt das Abwasser mehrere hintereinander angeordnete Reaktorkammern. Die Kammern enthalten spezielle Festbettmaterialien mit großen Aufwuchsflächen für Mikroorganismen.
Auf diesen Trägermaterialien bildet sich ein stabiler Biofilm. Die Mikroorganismen bauen organische Verbindungen ab und oxidieren Ammoniumstickstoff. Feinblasendiffusoren unterhalb der Festbettmaterialien versorgen den Biofilm kontinuierlich mit Sauerstoff.
Die kaskadierte Bauweise unterstützt einen gleichmäßigen biologischen Abbau. Unterschiedliche mikrobielle Gemeinschaften entwickeln sich entlang der einzelnen Reaktionsstufen und passen sich an die jeweilige Belastung an.
Gerade bei stark schwankenden Zulaufbedingungen bietet dieses Verfahren hohe Prozessstabilität. Der Biofilm reagiert robust auf hydraulische und organische Belastungsschwankungen. Damit eignet sich der ClearFox® FBR besonders für kleinere kommunale Anlagen im ländlichen Raum.
Nach der biologischen Behandlung fließt das Abwasser in einen ClearFox® Lamellenschrägklärer. Dort trennt die Anlage den entstandenen biologischen Schlamm vom gereinigten Wasser.
Das Wasser strömt von unten nach oben durch schräg angeordnete Lamellenmodule. Die Lamellen vergrößern die effektive Absetzfläche erheblich. Feststoffe setzen sich auf den Oberflächen ab und gleiten anschließend nach unten in den Schlammtrichter.
Das Klarwasser sammelt sich oberhalb der Lamellen und verlässt die Anlage über den Ablauf. Der Lamellenschrägklärer benötigt dabei nur sehr wenig Fläche und arbeitet ohne bewegliche Teile im eigentlichen Klärbereich.
Die gesamte Lösung nutzt kompakte 20- beziehungsweise 40-Fuß-Container. Dadurch blieb der bauliche Eingriff vor Ort gering. Gleichzeitig lässt sich die Anlage später modular erweitern.
Zwischen Beauftragung, Lieferung und Installation verging lediglich rund ein halbes Jahr. Nach einer kurzen biologischen Anlaufphase erreichte die Anlage einen stabilen Betrieb.
Heute behandelt die neue ClearFox® Lösung das kommunale Abwasser zuverlässig und entlastet die bestehende Teichkläranlage entscheidend. Die Gemeinde erhielt damit eine kompakte, wirtschaftliche und langfristige Lösung, ohne die gesamte Kläranlage neu errichten zu müssen.
Die Lösung eignet sich besonders für bestehende kleine und mittlere kommunale Kläranlagen, deren Reinigungsleistung nicht mehr ausreicht. Dazu zählen beispielsweise Teichkläranlagen, ältere biologische Anlagen oder Standorte mit stark schwankenden Zulaufbedingungen. PPU legt die Verfahrenstechnik individuell anhand der vorhandenen Infrastruktur, der Abwassermenge, der Belastung und der geforderten Ablaufwerte aus.
Der ClearFox® FBR verbindet eine kompakte Bauweise mit einer stabilen biologischen Reinigungsleistung. Mikroorganismen wachsen als Biofilm auf speziellen Festbettmaterialien und bauen organische Belastungen sowie Ammoniumstickstoff ab. Der Biofilm passt sich an unterschiedliche Zulaufbedingungen an. Dadurch eignet sich das Verfahren besonders für kleinere Gemeinden mit wechselnden Abwassermengen und Belastungen.
Der ClearFox® Lamellenschrägklärer trennt die nach der biologischen Reinigung vorhandenen Feststoffe vom Klarwasser. Schräg angeordnete Lamellen vergrößern die wirksame Absetzfläche auf sehr kleinem Raum. Der abgesetzte Schlamm gelangt in den unteren Bereich des Systems, während das Klarwasser oberhalb der Lamellen zum Ablauf strömt. Die Technik arbeitet ohne bewegliche Teile im eigentlichen Klärbereich und benötigt nur wenig Energie.
Der Platzbedarf ist im Vergleich zu konventionellen Neubauten gering. PPU integriert die Verfahrenstechnik in kompakte 20- oder 40-Fuß-Seecontainer. Auch der Lamellenschrägklärer erreicht durch seine große effektive Absetzfläche einen sehr kleinen Flächenbedarf. Dadurch eignet sich die Lösung besonders für bestehende Kläranlagen, auf deren Gelände nur begrenzte Erweiterungsflächen vorhanden sind.
Die Containerbauweise verkürzt die Umsetzung deutlich. PPU fertigt große Teile der Verfahrenstechnik bereits am Produktionsstandort in Deutschland vor und liefert die Container weitgehend anschlussfertig zur Kläranlage. Dadurch reduzieren sich die Arbeiten vor Ort. Beim Projekt in Hessen lagen zwischen Beauftragung, Lieferung und Installation lediglich rund sechs Monate.
Ja. Die ClearFox® Containeranlagen besitzen einen modularen Aufbau. Bei steigenden Einwohnerzahlen, höheren Abwassermengen oder veränderten Anforderungen ergänzt PPU weitere Behandlungsmodule. Je nach Projekt lassen sich zusätzliche Container parallel oder in Reihe integrieren. Betreiber erhalten dadurch eine Lösung, die sich langfristig an die Entwicklung des Standorts anpasst.
