Der technische Ablauf

1.       Mechanische Stufe

Rechenanlage
 

Das     Abwasser     gelangt     über     einen  Zulaufkanal    Ei 600/1100    zum   Klärwerk. Vorbei  an  einem  Notüberlauf  gelangt  das Abwasser  in  das  Rechengebäude,  wo  es durch  zwei  parallele  Siebrechen mit einem Stababstand Maschenweite von 6 mm fließt. Durch  diese Geräte  werden dem Abwasser weitgehend   Grob-     und   Faserstoffe  ent-nommen,  die  im  weiteren Klärprozess und bei  der  Schlammbehandlung  stören. In die Rechen  ist  jeweils  eine  Schneckenpresse integriert, die  dem  entnommenen  Rechen-gut  Feuchtigkeit  entzieht  und  es auf einen Feststoffgehalt   von  rd.  35%    entwässert. Das  entnommene  Rechengut  wird  in Con-tainer zur  Behandlung  abgeworfen  und als Abfall zur Deponie gebracht.

Sandfang

Mit dem Abwasser gelangt – besonders bei starken Regenfällen – Sand zur Kläranlage. Dieser Sand würde bei der Schlammbehandlung zu Pumpenschäden und Verstopfungen führen. Der Sand wird in einem belüfteten Sandfang mit 125 m3 Inhalt abgeschieden. Hier wird durch seitliche Lufteinpressung eine horizontale Wasserwalze erzeugt, durch deren Turbulenz Sand und Schlamm getrennt werden. Der Schlamm gelangt mit dem Abwasser weiter zum Vorklärbecken. Durch einen Räumer wird der abgesetzte Sand in den stirnseitigen Sandtrichter geschoben und von dort mittels eines Drucklufthebers in einen Sandwäscher transportiert. Nach der Trennung von der dem Sand anhaftenden Organik wird der Sand entwässert und in einen Container abgeworfen.

Vorklärbecken

Die vorwiegend organischen Schwebstoffe, die nicht mit dem Sand oder als Rechengut dem Abwasser entnommen werden können, werden in der Vorklärung durch Sedimentation als sogenannter Primärschlamm abgeschieden. Damit wird die biologische Stufe von diesen sauerstoffzehrenden Stoffen entlastet, was hier zu einer erheblichen Energieeinsparung führt. Andererseits führt die Einbringung dieses Schlammes in die Faulungsanlage zu einer zusätzlichen Gasausbeute und damit zu einem zusätzlichen Beitrag zur Eigenenergieerzeugung über die vorhandenen Blockheizkraftwerke. Die Becken, die wie der Sandfang zum alten Anlagenbestand gehören, haben ein in zwei Beckenpaare aufgeteiltes Gesamtvolumen von 1.060 m3.
Die Schmutzfracht, gemessen in biochemischem Sauerstoffbedarf, wird durch die Vorklärung um rd. 20 % reduziert.

2.       Biologische Stufe

Zwischenhebewerk und Rücklaufschlamm-Pumpwerk

Aus den beiden Vorklärbecken fließt das vorgereinigte Abwasser direkt in den Saugschacht des Zwischenhebewerkes. Mit Hilfe dieses Pumpwerkes wird das Abwasser auf ein Niveau gehoben, von dem aus es im freien Gefälle durch die biologische Stufe fließen kann. Neben den Zwischenhebepumpen sind im Keller des Betriebsgebäudes 1 auch die Pumpen für den Rücklaufschlamm untergebracht.

Biologische Phosphorelimination

Das nördliche der beiden aus der zweiten Ausbaustufe des Klärwerkes stammenden Belebungsbecken wird als Bio-P-Becken eingesetzt. Durch Einstellung eines extremen Sauer-stoffmangels (anaerobe Bedingungen) werden die Bakterien zur Abgabe körpereigenen Phosphors gezwungen. Die auf diese Weise “ausgehungerten” Bakterien nehmen dann in den anschließenden, belüfteten Becken erheblich mehr Phosphor auf, als sie es unter normalen Bedingungen tun.

Der von den Bakterien aufgenommene und eingelagerte Phosphor wird mit dem Überschussschlamm aus dem Abwasserstrom entfernt und braucht nicht mehr durch gewässerbelastende chemische Fällmittel in unlösliche Form überführt werden. Das Becken ist für diese Funktion mit langsam laufenden Unterwasserpropellern ausgerüstet, die das Gemisch aus Abwasser und   Rücklaufschlamm   (Bakterienschlamm aus   den   Nachklärbecken) ohne Lufteintrag homogenisieren. Um      Kurzschlussströmungen zu vermeiden,   ist   das   Becken    durch Trennwände in drei Kaskaden unterteilt, die nacheinander  durchströmt werden.

