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Kläranlage

Die Kläranlage liegt an der Gemarkung Pettensiedel an der Staatsstraße 2740 zwischen den Orten Frohnhof und Steinbach.

Die Einweihung der ursprünglichen vollbiologischen Verbandskläranlage war am 17. September 1981. Nachdem jedoch die Öffentlichkeit durch Medienberichte über eine Algenpest und über Robbensterben in der Nordsee aufgerüttelt wurde, wurde im November 1987 die Internationale Nordsee-Schutzkonferenz einberufen. Es folgte die so genannte Helsinki-Kommission im Februar 1988, deren Ergebnis die Forderung nach einer Reduzierung der Nährstoffeinleitung in die Nordsee um ca. 50% war. Diese Forderung wurde zunächst in Europäisches Recht und später in nationales Recht umgesetzt, was sich über die Reinhalteordnung kommunales Abwasser direkt auf den Abwasserzweckverband auswirkte. Folge war, dass unsere Kläranlage bereits 10 Jahre nach der Fertigstellung den gesetzlichen Anforderungen nicht mehr genügte. Bei den Abwasserparametern Phosphat und Stickstoff wurden geringere Einleitungsmengen verlangt. Hierfür war die bestehende Anlage nicht ausgelegt.


In einem ersten Schritt entschloss sich die Verbandsversammlung dazu, den Phosphateintrag in die Schwabach zu reduzieren. Die hierfür erforderliche Dosierstation wurde in den Jahren 1994 und 1995 gebaut. Parallel hierzu arbeitete man schon an der Planung für die Verringerung der Ablaufwerte für Stickstoff. Hierfür waren allerdings erheblich größere Becken erforderlich, so dass eine Erweiterung der vorhandenen Anlage nicht in Betracht kam. Schon bald war der Verbandsversammlung klar, dass es sich bei der bis dahin genannten "Ertüchtigung" der Anlage eigentlich um eine völlig neue Kläranlage handelte.

Unabhängig davon strebte die Verbandsversammlung eine Lösung an, die auch in ferner Zukunft Bestand haben sollte. Ziel war die Einbeziehung aller Orte im Oberen Schwabachtal und die entsprechende Auslegung der Abwasser-REinigungsanlage. So wurden die Gemeindeteile Ermreuth, Rödlas und Gleisenhof ebenso in das Verbandgebiet einbezogen wie die Orte des Herpersdorfer Raumes. Die Verbandsversammlung schuf damit eine der wichtigsten Voraussetzungen für die weitere Entwicklung der Verbandsgemeinden und des Wirtschaftsrames entlang der Bundesstraße 2.

Aufgrund des Verlangens der Fachbehörden nach immer neuen Alternativen und weiteren Wirtschaftlichkeitsprüfungen zogen sich die Planungsarbeiten länger hin als ursprünglich erwartet. So konnte erst zu Beginn des Jahres 1998 mit den Bauarbeiten begonnen werden. Innerhalb von 3 Jahren wurde wiederum eines Abwasserreinigungsanlage geschaffen, die den neuesten technischen Erkenntnissen entspricht. Der Investitionsaufwand von etwa 11 Mio. DM musste von den Mitgliedsgemeinden unter schwierigsten Bedingungen aufgebracht werden, nach dem der Freistaat Bayern keine Fördermittel bereitstellte. Auch die Bürgerschaft im Verbandsgebiet musste sich erneut finanziell an den Kosten beteiligen. Die schlimmsten Engpässe konnten überbrückt werden, nachdem sich der Staat doch noch zur Bewilligung von zinsgünstigen Darlehen bereit erklärte.

