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Wie funktioniert eine Abwasserreinigungsanlage (wwtp)?

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Überall auf der Welt produzieren Menschen täglich Abwasser. Beim Duschen, Benutzen der Toilette, Reinigen der Kleidung, Kochen und Abwaschen im Haushalt entsteht Abwasser. Auch die Industrie stößt Abwässer in unterschiedlichen Mengen und Zusammensetzungen aus. Um diese Abwässer zu reinigen, sind Kläranlagen notwendig.

Warum ist die Abwasserbehandlung so wichtig?

Abwasser enthält Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor sowie biologisch abbaubare Stoffe, die als biologischer Sauerstoffbedarf (BSB) und chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) messbar sind. Unbehandelt in Flüsse und Seen eingeleitet, würde dies zu einem unerwünschten Wachstum von Nährstoffen führen. Dabei handelt es sich um ein Phänomen, das in nährstoffreichen Gewässern auftritt und zu einem enormen Wachstum von Algen führt, die in der nachfolgenden Nahrungskette den gesamten Sauerstoff durch Bakterien und Tiere verbrauchen. Dieser Prozess führt zur Bildung von gefährlichen Gasen wie Schwefelwasserstoff, die oft zu einer Geruchsbelästigung führen.

Neben den Nährstoffen können Abwässer aus der Industrie auch stark mit gefährlichen und giftigen Stoffen belastet sein. Sie verursachen schwere Umweltschäden, wenn sie unbehandelt in öffentliche Gewässer fließen.

Drei Schritte einer Abwasserreinigungsanlage (Kläranlage)

Es gibt drei grundlegende Behandlungsschritte bei der Reinigung von Abwasser. Sie beginnt mit einer mechanischen Vorbehandlung, um Feststoffe in verschiedenen Größen sowie Fett, Öl und Schmiere zu entfernen. Rechen, Siebe oder Schneckenpressen entfernen große Partikel wie Kunststoffe, Zigaretten und Holzstücke, gefolgt von einem Sandfang und einem Fettfang. Für kleinere Abwassermengen gibt es Kompaktgeräte. In kommunalen Kläranlagen folgt ein Absetzbecken, welches feste, absetzbare Stoffe entfernt. Es reduziert die organischen Frachten bis zu 40 Prozent und deponiert den Primärschlamm.

Die zweite Stufe befasst sich mit der biologischen Behandlung der organischen Stoffe im Abwasser. Hierfür sind verschiedene Technologien anwendbar. Sie verfügen entweder über suspendierte Biomasse, Sequential Batch Reaktoren, feste Biofilme, Festbettreaktoren oder Membranbioreaktoren.

Während des biologischen Prozesses, bei dem ein Gemisch aus Bakterien die organischen Substanzen verstoffwechselt, entsteht Schlamm. Dieser Überschussschlamm oder Sekundärschlamm entfernt die Anlage abschließend in Nachklärbecken oder -tanks. Alternativ setzt sie dafür Lamellenabscheider ein.

wwtp
Abwasserreinigung

Unterschiedliche Abwassertypen

Die unterschiedlichen Abwasserarten unterscheiden sich in häusliche, kommunale und industrielle Abwässer. Häusliche Abwässer stammen aus Einzelhäusern und Siedlungen bis zu 50 Personen. Somit entstehen Abwassermengen von bis zu acht m³/Tag. Kommunale Abwässer sind Sammlungen der häuslichen Abwässer, die eine kommunale Kläranlage aufbereitet. Industrielle Abwässer sind oft Prozessabwässer, die bei Waschprozessen in Fabriken oder Betrieben entstehen. Das sind vor allem lebensmittelverarbeitende Betriebe, Pharmazieunternehmen sowie Öl- und Gasbohrplätze. Insbesondere die Abwässer aus den Industriebetrieben variieren sowohl in der Menge und Konzentration als auch in der Art der Inhaltsstoffe. Zudem schwankt der Abwasseranfall aufgrund von Haushaltsaktivitäten und industriellen Produktionsprozessen im Tages- oder sogar Wochenverlauf. Auch bei Abwasser aus der Landwirtschaft, wie Gülle, Gärreste und Oberflächenabflüsse ist oft eine Aufbereitung notwendig.

Abwässer aus Haushalten lassen sich teilweise wiederverwenden. Grauwasser aus Küche, Duschen und Wäschewaschen (ohne Fäkalien) eignet sich, in aufbereiteter Form, oft für die Bewässerung von Gartenanlagen.

Zur weiteren Behandlung von Schadstoffen, Desinfektionsmitteln oder Schwermetallen sind entsprechende Geräte notwendig. Die zu wählende Verfahrenstechnik ist abhängig von der Zusammensetzung des Abwassers und den einzuhaltenden Grenzwerten.

Anforderungen an das gereinigte Abwasser definiert oft jeder Landkreis individuell. Dabei unterscheiden die Behörden zwischen der direkten Einleitung in Flüsse oder Seen oder der indirekten Einleitung in die Kanalisation (bei Industriebetrieben nach der Erstbehandlung auf dem Betriebsgelände).

Insbesondere Industrieabwässer unterscheiden sich durch die Verzweigungen in Art der Abwasserinhaltsstoffe, Konzentrationen und Einleitung. Deshalb ist eine Abstimmung der Kläranlagen auf die spezifischen Anforderungen der Branche notwendig. ClearFox®-Kläranlagen sind modulare Systeme. Dieser Ansatz ermöglicht es, Module für alle Arten von Reinigungsanforderungen zu kombinieren und maßgeschneiderte Systeme anzubieten.

Abwasserbehandlungsanlagen von ClearFox® sind für alle Arten von Anwendungen konzipiert. Es gibt Hauskläranlagen, wie die ClearFox® QuickOne, die als technisches System bis zu 8 m³ Abwasser pro Tag reinigt. In abgelegenen Gebieten ist die Stromversorgung oft unzuverlässig. Für diese Fälle eignet sich die CearFox® Nature, eine Kläranlage, die ohne elektrische Energie arbeitet. Dieses Produkt verfügt über eine einfache Technologie, saugt seinen Sauerstoffbedarf selbst durch die natürliche Luftströmung im Reaktor (Zuglufteffekt des Kühlturms) an und ist einfach zu bedienen.

Kleinkläranlage ClearFox® Nature
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