Kläranlage Bitburg Ost

(Textausschnitte aus der Informationsschrift Kläranlage Bitburg-Ost von 1999)

Konzeption der ursprünglichen Anlage

Bereits im Jahre 1969 wurde durch das beauftragte Ing.-Büro OMS, Wiesbaden im Rahmen eines Vorentwurfs eine biologische Kläranlage am jetzigen Standort konzipiert. Dem folgte ein weiterer Vorentwurf aus dem Jahre 1970, der schon für wesentliche Anlagenteile wie Rechenanlage, Sandfang, Vorklärung und Nachklärung die jetzige Anordnung der Becken aufweist. In diesen beiden Vorentwürfen ging man noch davon aus, daß die Kläranlage zukünftig nur für die Reinigung des kommunalen Abwassers zu konzipieren sei. Wohl in erster Linie aufgrund des allgemeinen Zustands des Vorfluters Nims wurde dann seitens der Genehmigungsbehörden darauf gedrängt, daß neben dem kommunalen Abwasser der Stadt in dieser Anlage ebenfalls das Betriebsabwasser der Brauerei zu reinigen sei. Mit entscheidend für den jetzigen Standort war dabei auch ein Gutachten des Geologischen Landesamts im Zusammenhang mit bestehenden Wassergewinnungsanlagen des Flugplatzes Bitburg am Vorfluter Albach. Dies führte zunächst zur Aufstellung einer Projektstudie durch die seitens der Brauerei beauftragte Firma Lurgi, Frankfurt, sowie zu verschiedenen Wirtschaftlichkeitsberechnungen und zusätzlichen Studien durch die Fa. OMS. Der neue Entwurf für eine gemeinsame Anlage wurde schließlich im Dez. 1972 erstellt und nach einer nochmaligen Überarbeitung im August 1973 eingereicht. Die Genehmigungsbescheide der Bezirksregierung Trier datieren vom 25.1.1974 bzw. 2.10.1974 für einen zusätzlichen Nachtrag. Die wasserrechtliche Erlaubnis wurde am 20.2.1975 befristet auf einen Zeitraum von 20 Jahren durch die vormals zuständige Untere Wasserbehörde erteilt. Der Entwurf sah für die Bitburger Brauerei bei einem Anschlußwert von 106.000 EW im Endausbau eine getrennte Vorreinigung des Abwassers in einer hochbelasteten biologischen Stufe vor. Nach Minderung des Verschmutzungsgrads auf Werte für häusliches Abwasser war eine Weiterbehandlung in einer gemeinsamen Biologie mit dem kommunalen Abwasser nach dessen mechan. Vorreinigung vorgesehen. Der Anschlußwert aus dem kommunalen Teil war mit 32.000 EW im Endausbau veranschlagt. In dieser Konzeption war die Anlage vor dem Hintergrund des damaligen Kenntnisstands in der Abwassertechnik wohl einmalig für den Bereich der Bundesrepublik und in der Praxis nicht erprobt. Mit den Bauarbeiten wurde im Jahre 1974 begonnen. Die Inbetriebnahme der Anlage erfolgte dann im Spätsommer 1977.

Betriebsprobleme, Übernahme durch die Stadtwerke und weitere Entwicklung

Bereits kurzfristig nach Inbetriebnahme zeigten sich trotz einer akzeptablen Reinigungsleistung erhebliche Probleme im Betrieb der Anlage in Form von übermäßiger Schlammproduktion und Geruchsbelästigungen im nahegelegenen Wohngebiet. Wie vielfältige und zeitaufwendige Versuche unter Einbezug namhafter Wissenschaftler zeigten, war alleine durch Umstellungen in der Betriebsweise keine endgültige Lösung der Probleme zu erwarten. Zwischenzeitlich wurde die Anlage vom jetzigen Betreiber, den Stadtwerken Bitburg nach deren Konzipierung im Jahre 1979 übernommen. Vor dem Hintergrund der bestehenden Betriebsprobleme wurde gemeinsam seitens der Bitburger Brauerei und der Stadtwerke unter großem persönlichem Engagement der beteiligten Personen eine endgültige Lösung der Probleme angestrebt und erarbeitet. Im Jahre 1980 erfolgte nach entsprechenden Betriebsversuchen die Nachinstallation einer Entwässerungszentrifuge (Dekanteranlage) zur Vorentwässerung des Überschußschlammes aus der biologischen Vorreinigung der Brauerei. Ferner wurde im gleichen Jahr seitens der Brauerei die Planung einer Turmbiologie mit Flotation des Überschußschlammes in Angriff genommen. Unter Mithilfe der Genehmigungsbehörden konnte diese Anlage in einem relativ kurzen Zeitraum geplant, genehmigt und realisiert werden. Hierbei wurden die zu erwartenden Produktionssteigerungen mit berücksichtigt. Die Inbetriebnahme dieser Anlage erfolgte bereits im Jahre 1983 und brachte die erwartete entscheidende Verbesserung der Situation. Die Reinigungsleistung ging nach der Einfahrphase weit über das zunächst erwartete Maß hinaus und entsprach der Ablaufqualität eines Endablaufs. Mit Inbetriebnahme der Anlage wurde die Betriebsführung dieser Anlagenteile ebenfalls von der Bitburger Brauerei übernommen. Auch vor dem Hintergrund der bereits zu erwartenden Verschärfung der Mindestanforderungen war die Inbetriebnahme der Turmbiologie der "Einstieg in den Ausstieg". Beide Vertragspartner waren nach Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden der Ansicht, daß bei der zu erwartenden Entwicklung langfristig nur eine komplette Trennung und getrennte Behandlung der Abwasserströme von Kommune und Brauerei zu technisch und wirtschaftlich ausgereiften Lösungen führen konnte. Dies führte für den Brauereiteil zwischenzeitlich zur Konzeption und zum Bau der Anaerobie als 3. Ausbauphase mit Inbetriebnahme im Jahre 1994.