Die Kläranlage

Das Kläranlagengelände wird durch die Bezirksgrenze zwischen Oberfranken und Mittelfranken durchschnitten. Das Belebungsbecken sowie die Nachklärbecken liegen auf mittelfränkischem Gebiet, während Rechengebäude, Sandfang, Betriebsgebäude, Faulbehälter etc. auf oberfränkischem Gebiet stehen. Da die bestehende Kläranlage, die in der Rahmenabwasserverwaltungsvorschrift bzw. die vom Wasserwirtschaftsamt Bamberg geforderten Ablaufwerte nicht einhalten konnte, war der Aus- und Umbau der Kläranlage notwendig geworden. Ebenso musste dem in den letzten Jahren starken Bevölkerungszuwachs in den Gemeinden in Form der Erweiterung der Kläranlage Rechnung getragen werden.

Besondere Anforderungen stellte das Projekt, da der Umbau bzw. die Erweiterung unter Aufrechterhaltung des Kläranlagenbetriebes stattfinden musste.

Das zu reinigende Abwasser erreicht die Kläranlage am Trennbauwerk. Dieses bewirkt, das temporär zu groß anfallende Abwassermengen in ein Rückhaltebecken abgeleitet und zur späteren allmählichen Verarbeitung in der Kläranlage gespeichert werden.

Im nachfolgenden Rechenbauwerkwerden aus dem Abwasser feste, sperrige, fasrige Stoffe entfernt. Die alte marode Rechenanlage wurde hier durch einen modernen Filterstufenrechen ersetzt, in dem die entfernten Stoffe gewaschen und in einem Rechengutcontainer separiert werden, so dass sie durch die allgemeine Müllabfuhr abgeholt werden können. Ferner befindet sich im Rechengebäude die so genannte Fäkalschlammannahmestation. Hier werden die aus den dezentral gelegenen, nicht angeschlossenen Anwesen in 3-Kammer-Klärgruben anfallenden Abwässer aufgenommen. Die Abwässer werden in ein unter das Rechengebäude gebautes Pufferbecken zwischengespeichert und bei entsprechend geringer Belastung der Kläranlage dem Abwasserstrom beigegeben. Im Anschluss an das Rechengebäude befindet sich der Sandfang. Der bestehende Sandfang wurde durch eine 2. Sandfangstraße ergänzt, so dass die geforderte Reinigungsleistung erreicht wird bzw. durch die Zweistraßigkeit mit dem vorhandenen und dem neuen Sandfang bei Wartungsarbeiten entsprechende, leicht realisierbare Umleitungsmöglichkeiten gegeben sind. Es wurde ein so genannter belüfteter Langsandfang errichtet, wo durch die Aufweitung des Gerinnes die Fließgeschwindigkeit abgemindert wird, so dass schwerere Stoffe (Sand) zu Boden sinken können. Damit nicht auch faulfähige organische Stoffe sich in den Sand einlagern, wird mittels Druckluft eine Turbulenz erzeugt. Die hierfür notwendigen Gebläse stehen im Dachgeschoss des Rechengebäudes. Durch die erzeugte Turbulenz werden diese Stoffe in Schwebe gehalten. Ferner werden durch die Turbulenzen Fettstoffe in einer seitlichen Kammer gesammelt, die über diverse Schächte und Pumpeinrichtungen dem Abwasserstrom entzogen werden. Zwei fahrbare Sandsaugräumer entnehmen den am Boden abgesetzten Sand und befördern ihn über ein Dreiecksgerinne in den Vorlageschacht zur Sandwaschanlage. Von dort wird er der Sandwaschanlage zugeführt, wo er gewaschen wird, so dass er nur noch mit organischen Bestandteilen < 3 % (Glühverlust) behaftet ist und unbedenklich als Baustoff wieder verwendet werden kann.

Danach fließt das Abwasser in das Vorklärbecken, wo die weitere mechanische Vorreinigung durch Sedimentation erfolgt. Der sedimentierte Schlamm wird als Primärschlamm mit dem Vorklärbeckenräumer in einen Schlammtrichter geschoben und von dort dem Abwasserstrom entzogen und in den Faulturm verbracht.
Unmittelbar nach dem Vorklärbecken ist eine Zulauf-Meßanlage eingebaut, die sowohl örtlich als auch via Fernanzeige zur Schaltwarte im Betriebsgebäude die Zuflussmenge, den pH-Wert und die Temperatur meldet.