Belebungsbecken

Der Ablauf des Bio-P-Beckens gelangt in die beiden Belebungsbecken mit einem Inhalt von 2 x 5.470 m3. Die Becken sind als Grabenumlaufbecken ausgelegt. Hier wird in das Gemisch aus Abwasser und Bakterienschlamm, Luft eingepresst. Dies erfolgt durch ein auf der Beckensohle installiertes Lufteintragssystem, das die durch elektrisch angetriebene Drehkolbengebläse erzeugte Druckluft in feinen Bläschen im Abwasser verteilt. Das Eintragssystem besteht aus Platten-Membranbelüftern. Zur besseren Luftausnutzung und zur Vermeidung von Ablagerungen wird der Beckeninhalt durch horizontal fördernde Abwasserpropeller mit rd. 2 m Durchmesser in Bewegung gehalten. Dadurch strömt das Abwasser-/Schlammgemisch abwechselnd durch belüftete und unbelüftete Zonen mit entsprechend unterschiedlichen Sauerstoffkonzentrationen. Unter diesen Bedingungen nehmen die mit dem Rücklaufschlamm beigemischten Bakterien, die sich in Flocken zusammenschließen, die gelösten Abwasserschmutzstoffe auf, inkorporieren sie und vermehren sich. Hierdurch werden gelöste Stoffe in organische Substanz umgewandelt und eingebunden und können durch Sedimentation aus dem Abwasser entfernt werden. Durch den permanenten Wechsel zwischen sauerstoffhaltigem und sauerstoffarmem Milieu wird durch biochemische Mechanismen simultan Ammonium-Stickstoff oxidiert (Nitrifikation) und das gebildete Nitrat zu elementarem Stickstoff reduziert (Denitrifikation), der dann als Gas aus dem Prozess entweicht.

                      
Eines der beiden Belebungsbecken.                Blick in das entleerte Belebungsbecken.

Nachklärbecken


Von den Belebungsbecken strömt das Gemisch aus Abwasser und Schlamm zu einem runden Verteiler-schacht mit Überfallschwelle, durch den es propor-tional auf die Nachklärbecken verteilt wird. 

 

Über Dükerleitungen gelangt das Abwasser nun zu den, im Zentrum der runden Nachklärbecken, angeordneten Einlaufbauwerke. In diesen kann Gas (Stickstoff, Kohlendioxid und Sauerstoff), das infolge der Druckabnahme frei wird, ohne Schaden für die Sedimentation abgegeben werden. Über 12 Rohrkrümmer wird das Abwasser anschließend tangential in die Becken eingeleitet. Während das Abwasser langsam zu der außen liegenden Ablaufrinne strömt, sedimentiert aufgrund der langen Verweilzeit und der geringen Turbulenz der im Abwasser enthaltene Schlamm. Durch einen umlaufenden Rundräumer wird der Schlamm zum mittigen Schlammtrichter geschoben und von dort über das Rücklaufschlammpumpwerk wieder in den Zulauf zum Bio-P-Becken gefördert. Auf diese Weise wird die aktive Bakterienmasse zur Aufrechterhaltung des Reinigungs-prozesses dem Abwasser zugeführt.


3.
      
Chemisch-Physikalische Stufe

Chemische Phosphor-Abscheidung 

Im Keller des Betriebsgebäudes 2 ist die Tank- und Dosieranlage für die Phosphat-Fällung untergebracht. Mit Hilfe von Aluminiumsalz-Lösungen, die in kleinen Mengen dem Abwasser zu dosiert werden, wird das im Abwasser enthaltene Phosphat in eine unlösliche Form überführt und kann dadurch mit dem übrigen Schlamm aus dem Abwasser durch Sedimentation abgeschieden werden. 

Desinfektion des biologisch gereinigten Abwassers

Die Desinfektionsanlage umfasst eine Sandfiltration als Vorstufe sowie eine UV-Bestrahlungseinrichtung zur Abtötung von Bakterien und Viren, sie schließt an die Nachklärung an und wird bis zu einem Pegelstand der Loisach, der einem einjährigen Hochwasser entspricht, im freien Gefälle durchflossen. Bei stärkerem Hochwasser werden UV-Anlage und Sandfilter automatisch außer Betrieb genommen.

Funktionsweise eines Sandfilters dargestellt. Er wurde notwendig, nachdem der Abwasserverband sich an dem Projekt „Badegewässerqualität Obere Isar” beteiligt hat. Seit Mitte 2002 ist den Nachklärbecken noch die Sandfilter- und UV-Anlage nachgeschaltet. Dabei fließt das Abwasser zunächst direkt in den Sandfilter, der ganzjährig betrieben wird und im Anschluss durch die UV-Anlage, bis das nun auch entkeimte Abwasser in die Loisach eingeleitet wird.

Ablauf Messstation

Das aus den Nachklärbecken abfließende gereinigte Abwasser durchfließt vor Zulauf in den Sandfilter eine Mengenmessung auf Basis der induktiven Durchflussmessung. Diese Ergebnisse steuern auch den Sandfilter. Zur permanenten analytischen Überwachung des biologischen Reinigungsprozesses wurde eine zentrale automatische Messstation eingerichtet. Hier wird mit Hilfe modernster chemischer Analysenautomaten aus dem Kläranlagenablauf und dem Ablauf der Belebungsbecken die Konzentration von Phosphat, gesamtem organischen Kohlenstoff (TOC) und Sauerstoff bestimmt. Gleichzeitig wird pH-Wert, Trübung, Temperatur und Leitfähigkeit gemessen. Alle gemessenen Werte werden direkt auf das zentrale Prozessleitsystem übertragen und stehen dort zur Regelung und Protokollierung zur Verfügung.