Entwicklung der Schlammbehandlung und sonstige Maßnahmen

Für die zunächst noch gemeinsam betriebene Schlammentwässerung erfolgte aufgrund der bisherigen Betriebserfahrungen im Jahre 1984 die Aufstellung einer Studie mit Wirtschaftlichkeitsberechnungen zur Neukonzipierung der Anlagen. Nach Durchführung mehrmonatiger Entwässerungsversuche im großtechnischen Maßstab erfolgte schließlich im Jahre 1986 der Einbau von Dekanteranlagen als Ersatz für die vorhandenen Siebbandpressen einschließlich Nachrüstung von Schlammkonditionierungsanlagen. Ferner wurde zukünftig aufgrund der Betriebsprobleme auf die Weiterbehandlung des stabilisierten Überschußschlammes aus der Turmbiologie in den Faultürmen verzichtet. Aufgrund der guten bis sehr guten Schlammeigenschaften beider Schlämme von Kommune und Brauerei wurde stets gemeinsam, nicht zuletzt auch aus Kostengründen, der landwirtschaftlichen Verwertung des Klärschlamms ein Vorrang eingeräumt. Vielfältige gemeinsame Maßnahmen in der Öffentlichkeitsarbeit mögen hierfür ein Beleg sein. Vor dem Hintergrund der Anforderungen an die Bereitstellung von Flächen, der Beratung der Landwirte und dem Erfordernis einer lückenlosen Dokumentation wurden letztendlich unter Einbezug der benachbarten Verbandsgemeinde Bitburg-Land einer Firma entsprechende Aufträge zur ordnungsgemäßen Verwertung der Schlämme in der Landwirtschaft erteilt. Die derzeit gute Akzeptanz im Bitburger Raum zeigt, daß das gemeinsame Handeln von Kommunen und Industrie hier Früchte trägt. Seitens der Stadtwerke wurde für den Kommunalschlamm die Planung eines Klärschlammzwischenlagers unmittelbar neben dem Kläranlagengelände in Angriff genommen, per Bescheid vom 12.10.1988 wasserrechtlich genehmigt und im Jahre 1993 realisiert. Neben einer Vielzahl kleinerer Verbesserungsmaßnahmen erfolgte im Jahre 1986 ferner die Nachrüstung eines Sandklassierers sowie einer Rechengutpresse im vorhandenen Rechengebäude.

In welchem Zusammenhang stehen die Kläranlagen Ost und Stahl?

Für den Stadtteil Stahl war ursprünglich der Bau einer eigenen biologischen Kläranlage in Form von Oxidationsgräben vorgesehen. Der Generalentwässerungsplan aus dem Jahre 1967 sah eine Überleitung der Abwässer aus den Plangebieten I und II (Bitburg Nord-West mit insgesamt ca. 5.500 EW) zur Kläranlage Ost vor. Nach Inbetriebnahme der Kläranlage Ost hatten sich die Verhältnisse im Vorfluter Nims entscheidend verbessert. Wegen der zu erwartenden immens hohen Betriebskosten für das Überleiten des Abwasser mittels relativ großem Pumpwerk aus den o. g. Plangebieten zum Vorfluter Kyll und damit zur Kläranlage Ost wurde seitens der Stadtwerke eine nochmalige Änderung der Konzeption in Angriff genommen und in Abstimmung mit den Genehmigungsbehörden erfolgreich umgesetzt. Demnach wird das Abwasser aus dem Nordwestteil der Stadt nunmehr seit 1986 in der Kläranlage Stahl gereinigt. Die 3. Reinigungsstufe konnte hier unter minimalem Kostenaufwand ebenfalls bereits realisiert werden. Somit konnte eine wesentlich kostengünstigere Lösung realisiert werden, was insbesondere auch die Betriebskosten betrifft. Aufgrund der freiwerdenden Kapazitäten in der Kläranlage-Ost sah man seitens der Stadtwerke eine Möglichkeit, die zu diesem Zeitpunkt bereits mittel- bis langfristig abzusehenden verschärften Mindestanforderungen mit einem vertretbaren Kostenaufwand umsetzen zu können.

