Kläranlage Homburg - Entsorgungsverband Saar

Kläranlage
Homburg
Die Kläranlage Homburg
In der im Homburger Ortsteil Beeden gelegenen Kläranlage
Homburg werden die Abwässer der Kreisstadt Homburg
(einschließlich aller Stadtteile) gereinigt. Darüber hinaus
ist der Bexbacher Stadtteil Höchen an die Kläranlage angeschlossen. Mit einer Auslegungsgröße von umgerechnet 75.000 Einwohnerwerten* gehört die im Jahr 2005 fertig
gestellte Kläranlage Homburg zu den größeren Abwasseranlagen im Saarland.
Täglich fließen bis zu 60.000 m3 Abwasser durch die Kläranlage, die nach Durchlaufen aller Reinigungsstufen als
sauberes Wasser in den Erbach eingeleitet werden können, der wiederum in die Blies mündet.
Abwasserreinigung auf hohem Niveau
Zur Behandlung des Abwassers werden mechanische,
bio­logische und chemische Verfahren eingesetzt, die eine
hohe Reinigungsleistung gewährleisten. Die Kläranlage
Homburg erfüllt alle Anforderungen an eine moderne Kläranlage: Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen werden weitgehend entfernt, Reststoffe wie
Schlamm, Sand und Fette verwertet und Rechengut umweltschonend entsorgt.
Die Kläranlage Homburg ist ein wichtiger Baustein im flächendeckenden Netz leistungsfähiger Abwasseranlagen,
mit denen der EVS konsequent die Gewässergüte der Bäche und Flüsse im Saarland verbessert. Die Blies hat bereits davon profitiert: ihre Wasserqualität ist durch den Bau
und Betrieb von Kläranlagen deutlich gestiegen: Das zeigt
sich in einem gesunden Fischbestand und einem neuen
Artenreichtum im Ökosystem.
* Ein Einwohnerwert entspricht der Abwasserbelastung, die ein Einwohner am Tag
verursacht.
Teilansicht der Kläranlage Homburg
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Betriebssicherheit durch elektronische Steuerungssysteme
genfunktionen. Alle relevanten Prozess- und Betriebsdaten
werden in der Leitwarte erfasst, verarbeitet und protokolliert. Die Betriebssicherheit wird außerdem durch eine
24-Stunden-Rufbereitschaft gewährleistet.
Qualitätsüberwachung im Labor
Regelmäßig werden aus allen Teilprozessen der Abwasserreinigung Proben entnommen und untersucht. Eine
Kontrollstation sichert die Ablaufüberwachung. Sie ist ausgestattet mit einer Mengenmesseinrichtung, automatischem Probenehmer und Messgeräten, die kontinuierlich
die Sauerstoffkonzentration, den pH-Wert und die Ammonium-Konzentration im Belebungsbecken sowie den Phosphat- und Nitratgehalt im Abwasser messen und aufzeichnen. Alle Daten werden automatisch an die zentrale
Leitwarte übermittelt.
Leitwarte der Kläranlage Homburg
Die Kläranlage ist mit umfangreichen energie-, mess- und
regeltechnischen Einrichtungen ausgestattet, um den Reinigungsprozess sicher steuern und überwachen zu können. Die Leitwarte verfügt über ein zentrales Steuerungssystem und ist mit einem Schaltbild ausgestattet, auf dem
der gesamte Reinigungsprozess dargestellt ist. Das ermöglicht einen schnellen Überblick über die Betriebsabläufe
und bei Bedarf das sofortige Eingreifen in wichtige Anla-
Die Qualität des Kläranlagenablaufs wird täglich vom Betriebspersonal analysiert und zusätzlich in regelmäßigen
Abständen vom EVS-Zentrallabor und der Überwachungsbehörde, dem Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz,
kontrolliert. Darüber hinaus wird die Leistungsfähigkeit des
Klärwerkes durch konsequente biologische Gewässergüteuntersuchungen im Vorfluter, dem Erbach, und in der
Blies überwacht. Damit können insbesondere längerfris­
tige Veränderungen im Ökosystem dieser Gewässer erfasst werden.
Schutz der Anwohner vor Lärm- und Geruchs­
belästigungen
Da in der Nähe der Kläranlage Wohn- und Erholungsgebiete liegen, wurden umfangreiche Maßnahmen zum
Schutz vor Lärm- und Geruchsbelästigungen getroffen.
Geräuschintensive Anlagenteile wie Zulaufpumpwerk
und Rechen, aber auch die Blockheizkraftwerke mit ihren
großen Gas-Otto-Motoren wurden in geschlossenen Gebäuden untergebracht. Die Turbo-Gebläsestationen, die
die biologischen Becken mit Sauerstoff versorgen, stehen in einem schallisolierten Gebäude. Geruchsintensive
Anlagenteile sind in geschlossenen Gebäuden untergebracht oder mit einer Abdeckung versehen. Zulaufpumpwerk, Vorbehandlungsgebäude, der Zulauf des
­Regenwasserpumpwerkes, Sandfang und Schlamm­
entwässerung sind an eine Biofilter-Anlage angeschlossen, die mit Hilfe von Mikroorganismen die Abluft zu geruchlosen Verbindungen abbaut.