4.       Schlammbehandlung

Im Zuge der Abwasserbehandlung fällt Schlamm an, der schadlos zu lagern und schließlich zu entsorgen ist.

Der Schlamm aus dem Vorklärbecken (Primärschlamm und Überschussschlamm aus der biologischen Stufe) wird in einen Voreindicker gepumpt. Durch natürliche Sedimentation wird er hier aufkonzentriert. Das überstehende Schlammwasser wird abgezogen und wieder dem Vorklärbecken zugeführt. Der aufkonzentrierte Schlamm mit einem Trockensubstanz-gehalt größer 2 % wird dann aufgewärmt in den Faulturm gepumpt. Hier verweilt er unter Luftabschluss bei einer Temperatur von 35 – 40 ° C etwa 20 Tage.

Primär- und Überschussschlamm enthalten noch erhebliche Mengen leicht zersetzbarer organischer Stoffe. Anaerobe Bakterien entnehmen den zum Leben notwendigen Sauerstoff aus diesen organischen Stoffen. Während dieser Stoffwechselprozesse entsteht Faulgas, eine sehr energiereichen Mischung aus rd. 65% Methan und 35% Kohlendioxid. Gleichzeitig werden die Trockensubstanzmasse und die Geruchsintensität stark reduziert. Dies fördert die weitere Entwässerbarkeit des ausgefaulten Klärschlamms. Das Faulgas wird auf der Kläranlage zur Heizung und Stromerzeugung genutzt.

Schlammstapelbehälter  

Zum Zwischenspeichern des ausgefaulten Schlammes dienen 5 Schlammstapelbehälter mit jeweils 1.450 m3 Inhalt (gesamt 7.250 m3). Die Behälter werden durch ein zugeordnetes Schlammpumpwerk beschickt und entleert. Ebenfalls installiert sind eine Einrichtung zum Abzug des überstehenden Schlammwassers sowie ein Strahldüsen-System zur Homogenisierung des Behälterinhaltes. Die Zwischenlagerung ermöglicht eine weitere Aufkonzen-trierung des Klärschlammes bis auf Feststoffgehalte zwischen 4 und 6 %.

Schlammentwässerung

Der im Schlammstapelbehälter 5 lagernde eingedickte und ausgefaulte Klärschlamm wird mit einem Flockungsmittel versetzt.

Anschließend wird das freie Wasser in der Zentrifuge abgeschleudert.
Der Trockensubstanzgehalt des Schlammes ist jetzt ca. 25 %. Gut ausgefaulter Klärschlamm ist schwarz und bei diesem TS-Gehalt krümlig. Über ein Abwurfsystem wird dieser entwässerte Klärschlamm in Container verbracht und dann zur Verbrennung zugeführt, denn dieser Klärschlamm hat noch einen hohen Heizwert, wie etwa Braunkohle.

5.      Gasverwertung

Das beim Faulungsprozess entstehende Gas wird in einem Niederdruck-Gasbehälter mit einem Inhalt von 450 m3 gespeichert. Damit können Schwankungen im Gasanfall und Gasverbrauch ausgeglichen werden. Mit dem Gas werden zwei Blockheizkraftwerke (BHKW) auf der Kläranlage betrieben. Der entstehende Strom wird in das Betriebsnetz eingespeist und deckt etwa zu 50 % den Stromverbrauch auf der Kläranlage.

Die bei der Verbrennung anfallende Wärme wird zur Beheizung des Faulturmes, der Betriebsgebäude und der Werksdienstwohnungen genutzt. Im Falle, dass kein Faulgas zur Verfügung steht, kann die notwendige Wärme separat über eine Erdgasheizungsanlage erzeugt werden.

Für den Fall, dass die BHKW`s gestört sind, wird das überschüssige Gas aus dem Gasbehälter der Notfackel zugeführt und verbrannt.

6.      Abwassertransportsystem

 Das Verbandsgebiet umfasst derzeit die Gemeindegebiete von Wolfratshausen, Geretsried, Königsdorf, Egling, lcking und die Ortsteile Ascholding und Bairawies der Gemeinde Dietramszell. Um das in den Gemeinden anfallende Abwasser bis zum Klärwerk zu transportieren, wurde ein Sammelkanal von 15 km Länge gebaut. Die Abwässer der kleinen Gemeinden und Ortsteile gelangen über Druckleitungen in diesen Sammler. Am Übergabepunkt jeder Gemeinde befindet sich eine Messstation, wo die Abwassermenge ermittelt wird und Proben für die Bestimmung der Zusammensetzung des Abwassers automatisch genommen werden. Die Analyse erfolgt dann im Labor auf der Kläranlage. Diese erfassten Daten dienen der Betriebsabrechnung zwischen den Gemeinden.