Realisierung der 3. Reinigungsstufe an der Kläranlage Ost

Die Kläranlage war in ihrer ursprünglichen Konzeption entsprechend dem damaligen technischen Standard für eine biologische Vollreinigung mit weitestgehendem Abbau der Kohlenstoffverbindungen ausgelegt. Ein Abbau der im Abwasser vorhandenen Stickstoffverbindungen und des Phosphors, die sogenannte 3. Reinigungsstufe, war nicht vorgesehen und zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anlage auch noch nicht Stand der Technik. Seitens der Stadtwerke wurde bereits sehr frühzeitig die zu erwartende Verschärfung der Reinigungsanforderungen an Kläranlagen der hier gegebenen Größenordnung erkannt und aufgrund der technischen Entwicklung im Bereich der Abwassertechnik Lösungsmöglichkeiten überlegt. Noch vor Veröffentlichung der Rahmen-Abwasser-VwV vom 8.9.1989 wurde bereits in 1988 ein Vorentwurf zur Realisierung der 3. Reinigungsstufe durch die Ingenieurgemeinschaft KSM, Mainz aufgestellt und den Behörden zur Diskussion vorgelegt. Parallel hierzu erfolgte im gleichen Jahr die Durchführung einer Meßreihe zur Erkundung der tatsächlichen Belastungswerte. Ebenfalls wurde in den Jahren 1985-1987 eine Diplomarbeit im Fachbereich Geografie der Uni Trier zur Erkundung der Situation im Vorfluter Albach finanziell durch die Stadtwerke unterstützt. Im Werksausschuß der Stadtwerke wurde die Problematik in diesen Zeiträumen mehrfach vorgestellt und insbesondere auch im Hinblick der Auswirkungen auf die Abwasserabgabe intensiv diskutiert. Nach einer Reihe von Besprechungsterminen mit Vertretern der Oberen Wasserbehörde - Bezirksregierung und STAWA-Trier - wurde in dem aufzustellenden Entwurf ein zusätzlicher Nachweis der Regenentlastungen im Einzugsgebiet der Kläranlage beigefügt. Ferner erfolgte im Rahmen einer Variantenberechnung einschließlich Schmutzfrachtberechnung der Nachweis, daß bei einem leicht erhöhten Mischwasserzufluß zum biologischen Teil der Kläranlage, ohne negative Auswirkungen auf die Biologie, eine Erweiterung der vorhandenen Regenüberlaufbecken nicht erforderlich war. Nach detaillierter Überprüfung der zukünftig erforderlichen Ausbaugröße wurde für den Endausbau ein Anschlußwert von 25.000 EW für ausreichend erachtet. Aufgrund der Verringerung des Anschlußwerts und infolge frei werdender Kapazitäten durch die direkte Endreinigung des Brauereiabwassers konnte der Nachweis erbracht werden, daß mit den vorhandenen Beckenvolumina und relativ geringfügigen baulichen Veränderungen unter Verwendung einer neuen Maschinen- und Belüftungstechnik die 3. Reinigungsstufe zu realisieren war. Für den Nachweis der Anlage wurde seitens des Planungsbüros KSM, Mainz eine Berechnung mit verschiedenen Varianten unter Zuhilfenahme des Programms DenNi 3.16 von Prof. Kayser nach dem Ansatz der Hochschularbeitsgruppe vorgenommen. Die Planungsunterlagen wurden im Oktober 1990 fertiggestellt und zur Genehmigung vorgelegt. Die Vorstellung der Entwurfsunterlagen mit detaillierten technischen Erläuterungen erfolgte in der Werksausschußsitzung am 12.2.1991. Der wasserbehördliche Genehmigungsbescheid wurde mit Datum 18.4.1991 erteilt. Zur Vorlage der Antragsunterlagen für die Einleiteerlaubnis war eine Abstimmung mit den parallel durchgeführten Planungen der Bitburger Brauerei erforderlich. Aufgrund der Größenordnung der Kläranlage wurde seitens der Genehmigungsbehörden die Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung -UVP- für erforderlich gehalten. Die hierfür erforderliche Umweltvertäglichkeitsstudie –UVS- wurde ebenfalls durch die Ing.-Gemeinschaft KSM für beide Anlagenteile aufgestellt und im August 1992 vorgelegt. Unter Einbezug des zuständigen Ministeriums in Mainz und der Bezirksregierung Trier wurden für die beiden Anlagen getrennte Einleitgenehmigungen erteilt (siehe hierzu auch Kap. 2.7). Nach Fertigstellung und Inbetriebnahme der Anlage wurde die wasserbehördliche Abnahme durch das STAWA-Trier am 22.6.1994 ohne Beanstandungen durchgeführt.