Die biologische Abwasserreinigung geschieht im Belebungsbecken. Aus Gründen der Betriebssicherheit aber auch aus Platz- und bautechnischen Gründen sind zwei Belebungsbeckenstraßen gebaut worden, die beide in gleicher weise arbeiten.
Die Aufteilung des zufließenden Abwassers auf die beiden Becken erfolgt über ein Verteilergerinne. Die beiden Belebungsbeckenstraßen sind in eine vorgelagerte Denitifikations- und in eine nachgelagerte Nitrifikationszone unterteilt. Es wurde hier das Prinzip der vorgeschalteten Denitrifikation umgesetzt.

Der biologische Abbauprozess wird durch die Entwicklung von Mikroorganismen (Bakterien, Protozoen u.a.) ermöglicht, welche die im Abwasser mitgeführten Schmutzstoffe als Nahrungsgrundlage aufnehmen. Die Aktivierung der Mikroorganismen geschieht mittels Belüftung und somit durch das mehr oder weniger vorgegebene Sauerstoffangebot. Dem Betrachter zeigen sich die entwickelten Bakterienkolonien als feinflockiger Schlamm (Belebtschlamm), wobei das Klärwerkspersonal mittels Mikroskop und standardisierter Messverfahren im Labor„Güte und Gesundheit" der Mikroorganismen laufend überprüft. Der Sauerstoff wird über Membranbelüfter, die auf dem Grund der Becken installiert sind und über Gebläseaggregate im Keller des Betriebsgebäudes versorgt werden, in die Belebungsbecken gebracht. Die erforderlichen Eintragsmengen an Luft werden automatisch über eingebaute Sonden gemessen und mit Blendenregulierschiebern in ein optimales Verhältnis gesteuert.

Die starken Turbulenzen in den Becken, erzeugt durch die Belüftungen, sind erforderlich, um eine intensive Vermischung des eingeleiteten Abwassers mit den belebten Mikroorganismen zu erreichen. Der biologisch-chemische Vorgang in der Belüftungszone wird als Nitrifikation bezeichnet. Es erfolgt hier die Oxidation von Ammonium (NH4-N) zu Nitrat (NO3).Am Ende der Nitrifikationszonen wird das Belebtschlamm-Abwassergemisch über die Rezirkulationspumpen und die Rezirkulationsleitungen wieder an den Anfang des Belebungsbeckens in die dortigen Denitrifikationszonen zurückgepumpt. Diese Beckenzonen sind unbelüftet, so dass sich hierin die notwendige Denitrifikation, d.h. die Reduktion des Nitrats (NO3) zu Stickstoff (N), der in die Atmosphäre entweicht, und zu Wasser (H2O) vollzieht. Das Abwasser wird hier mittels langsam laufenden Rührwerken in einer Drehbewegung gehalten, so dass die entwickelten Bakterienkolonien nicht zu Boden sinken können. Entsprechend dem Abwasserzulauf erfolgt ein Überlauf des Wasser-Belebtschlamm-Gemisches in die nachfolgende Nachklärbecken l und II.

Dort setzt sich aus dem Wasser-Belebtschlamm-Gemisch in radialer Durchströmung der Schlamm am Boden ab. Er wird mittels Schildräumern in einen mittig im Becken angeordneten Trichter geschoben. Von dort wird der überschüssige Schlamm dem Prozess entnommen, bzw. der zur Aufrechterhaltung des Prozesses notwendige Rücklaufschlamm wieder an den Beginn des Belebungsbeckens zurückgeführt.

An den Räumerbrücken der Nachklärbeckenräumer sind Abzugseinrichtungen für evtl. auftretenden Schwimmschlamm angebracht, die diesen dem Kreislauf entziehen bzw. verhindern, dass dieser in den Vorfluter abfließen kann.

