Einleitung

Die Abwasserentsorgung ist nach wie vor eines der zentralen Themen der brandenburgischen Landespolitik. Hinsichtlich der Sanierung und des Neubaus von Behandlungsanlagen sowie des Ausbaus der Kanalisation besteht immernoch ein beträchtlicher Nachholbedarf. So investierte das Land nach dem „Jahresbericht der Wasserwirtschaft - Brandenburg" im Bereich der Wasserentsorgung 1997 rund 275 Mio. DM gegenüber 24,9 Mio. DM im Trinkwasserbereich (MUNR 1998). Damit wurde erreicht, daß knapp 60 % der Kläranlagen > 2000 EW die gesetzlichen Mindestanforderungen einhalten und der Anschlußgrad der Bevölkerung an die Kanalisation auf ca. 62 % angestiegen ist. Es werden demzufolge auch in den kommenden Jahren erhebliche Anstrengungen nötig sein, um die Entsorgungssituation weiter zu verbessern.

Ein besonderer Schwerpunkt wird dabei laut Jahresbericht auf den Bau von dezentralen Kläranlagen im ländlichen Raum gelegt. Dies erscheint folgerichtig, da es sich nach SCHULZE (1994) bei Brandenburg mit einer Besiedelungsdichte von durchschnittlich 89 Einw./km2 um eines der am dünnsten besiedelten Bundesländer Deutschlands handelt. Über 70 % der Landesfläche werden von 21 % der Landesbevölkerung in Dörfern mit weniger als 1000 Einwohnern bewohnt. Die Siedlungsdichte beträgt hier lediglich 27 Einw./km2.

Dem SBR (Sequencing Batch Reactor) - Verfahren wird immer wieder seine besondere Eignung für dezentrale Lösungen bescheinigt. Als einfaches, platzsparendes und kostengünstiges Verfahren, bei dem die biologische Reinigung und die Sedimentation des chargenweise zugeführten Abwassers in demgleichen Becken stattfinden, wurde es in den siebziger Jahren wiederentdeckt und genießt seitdem zunehmende Popularität. Besonders hervorgehoben wird in der Literatur die Flexibilität gegenüber Zulaufschwankungen, bei Anpassung und Optimierung der Verfahrensstrategie sowie bei gewünschter Anlagenerweiterung durch eine modulare Bauweise (TEICHFISCHER 1996, FRIEDRICH 1996).

Nach TEICHGRÄBER (1998) wurden in Deutschland innerhalb der vergangenen 10 Jahre ca. 100 kommunale SBR-Anlagen kleinerer und mittlerer Größe errichtet. Der Anteil der SBR-Anlagen an den Kläranlagen in diesen Größenklassen belaufe sich damit auf ca. 1 %. Vor allem aus dem Ausland wurden aber auch bereits Beispiele mit wesentlich höheren Anschlußgrößen bekannt. Von MORLING & NYHUIS (1996) wird eine Anlage beschrieben, die 1991 in Holbæk, Dänemark für 45.000 EW in Betrieb genommen wurde. Um das 5- bis 10-fache wird diese Größe noch von einigen Anlagen mit SBR-Technik  in Thailand und Australien überschritten (GORONSZY 1996, zitiert nach TEICHGRÄBER 1998)

Auch in Kappe, einem brandenburgischen Dorf mit 200 Einwohnern, fiel die Entscheidung für die Sanierung der Kläranlage zugunsten der SBR-Technologie. Der Umbau konnte durch die Weiterverwendung vorhandener Beckenvolumina und die Ersparnis eines zusätzlichen Nachklärbeckens besonders kostengünstig gestaltet werden. Das SBR-Becken wurde nach dem ATV-Merkblatt M 210 nachbemessen, mit dem 1997 in Deutschland eine erste offizielle Richtlinie zur Bemessung von SBR-Anlagen herausgegeben wurde. Angestrebt wurde neben einer Eliminierung der organischen Fracht auch eine entsprechend den gegebenen Möglichkeiten optimierte Stickstoffentfernung.

Zur Überprüfung einiger Bemessungsgrundsätze wurden Untersuchungen vorgenom-men, die sich im wesentlichen auf den Zulauf und den Belebtschlamm der Anlage erstreckten. Im einzelnen galt das Interesse den folgenden Fragestellungen:

1. Es war die Belastung der Anlage sowohl hydraulisch als auch hinsichtlich der Befrachtung mit Nährstoffen und Kohlenstoffverbindungen zu ermitteln. Hierfür wurden Messungen der Zuflußmengen sowie der CSB-, NH4-N-, NO3-N-, Nges- und Pges-Konzentrationen vorgenommen, aus denen die zugehörigen Frachten berechnet wurden. Um zu spezifischen Werten für Zufluß und Frachten zu gelangen, wurden die Ergebnisse zu der „relevanten Einwohnerzahl" in Beziehung gesetzt. Diese wurde durch Erfragen der Lebensgewohnheiten der Dorfbevölkerung hinsichtlich ihrer täglichen An- und Abwesenheitszeiten bestimmt.

Die erhaltenen spezifischen Zuflußmengen und Frachten werden mit Literaturangaben verglichen und davon ausgehend Rückschlüsse auf allgemeine Tendenzen im ländlichen Raum gezogen.

2. Im Sinne einer größtmöglichen Beschleunigung der Stickstoffumwandlung war das Schlammalter so hoch wie möglich einzustellen. Das maximal erreichbare Schlammalter wird maßgeblich vom Schlammabsetzverhalten beeinflußt, d.h. die höchstzulässige Schlammkonzentration hängt entscheidend davon ab, mit welcher Geschwindigkeit sich ein Schlamm je nach Konzentration absetzt und welche minimale Schlammspiegelhöhe dabei erreicht wird. Infolgedessen wurde das Absetzverhalten während des Einfahrbetriebes der SBR-Anlage anhand der Parameter TS-Gehalt, Vergleichsschlammvolumen und Sinkgeschwindigkeit des Schlammspiegels in der Absetzphase untersucht.

Die in Kappe und durch Vergleichsmessungen in einer zweiten SBR-Anlage gewonnenen Erkenntnisse werden mit den anderen in der Literatur beschriebenen Absetzverfahren „Sedimentation in ruhendem Medium (halbstündiger Absetzversuch im 1-l-Meßzylinder)", „Sedimentation im horizontal durchströmten Nachklärbecken" und „Sedimentation im vertikal durchströmten Nachklärbecken" verglichen und darin näherungsweise eingeordnet. In Abwandlung geltender Bemessungsrichtlinien wird ein vereinfachtes Absetzmodell entwickelt und für die Berechnung des maximalen Schlammalters herangezogen.
 


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