Um die Verrechnungsmöglichkeit mit der zu zahlenden Abwasserabgabe voll ausnutzen zu können, wurde mit den Bauarbeiten bereits im Sommer 1992 begonnen. Die Maßnahmen konnten zügig durchgeführt und plangemäß zum Jahresende 1993 abgeschlossen werden. Eine besondere Schwierigkeit bildete hierbei das Erfordernis, die Kläranlage während dieses Zeitraums in Betrieb zu halten und eine ordnungsgemäße Grundreinigung zu gewährleisten.Eine kritische Phase war hierbei der Umbau und die Nachrüstung des Nachklärbeckens. Hierfür waren umfangreiche Vorbereitungsmaßnahmen mit Erstellung provisorischer Leitungssysteme erforderlich. Diese Maßnahmen waren bereits in die Entwurfsbearbeitung mit eingeflossen und dargelegt worden. Bild Nr. 1 und 2 zeigen die provisorisch erstellten Rücklaufschlammleitungen zu einem der RÜB´s, die während der Umbauphase des Nachklärbeckens als Nachklärung dienten. Die provisorisch erstellten Schlamm- und Wasserkreisläufe wurden mittels gemieteter Pumpen unter besonderem persönlichen Einsatz des eigenen Personals aufrechterhalten. Im Zuge des Umbaus der Belebungsbecken war jeweils mind. eine der ursprünglich drei vorhandenen Reinigungsstraßen in Betrieb. Dies war für die Aufrechterhaltung der Grundreinigung ausreichend, wie auch die laufende verstärkte Eigenüberwachung durch das Betriebspersonal zeigte. Zur Minimierung der Kosten für den Umbau der drei parallel angeordneten Belebungsbecken mit je drei Einzelbecken in eine 9-stufige Kaskade wurden Betonschneide- und Sägearbeiten nach dem neuesten technischen Stand durchgeführt. Bild Nr. 3 zeigt das Herausheben eines vorher herausgesägten tonnenschweren Betonteils aus dem Beckenbereich bestehend aus einer Zwischenwand einschl. anbetonierten Gerinnen mittels Kranwagen. Da die vormals anteilig finanzierten Belebungbeckenkapazitäten seitens der Brauerei zwischenzeitlich nicht mehr benötigt wurden sind diese von den Stadtwerken mit einem Restwertausgleich übernommen worden, wodurch sich eine Erweiterung der Bauwerke erübrigt hat. Neben den Beton- und Maurerarbeiten wurde in die Belebungsbecken eine neue Belüftungstechnik installiert. Ferner erfolgte der Einbau von vier zusätzlichen Umwälzaggregaten und Dammbalkenabtrennungen in leicht veränderlicher Ausführung. Aus steuerungstechnischen Gründen, aber auch aus Gründen der Energieeinsparung wurde eines der vorhandenen Belüftungsgebläse für die Biologie durch ein neues Aggregat mit drehzahlgeregeltem Motor ersetzt. Gleiches gilt für die Erneuerung der Rücklaufschlammschnecken. Obwohl gegenüber der ursprünglichen Anlage eine Reihe zusätzlicher Aggregate und Motoren installiert werden mußten, sank nach Inbetriebnahme der jährliche Stromverbrauch um ca. 100.000 kWh.

Die Bilder Nr. 4 bis 6 zeigen die neue Belüftungtechnik über Belüfterplatten (Bild 5), eines der zusätzlich installierten Umwälzaggregate (Bild 6),
sowie für den internen Schlammkreislauf installierte Propellerpumpen in Kaskade Nr. 9 (Bild 4).