Das gereinigte Abwasser gelangt in sternförmiger Abströmung zur gezahnten Überlaufrinne und von dort in die Ablaufmessanlage. Diese liefert die Ablaufwerte, die aufgrund des Wasserrechtsbescheides vorgegeben sind, einzuhalten sind und laufend kontrolliert werden müssen. Es werden in entsprechend vorgeschriebenen Zeitintervallen Proben gezogen, die im Labor entsprechend der Eigenüberwachungsverordnung beprobt werden.

Die überschüssigen Schlämme (Rohschlamm, Überschussschlamm etc.) werden entsprechend ihrem Trockensubstanzgehalt direkt dem Faulturm zugeführt oder über die Zwischenstation Eindicker geleitet, wo den Schlämmen überschüssiges Wasser entzogen wird, so dass diese letztendlich in den Faulbehälter befördert werden.
Im Faulbehälter wird der Schlamm weitgehend stabilisiert, d.h. es erfolgt eine Ausfaulung unter Luftabschluss (anarobe Gärung) bei einer konstant zu haltenden Temperatur von rd. 33° Celsius über; eine Dauer von ca. 28 Tagen.

Reaktionsprodukt dieser Ausfaulung ist ein Gas mit hohem Methangehalt, das als Energieträger auf der Kläranlage wieder Verwendung findet. Der Faulbehälter hat einen Nutzinhalt von 1 000 qm. Das sich bildende Gas wird abgezogen, gereinigt und in seiner Menge gemessen. Im Gasbehälter mit einem Nutzinhalt von 200 qm wird dieses Gas gespeichert. Das Gas wird je nach Bedarf zu Heizzwecken oder zur eigenen Stromerzeugung wiederverwendet. Die dazu erforderlichen Maschinen befinden sich im Betriebsgebäude. Im Betriebsgebäude erfolgt auch die Erwärmung des Schlammes mittels Wärmetauscher, der wiederum u. a. durch die Abwärme des Gasmotors gespeist wird.

Das Betriebsgebäude

als Herzstück der Anlage enthält im Obergeschoss die Schaltwarte, an der alle Mess und Steuersignale zusammenlaufen und verarbeitet werden. Ferner befindet sich im OG eine Niederspannungshauptverteilung, ein Tagungsraum und eine Teeküche. Im Erdgeschoss liegen das Labor, in dem alle relevanten Abwasseruntersuchungen durchgeführt werden, sowie diverse Sozialräume, Werkstätten, Garagen. Im Keller befindet sich die Heizungsanlage, die Gebläsestation für die Belebungsbecken sowie der Wärmetauscher und die Umwälzpumpen für den Faulbehälter. Das Betriebsgebäude sowie das Rechen- und Pumpwerksgebäude wurden in ihrer äußeren Gestaltung und ihrer Farbwahl dem fränkischen, örtlichen Baustil angepasst.

Die Erweiterung der Kläranlage

Der Bauablauf begann mit den Bauarbeiten für die Belebungsbecken, das Nachklärbecken l, das Pumpwerk und das Vorklärbecken auf dem Gelände der ehemaligen Schlammteiche. Nach diversen komplizierten Leitungsumschließungen für Abwasser, Luft, Schlämme etc. konnte das alte, kreisrunde, verschachtelte Kombinationsbecken mit den in einem Becken angeordneten Einrichtungen für Vor-, Haupt- und Nachreinigung außer Betrieb genommen werden. Hier wurde dann unter Verwendung von vorhandener Bausubstanz das Nachklärbecken II eingebaut. Parallel hierzu erfolgte der Bau des Eindickers sowie der Sandfangstraße II. Ebenso erfolgte in diesem Zuge der Umbau des Rechengebäudes, wo nun neben dem Filterstufenrechen eine Fäkalschlammannahme und eine Sandwaschanlage sowie die dazugehörigen Container frostsicher und vor anderen Witterungseinflüssen geschützt untergebracht sind.

Die Arbeiten wurden im Juli 1998 begonnen und Oktober 2000 abgeschlossen. Die Baukosten für die Umbau- und Erweiterungsmaßnahmen sowie die Instandhaltungsmaßnahmen betrugen rd. 11 Mio. DM.

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