3.2 Beschreibung der Anlage vor und nach der Sanierung

Kern der Anlage ist ein rundes Becken mit einem Durchmesser von 5 m und einer Tiefe von 2,50 m (Abb. 3-2). Es wird durch eine Wand in zwei gleich große Hälften geteilt, die damit ein Volumen von je 24,54 m3 aufweisen. Ein Becken ist mit einer Emscherrinne ausgestattet und dient zur Vorklärung. Das zweite Becken bildet die Belebungsstufe.

Abb. 3-2: Skizze der Vorklärung und der Belüftungseinheit der Kläranlage Kappe vor dem Umbau

Bis zum Oktober 1998 wurde die Anlage nach dem kontinuierlichen Durchflußprinzip betrieben. Der Sauerstoffeintrag erfolgte dabei durch einen Oberflächenbelüfter mit einer Leistung von 0,75 kW im Dauerbetrieb. Das belüftete Becken konnte in Ermangelung eines Schlammregimes nach AKUT (1997) nicht als Belebungsbecken bezeichnet werden. Dem Belüftungsbecken waren zwei Schönungsteiche seriell nachgeschaltet, aus denen das Wasser in den Vorfluter geleitet wurde.

Da die Anlage mit diesem Aufbau keine befriedigende Reinigungsleistung erbrachte, wurde sie auf Veranlassung der Unteren Wasserbehörde und im Auftrag der Stadtwerke Zehdenick im Oktober 1998 zu einer SBR-Anlage umgebaut. Es galt die Maßgabe, die Anforderungen der Abwasserverordnung (AbwVO 1999) an die Ablaufqualität für die Größenklasse I (CSB: 150 mg/l; BSB5: 40 mg/l) zu erfüllen und darüber hinaus eine den Möglichkeiten entsprechende Stickstoffentfernung zu erzielen. Der Umbau folgte im wesentlichen der "Entwurfsplanung für die Sanierung der Kläranlage Kappe", die von dem Ingenieurbüro AKUT Umweltschutz Ingenieurkollektiv GmbH, Berlin erstellt wurde (AKUT 1997). Eine Entwurfskizze ist dem Anhang zu entnehmen (Abb. A - 1).

Das Vorhaben konnte sehr kostengünstig durchgeführt werden, da die vorhandenen Beckenvolumina nach entsprechender Sanierung weiter nutzbar waren. Das Vorklärbecken blieb als solches inklusive der Emscherrinne erhalten. Um das Belüftungsbecken zu einem SBR-Becken umzufunktionieren, wurden folgende Veränderungen vorgenommen:

  1. Der Belüfter wurde durch einen leistungsstärkeren mit 1,1 kW ausgetauscht, da den Berechnungen von AKUT (1997) zufolge eine Leistung von 0,75 kW für einen vollständigen Kohlenstoffabbau nur knapp ausgereicht hätte.
  2. An der Beckensohle wurde eine Pumpe zur Umwälzung des Beckeninhaltes bei ausgeschalteter Belüftung und eine zum Abzug des Überschußschlammes in das Vorklärbecken installiert.
  3. Eine weitere Pumpe wurde für den Klarwasserabzug installiert. Dieser erfolgt über ein flexibles Rohr, dessen Mündung unterhalb eines Schwimmers als Dekantiervorrichtung angebracht wurde.
  4. Für eine kontinuierliche Wasserstandsmessung wurde eine Druckglocke eingebaut.
  5. Ein elektronischer Steuerschrank bildete die Regeleinheit.

Die Anlage wurde mit semikontinuierlichem Zufluß betrieben. D.h., einerseits wurde der Zufluß von der Vorklärung zum SBR-Becken zu keiner Zeit - auch nicht während der Dekantierphase - unterbrochen; andererseits erfolgte die Abwasserzufuhr schubweise infolge der Vorspeicherung in der Pumpstation.

Die Dauer der einzelnen Zyklusphasen war zeit- sowie ereignisgesteuert. Der Zyklusplan, mit dem die Anlage in Betrieb genommen wurde, ist Tabelle 3-1 zu entnehmen.

Schritt Dauer
1.Rühren1 h
2.Belüften5 h
 (1. und 2. wiederholen, bis max. Füllstand erreicht)
3.Absetzen1 h
4.Dekantierenbis min. Füllstand erreicht

Tabelle 3-1: Zyklusplan bei Inbetriebnahme der SBR-Anlage Kappe

Die Rühr- und die Belüftungsphase waren mit einer Schleife versehen, so daß sich beide Phasen miteinander abwechselten, bis die maximale Füllstandsmarke erreicht wurde. An diesem Punkt wurde die Schleife sofort unterbrochen und der Zyklus mit der Absetzphase fortgesetzt.

Der maximale Füllstand lag bei 2,30 m; das Klarwasser wurde bis auf einen Wasserstand von 1,90 m abgezogen. Das Volumenaustauschverhältnis ergibt sich daraus zu fA = 17 %. Bei Gültigkeit des in Abschnitt 5.2 mit 13 m3/d ermittelten Trockenwetterzuflusses und einer behandelten Abwassermenge von 3,93 m3/Zyklus errechnet sich eine durchschnittliche Anzahl von 3,3 Zyklen/d und eine mittlere Zyklusdauer von 7 h 15 min.

Mit diesem Vorgehen wurde weniger eine intermittierende Denitrifikation erreicht als vielmehr das Ersparen unnötig langer Belüftungszeiten bei langen Pausen zwischen zwei Abwasserschüben. Tatsächlich wurde die eingestellte Belüftungszeit von 5 h tagsüber kaum erreicht. In der Mittagszeit z.B. setzte die Absetzphase in der Regel bereits nach 3-stündiger Belüftung ein. Nachts dagegen war damit zu rechnen, daß zwischen zwei Pumpstößen mehrere Stunden liegen würden. In diesem Fall wurde die Schleife aktiv. Die Phasenanordnung entspricht also am ehesten dem Prinzip der vorgeschalteten Denitrifikation.

Ein Schönungsteich wurde trockengelegt; der andere wurde zu einem vertikal durchströmten Pflanzenbeet mit einer Oberfläche von 100 m2 umgebaut, das dem SBR-Becken nachgeschaltet wurde. Es diente zur weitergehenden Abwasserreinigung und zum Abfangen eventueller Betriebsstörungen des Aufstaubeckens.

Abb. 3-3: Pflanzenbeet der Kläranlage Kappe

Zur P-Eliminierung wurde ein Phosphat-Filter mit eisenhaltigem Wasserwerkskies angefügt. Von dort erfolgte die Einleitung in den Vorfluter.



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