Zur Erreichung des erforderlichen P-Abbaus wurden Anlagen zur P-Fällung mittels Eisen-III-chlorid bzw. Eisen-chorid-sulfat einschließlich Lagertank, Dosierstation und Steuerungstechnik installiert. Da es sich bei dem Fällmittel um einen wassergefährdenden Stoff handelt, mußten die entsprechenden Sicherungsmaßnahmen wie Leckageüberwachung, Überfüllsicherungen, doppelwandige Rohrleitungen, Ausbildung des Abfüllplatzes usw. getroffen werden. Aus Kostengründen wurde auf den Bau einer separaten Dosierstation an der Biologie verzichtet. Diese Einrichtungen wurden in einem vorhandenen Lagerraum des Betriebsgebäudes untergebracht. Im Nachklärbecken erfolgte die Nachrüstung einer Tauchwand sowie das Anbringen einer Abzugsvorrichtung einschl. Pumpen für Schwimmschlamm. Im Zuge der Bauarbeiten wurden die vorhandenen Laufrollen der Räumeinrichtung erneuert und die Räumschilde überholt.

Ablaufmessstation

Im Ablauf der Anlage entstand gemeinsam mit der Brauerei eine neue, den Erfordernissen der Eigen- und Fremdüberwachung entsprechende Ablaufmeßstation zur laufenden Kontrolle der Parameter Ablaufmenge, pH-Wert und Temperatur einschließlich Installation automatischer Probenehmer zur Überwachung der Ablaufqualität. Hierdurch ist es möglich die beiden Teilströme – Kommunales- und Brauereiabwasser – getrennt zu überwachen. Im Anschluß daran erfolgt nach Durchfluß einer Mischstrecke die Einleitung in den verrohrten Albach.

Elektro-, Schalt- und Steuerungsanlagen

Mit den Baumaßnahmen war es aufgrund der neuen Klärtechnik erforderlich, die Steuerungs- und Meßtechnik völlig neu zu konzipieren. Aufgrund des Alters der elektrischen Anlagen war eine komplette Umrüstung nach dem neuesten Stand mit Errichtung einer Leittechnik mittels speicherprogrammierbaren Steuerungen und PC erforderlich. Kernpunkt dieser Anlage war die Errichtung einer on-line Meßstation für die Parameter NH4-N , NO3-N und Pges in der Biologie. Diese Einrichtungen wurde in die o. g. neue Ablaufmeßstation integriert.

Faultürme

Bei der Errichtung der Kläranlage 1974 – 77 wurde davon ausgegangen das je ein Faulturm mit einem Volumen von ca. 2.300 m³ von der Stadt und von der Brauerei benötigt werde. Aufgrund der veränderten technischen Verfahrensweise zur Behandlung des Brauereiabwassers war eine Behandlung des Überschußschlammes in den Faultürmen nicht mehr notwendig. Daraus resultierend wurde der brauereieigene Faulturm (FT II) 1997 mit einem Restwertausgleich von den Stadtwerken übernommen und zwischenzeitlich installationsmäßig so umgebaut bzw. saniert, dass dieser kommunal mitbenutzt werden kann. Im Zusammenhang wurden die beiden Faultürme an den heutigen Stand der Technik angepaßt.

Beschreibung der Anlagentechnik

Mechanische Vorreinigung

Die Anlagenteile der mechanischen Vorreinigung des Abwassers sind beibehalten worden. Als Ergänzung wurde vor der Rechenanlage ein Zulaufschieber mit elektrischem Antrieb installiert, der abhängig von der Durchflußmessung die Zulaufmenge regelt. Ansonsten wird das Abwasser zunächst in einer Rechenanlage mit 2 parallel angeordneten Gleichstromrechen und Rechengutpresse vorbehandelt. Den Rechen ist ein belüfteter Langsandfang mit Sandklassierer, eine Durchflußmessung mittels Dreieckwehr sowie ein Vorklärbecken als Längsbecken nachgeschaltet. Im Zulauf der Anlage sind die für die Kontrolle gemäß Eigenüberwachungsverordnung erforderlichen meßtechnischen Einrichtungen für pH-Wert, Temperatur und Durchflußmenge installiert.

