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Wie funktioniert eine öffentliche Abwasserreinigungsanlage (ARA)?

Schritt um Schritt zum geklärten Abwasser


 

Abb. Schema einer Abwasserreinigungsanlage (ARA)

  1. Das in der öffentlichen Kanalisation gesammelte Abwasser gelangt in die ARA. Als erstes durchfliesst es einen Rechen, welcher Grobstoffe wie z.B. WC-Papier aus dem Abwasser entfernt.
  2. Im Sand- und Fettfang werden schwerere und leichtere wasserunlösliche Stoffe abgetrennt. Die Abtrennung der Grobstoffe und des Sandes dient vor allem dazu, Verstopfungen und Abnutzungen der nachfolgenden Pumpen zu verhindern.
  3. Im Vorklärbecken wird die Fliessgeschwindigkeit des Abwassers soweit gedrosselt, dass sich auch die leichteren Feststoffe absetzen und mit einem Räumer in einen Trichter geschoben werden können. Der Schlamm (Primärschlamm) wird der Faulung zugeführt.
  4. Denitrifikationszone: Diese Reinigungsstufe ist bei einzelnen ARA vorhanden. Im Kanton Schwyz sind die ARA Höfe sowie die ARA Ober- und Untermarch mit einer Denitrifikationsstufe ausgerüstet. Die Denitrifikation ermöglicht eine signifikante Reduktion des Gesamtstickstoffs. Bakterien und andere Mikroorganismen wandeln Nitrat (NO3-) zu elementaren Stickstoff (N2; harmloses Gas) um, welcher in die Atmosphäre entweicht. Somit wird ein Teil des Stickstoffs eliminiert, welcher sonst über den Ablauf der ARA ins Gewässer eingeleitet würde.
  5. Belüftungsbecken: Das Abwasser aus der Denitrifikationszone (oder allenfalls direkt aus dem Vorklärbecken) fliesst in das Belüftungsbecken. Dort bauen verschiedene Mikroorganismen die organischen Schmutzstoffe im Wasser ab. Zusätzlich werden auch fischgiftige Stickstoffverbindungen wie Ammonium/Ammoniak (NH4+/NH3) und Nitrit (NO2-) in weniger schädliches Nitrat (NO3-) umgebaut. Dieser Vorgang wird als Nitrifikation bezeichnet. Die Mikroorganismen gewinnen aus diesem Abbau Energie für ihren Stoffwechsel und ihre Vermehrung. Sie benötigen Sauerstoff, welcher durch eingepresste Druckluft zur Verfügung gestellt wird. Durch die erzeugten Wasserturbulenzen werden die Organismen in Schwebe gehalten. Im Vorklär- oder Belüftungsbecken wird der im Abwasser vorhandene Phosphor mit einem eisen- oder aluminiumhaltigen Stoff ausgefällt. Die phosphorhaltigen Fällungsprodukte können zusammen mit dem Schlamm abgetrennt und entsorgt werden.
  6. Im Nachklärbecken wird die Eigenschaft der Mikroorganismen genutzt, Flocken zu bilden, die etwas schwerer sind als Wasser. Die Schlammflocken setzen sich nach einer gewissen Zeit ab und der klare Überlauf verlässt die biologische Reinigungsstufe.
  7. Ozonung / Aktivkohlebehandlung: Gemäss aktuellem Stand der Gesetzgebung müssen rund 100 Kläranlagen der Schweiz mittelfristig mit einer zusätzlichen Stufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen (Spurenstoffe) ausgerüstet werden. Diese Elimination kann nach der Nachklärung durch eine Ozonung oder / und durch eine Aktivkohlebehandlung erfolgen. Die Planung und Umsetzung bei den entsprechenden Anlagen im Kanton wird in den nächsten Jahren folgen.
  8. Filtration: Optional wird das Abwasser aus dem Nachklärbecken durch einen Sandfilter geleitet, welcher die restlichen suspendierten Stoffe (Feststoffe) auf geringe Restkonzentrationen reduziert (z.B. ARA Höfe). Durch die Filtration wird zusätzlich die Phosphorelimination verbessert, da der in den Feststoffen gebundene Phosphor im Sandfilter ebenfalls zurückbehalten wird.
  9. Das gereinigte Abwasser muss soweit aufbereitet sein, dass die gesetzlichen Anforderungen an das gereinigte Abwasser gemäss Anhang 3.1 der Gewässerschutzverordnung eingehalten werden. Es wird schliesslich in einen Vorfluter (Gewässer) eingeleitet.
  10. Schlamm-Abzug:
    10a)    Ein Grossteil des abgesetzten Belebtschlammes wird wieder in das Belüftungsbecken zurückgeführt, damit
              dort ständig genügend Organismen für die Abbauprozesse zur Verfügung zu stehen.
    10b)    Da sich die Mikroorganismen vermehren, nimmt auch die Masse des Belebtschlammes zu. Deshalb muss jeweils
              ein Teil davon entfernt und zusammen mit dem Schlamm aus dem Vorklärbecken der Schlammbehandlung zugeführt
             
    werden.
    10c)    Die Feststoffe aus dem Trichter des Vorklärbeckens werden Primärschlamm genannt.
    10d)    Primär- und Überschussschlamm (Frischschlamm) wird der Schlammbehandlung zugeführt.
  11. Frischschlamm-Eindicker: Der Feststoff-Anteil des Frischschlammes wird mit einem Eindicker erhöht. Das Trübwasser fliesst zurück auf die Anlage.
  12. Faulturm: Der eingedickte Frischschlamm wird in einem Faulturm unter Ausschluss von Sauerstoff zu Methan (CH4) und Kohlendioxid (CO2) vergoren.
  13. Schlammstapel: Im Schlammstapel erfolgt erneut eine Eindickung, um die zu entwässernde Schlammmenge zu minimieren.
  14. Gasometer: Das im Faulturm erzeugte Gas wird im Gasometer gespeichert und in Gasmotoren zur Strom- und Wärmeproduktion verwendet.

 

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