Biologische Reinigung

Theorie - auch für den interessierten Laien

Bis zur Verschärfung der Mindestanforderungen im Zusammenhang mit dem 10-Punkte-Programm zum Schutz der Nord- und Ostsee durch Erlaß der Rahmen-Abwasser-Verwaltungsvorschrift vom 8.9.1989 wurde in den Kläranlagen eine biologische Grundreinigung gefordert. Hierbei sollten die organischen Inhaltsstoffe (Kohlenstoff) weitgehend aufgezehrt (biologisch abgebaut) werden. Im Abwasser befindet sich aber auch Stickstoff, der in erster Linie aus den Harnstoffen stammt und überwiegend als Ammoniumstickstoff (NH4-N ) vorliegt. Ferner enthält Abwasser Phosphor, der in etwa zu gleichen Teilen aus Waschmittelrückständen und Fäkalien herrührt. Ammoniumstickstoff führt im Gewässer durch die zwangsläufige Umwandlung in Nitrat zur Sauerstoffzehrung. Nicht umgewandeltes Ammonium kann schon in kleinen Konzentrationen fischtoxisch wirken. Nitrat führt gemeinsam mit Phosphor zu einer Überdüngung der Gewässer mit der Gefahr von übermäßigem Algenwachstum (Eutrophierung). Mit der Einführung der Rahmen-AbwasserVwV wird nunmehr für Kläranlagen bestimmter Größenordnungen zusätzlich der Abbau der Stickstoffverbindungen bzw. der Abbau von Stickstoffverbindungen und Phosphor gefordert. Bei einer Ausbildung entsprechend großer Becken und damit einer relativ geringen Belastung der Biologie wird das Substrat (Nahrung im Abwasser) durch die vorgehaltene Bakterienmasse vollständig aufgezehrt. Aufgrund der langen Aufenthaltszeiten wird ebenfalls das Ammonium (NH4) durch die Zugabe von Sauerstoff zu Nitrat (NO3) oxidiert (Nitrifikation). Durch Schaffung eines anoxischen Milieus (nur noch chem. gebundener Sauerstoff im Becken vorhanden) "knacken" spezielle Bakterien, die für ihre Arbeit Sauerstoff benötigen, das Nitrat und es bildet sich elementarer Stickstoff, der in die Atmosphäre entweicht (Denitrifikation). Phosphor kann ebenfalls in gewissem Umfang auf biologischem Wege aus dem Abwasser entfernt werden. Durch Schaffung eines anaeroben Milieus (kein gelöster Sauerstoff / kein chem. gebundener Sauerstoff mehr vorhanden) im Wechsel mit aeroben Bedingungen wird eine P-Elimination erreicht, da unter aeroben Bedingungen durch die Bakterien vermehrt Phosphor aufgenommen und im anaeroben Milieu nur zum Teil wieder abgegeben wird. Für all diese Vorgänge bedient man sich in erster Linie zwei Bakteriengruppen. Die heterotrophen Bakterien gewinnen ihre Energie aus dem organischen Substrat des Abwassers. Die autotrophen Bakterien benötigen keine organischen Stoffe zum Leben, sondern bedienen sich des anorganischen CO2 als Kohlenstoffquelle. Sie benötigen statt der organischen Stoffe Ammonium. Das Verfahren der biologischen P-Elimination reicht leider nicht zur sicheren Einhaltung des geforderten Grenzwertes im Ablauf von Pges= 1,5 mg/l aus. Daher ist es erforderlich, durch Zugabe von Metallsalzen mit Hilfe einer chemischen Reaktion das Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen. Aus Kostengründen ist man bestrebt, die Zugabe der Metallsalze zu minimieren. Ferner wird hierdurch der unerwünschte Nebeneffekt der Aufsalzung des Gewässers verringert.

Praktische Umsetzung

Die vorgenannten Vorgänge lassen sich in der Abwassertechnik zumeist leider nicht in der logischen Reihenfolge 1. Nitrifikation und 2. Denitrifikation sinnvoll realisieren, da bei einer vorgeschalteten Nitrifikation bereits das Substrat abgebaut wird und somit in einer nachgeschalteten Denitrifikation als Nahrungsquelle der Bakterien zur Umsetzung des Nitrats in elementaren Stickstoff fehlt. Eine technische Umsetzung läßt sich im wesentlichen in zwei Formen verwirklichen. Zum einen können die Vorgänge in einem Becken zeitlich versetzt ablaufen, bzw. parallel angeordnete Becken wechselseitig betrieben werden (intermittierende, alternierende Fahrweise), zum anderen kann die Denitrifikation vorgeschaltet werden, was jedoch eine Rückführung des nitrathaltigen Wassers und entsprechende zusätzliche Steuerungstechnik erfordert. Aufgrund der vorhandenen Anordnung der Becken für die biologische Reinigung hatte sich im Rahmen der Aufstellung des Vorentwurfs für die Kläranlage Ost herausgestellt, daß die Einrichtung einer vorgeschalteten Denitrifikation die mit Abstand kostengünstigste Möglichkeit zur Realisierung der 3. Reinigungsstufe darstellte. Eine Rolle hierbei spielten ebenfalls statische Gründe, die eine Veränderung der Lage der Trennwände erschwerten. Hierzu wurden durch bauliche Veränderungen die ursprünglich 3 parallel durchflossenen Straßen mit je 3 Einzelbecken in 9 hintereinander geschaltete Kaskaden umgestaltet. Das Bild Nr. 7 zeigt einen schematischen Schnitt durch diese 9 Einzelbecken und die Anlage 2 einen Grundriß der Anlagenteile Biologie und Nachklärung mit Ablaufmeßstation. Die Kaskade 1 ist nur mit einem Umwälzaggregat ausgerüstet. Die Kaskaden 2 bis 4 können wahlweise mit einer Umwälzung betrieben oder durch die am Beckenboden installierten Belüfterplatten begast werden. Die Kaskaden 5 - 9 sind nur mit Belüftern ausgestattet. Abhängig von den Erfordernissen im Zulauf besteht die Möglichkeit, wahlweise die Kaskaden 1 bis 4 für die Denitrifikation bzw. 2 - 9 für die Nitrifikation zu nutzen. Zusätzlich sind die Kaskaden 1 und 2 als mögliche Stufen für eine biologische P-Elimination vorgesehen. Zur Entscheidung, wieviel Beckenvolumen für die Denitrifikation bzw. Nitrifikation zur Verfügung gestellt wird, ist eine on-line-Messung für NH4-N installiert. Bei einer Sollwertüberschreitung wird automatisch durch Abschalten der Umwälzeinrichtung und gleichzeitigem Öffnen der Elektroschieber in den entsprechenden Luftleitungen zusätzliches Beckenvolumen für die Nitrifikation zur Verfügung gestellt. Die Steuerung der Menge des rückgeführten nitrathaltigen Abwassers in die vorgeschaltete Denitrifikation erfolgt über eine on-line NO3-N-Messung, in Form von Zu- bzw. Abschalten der Propellerpumpen in Kaskade Nr. 9. Die Steuerung der Menge an Rücklaufschlamm aus der Nachklärung erfolgt über drehzahlgeregelte Antriebe abhängig von der zufließenden Wassermenge. Zur Regelung des Lufteintrags können zwei Sauerstoffmeßsonden wahlweise in den Kaskaden 5 - 9 eingesetzt werden. Abhängig von voreingestellten Grenzwerten dient der Mittelwert aus diesen 2 Messungen zur Regelung des drehzahlgeregelten Gebläses. Zur Sicherung der Sauerstoffzufuhr können bei Maximallast oder als Reserve bei evtl. erforderlichen Wartungsarbeiten am Aggregat die zwei zugeschaltet werden. Die Zudosierung der Fällmittelmenge für die P-Fällung erfolgt abhängig von einer P-Messung, die on-line den aktuellen Konzentrationswert registriert.

Neueste Entwicklung und Ausblick in die Zukunft

Im Rechengebäude wurde 1998 einer der vorhandenen Grobrechen durch ein Feinsieb mit Rechengutwäsche ersetzt . Hiermit wird eine Entlastung nachgeschalteter Anlagenteile wie Pumpen u. dgl. erreicht. Durch die Rechengutwäsche werden die organischen Inhaltsstoffe des Rechenguts ausgewaschen und der Biologie zur Unterstützung der Denitrifikation zugeführt. Die Anlage dient somit auch der Erfüllung zukünftig verschärfter Anforderungen der TA Abfall hinsichtlich Ablagerung organisch belasteten Materials auf Deponien. Aufgrund der Größenordnung der Anlage ist mittelfristig vorgesehen, die Gasverwertung im Hinblick auf mögliche zusätzliche Energieeinsparungen zu überprüfen. Voraussetzung hierfür ist, daß zunächst nach Inbetriebnahme der 3. Reinigungsstufe die Veränderung der Schlammbeschaffenheit bzw. des Schlammanfalls abgewartet wird. Ferner sind für die Aufstellung einer Energiebilanz und Wirtschaftlichkeitsberechnung weitere Erkenntnisse über den Gasanfall und die Zusammensetzung des Faulgases erforderlich.

Technische Daten zur Biologie

Anschlußwerte: vorhanden = ca. 19.000
EW Planziel = 25.000 EW

Organische Belastungen: BSB5 (sed.) = 86,4 kg/h
CSB (sed.) = 168 kg/h
Nährstoffe: TKN = 21,6 kg/h
Pges = 6,5 kg/h

Lagertank für P-Fällmittel: Inhalt = 25 m³
Pumpen: Art = 2 Stck Kreiselpumpen
Motorleistg. = je 1,5 kW

Belebtschlammbecken: Länge i. L = 27,50 m
Breite i. L. = 11,60 m
Wassertiefe = 4,32 m
Nutzinhalt = 9 x 450 m³ = 4.050 m³
P-Elimination = 450 / 900 m³
Denitrifikation = 450 / 900 / 1.350 / 1.800 m³
Nitrifikation = 3.600 / 3.150 / 2.700 / 2.250 m³

Rücklaufschlamm: Pumpen = 2 Stck. Schneckenpumpen
Förderhöhe = 2,2 m
Drehzahl = 15 bis 50 1/min
Förderleistg. = max. 195 l/s
Motorleistung = je 16,5 kW

Interner Schlammkreislauf für die Denitrifikation
Pumpen = 2 Stck. Propellerpumpen
Förderleistg. = je 200 l/s
Motorleistg. = je 5,5 kW

Belüftungseinrichtungen:
Länge der Belüfter = 0,5 m
Gebläse 1 (regelbar):
Förderleistung = max. 0,53 m³/s
Motorleistung = 35 kW

Altgebläse 2 u. 3
Förderleistung = je 0,79 m³/s
Motorleistung = je 55 kW

Umwälzaggregat: Bauart = 4 Stck. 2-flügelige
Tauchrührwerke
Umwälz-Volumen = je 450 m³/h
Motorleistung = je 0,9 kW
Drehzahl = 23 1/min
Flügeldurchmesser = 2,5 m

Nachklärbecken: Durchmesser i. L. = 43,50 m
Wassertiefe = 2,45 - 1,95 m
Nutzinhalt = 3.030 m³
Pumpen = 2 Stck.
Motorleistung = je 2,0 kW

Grenzwerte der Einleiteerlaubnis
Jahresschmutzwassermenge = 1.200.000 m³
Absetzbare Stoffe = 0,3 ml/l
BSB5 Konzentration = 15,0 mg/l
Fracht = 12,4 kg/2h
CSB Konzentration = 75,0 mg/l
Fracht = 62,0 kg/2h
Pges Konzentration = 1,5 mg/l
Fracht = 1,24 kg/2h
Nges Konzentration = 15,0 mg/l
Fracht = 12,4 kg/2h
NH4-N Konzentration = 5,0 mg/l
Fracht = 4,13 kg/2h
AOX Konzentration = 0,1 mg/l
Fracht = 0,08 kg/2h

An der Planung und Ausführung zur 3. Reinigungsstufe haben folgende Büros und Firmen mitgewirkt:

Vorplanung, Entwurfsplanung, Aufstellung der Genehmigungsunterlagen, UVS und Teile der Ausführungsplanung:
Ing.-Gemeinschaft KSM, Mainz

Planung und Bauleitung der Elektro und Verfahrenstechnik:
Ing.-Büro PAV, Trier

Aufstellen statischer Berechnungen:
Ing.-Büro f. Statik K. P. Thielen, Bitburg

Bepflanzungsplan i.Z. mit der UVP:
W. Wrede, Landschaftsarchitekt, Trier

Teile der Ausführungsplanung, Oberbauleitung u. örtliche Bauleitung:
Stadtwerke Bitburg

Beton-, Maurerarbeiten, Rohrverlegearbeiten, Außenanlagen:
Fa. Fandel & Söhne, Bitburg

Krangestellung einschl. Abtransport von Betonteilen, Ablaufmeßstation und Wände Klärschlammzwischenlager:
Fa. Weiler-Bau, Bitburg

Betonsägearbeiten:
Betonbohr, Brühl

Elektrotechnik, Schaltwarte, Steuerungs- u. Meßtechnik:
Fa. Siemens, Niederlassung Trier

Maschinentechnik:
Fa. Egner, Adelsheim

Ergänzende Schlosserarbeiten:
Fa. Strupp, Bitburg

Sanitärinstallationen:
Fa. Laub, Bitburg

Bodenplatte und Zufahrt Klärschlammzwischenlager:
Fa. Köppen, Lünebach

Installationen Ablaufmeßstation:
Bitburger Brauerei

Baukosten
Die zur Realisierung der Umbaumaßnahme aufgewendeten Kosten belaufen sich wie folgt:

Finanzierung
Vom Land Rheinland-Pfalz wurde für die Einrichtung der 3. Reinigungsstufe ein zinsloses Darlehen in Höhe von 187.000,--DM gewährt.
Durch die deutliche Erhöhung der Reinigungsleistung der Kläranlage konnte die Abwasserabgabe in voller Höhe über einen Zeitraum von drei Jahren verrechnet werden.

1991: 327.500,--DM
1992: 283.037,50DM
1993: 387.765,--DM

Dies entspricht einer Gesamteinsparung von 998.302,50 DM.

Betriebskosten
Hier ist zu erwähnen, dass sich der Betrieb der Anlage in der Realität deutlich günstiger als prognostiziert gestaltet.
Wegen der Übersichtlichkeit wird dies am Beispiel des Energiebedarfs und des Fällmittelverbrauchs in der folgenden Auflistung dargestellt.



Bitburg, im Februar 1999 Verfasser:
Stadtwerke Bitburg in Verbindung mit  Ing:-Büro Hydrodat, Wißmannsdorf

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