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Stufenweise sauber
So funktioniert die Abwasserreinigung in der Kläranlage
Homburg
Stufe 1: Mechanische Reinigung
In der ersten, der mechanischen Reinigungsstufe werden
im Abwasser mitgeschwemmte Feststoffe abgesetzt, ausgesiebt oder an die Oberfläche geschwemmt.
Grobrechen und Feinrechen
Das der Kläranlage aus dem Hauptsammler zugeleitete Abwasser fließt zunächst durch eine Grobrechenanlage. Hier
werden die mitgeschwemmten sperrigen Stoffe (Holzteile,
Lappen, Dosen u. ä.), die später in der Kläranlage zur Verstopfung von Pumpen führen könnten, zurückgehalten und
entfernt. Anschließend wird das Abwasser 12 m hoch in
die Verteilerrinne für die Feinrechenanlage gepumpt.
Mit Hilfe von zwei Feinrechen werden kleinere Störstoffe
(Hygieneartikel, Essensreste und Plastikteile) aus dem Abwasser entfernt. Das Rechengut wird über Förderschnecken einer Presse zugeführt, entwässert, anschließend in
Containern gesammelt und umweltgerecht verwertet. Von
der Feinrechenanlage fließt das Abwasser weiter zum
Sandfang.
Belüfteter Sand- und Fettfang
In dem belüfteten Sandfang setzen sich Sand, Kies, Splitt
und andere körnige Stoffe, die von den Straßen in die Kanalisation gelangt sind, am Beckenboden ab. Der Trennungs- und Absinkvorgang wird durch eine künstlich erzeugte Strömung im Becken und durch Lufteintrag
unterstützt. Durch die Luftblasen werden Fette und Öle zum
Aufschwimmen gebracht und von der Wasseroberfläche
zum integrierten Fettfang abgeleitet. Die am Beckenboden
abgelagerten Sande werden am Beckenrand zusammengeschoben und zum Sandwäscher gepumpt. Der Sandwäscher trennt die organischen Bestandteile ab, die der biologischen Stufe zugeführt werden. Der gewaschene Sand
wird in Containern gesammelt und umweltgerecht verwertet.
Verfahrensschema der Kläranlage Homburg
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Vorklärung
Im nachfolgenden Vorklärbecken wird das Abwasser
durch eine Verringerung der Fließgeschwindigkeit weiter
entschlammt. Der abgelagerte Schlamm, der sogenannte
Primärschlamm, wird mit Räumschildern in einen
Schlammtrichter geschoben und gesondert behandelt.
Das Abwasser wird über eine Verteilerkaskade auf die drei
nacheinander geschalteten Becken der biologischen Reinigung verteilt.
Stufe 2: Biologische Reinigung und Phosphatelimination
Nach der mechanischen Reinigung enthält das Abwasser
noch Schwebteilchen und gelöste Verunreinigungen, die in
der biologischen Stufe mit Hilfe von Bakterien und Einzellern abgebaut werden. Dazu werden die Prozesse der natürlichen Selbstreinigung von Gewässern nachgeahmt,
­jedoch durch die Herstellung optimaler verfahrenstechnischer Randbedingungen (Sauerstoffgehalt, Temperatur,
Nährstoffverhältnis) wesentlich beschleunigt.
Belebungsbecken
In den drei Belebungsbecken fließt das Abwasser durch
belüftete und unbelüftete Kammern, in denen unterschiedliche Abbauvorgänge in Gang gesetzt werden:
In den belüfteten Kammern werden die Bakterien und Einzeller optimal mit Sauerstoff versorgt und können sich
stark vermehren. Bakterien und Einzeller sind mit Schwebstoffen zu Flocken zusammengeballt (Belebtschlammflocken) und bauen die Kohlenstoffe ab. Ammonium-Stickstoff
wird von aeroben Bakterien zu Nitrat umgewandelt (oxidiert). Dieser Prozess wird als Nitrifikation bezeichnet.
Anschließend gelangt der Belebtschlamm in die unbelüfteten Kammern und wird mit Rührwerken durchmischt.
Durch den Mangel an Sauerstoff werden spezielle Bakterienstämme veranlasst, den im Nitrat chemisch gebundenen Sauerstoff ersatzweise aufzunehmen. Der bei diesem Prozess (Denitrifikation) entstehende gasförmige
Stickstoff entweicht in die Atmosphäre, in der er sowieso
Hauptbestandteil ist, so dass es zu keiner Umweltbeeinträchtigung kommt.
Blick auf die Biologie und die Nachklärung der Kläranlage Homburg
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In der biologischen Reinigungsstufe werden auch die
Phosphate aus dem Abwasser entfernt. Die Grundlage der
biologischen Phosphatelimination ist die Fähigkeit bestimmter Bakterienarten, Phosphor aufzunehmen und auf
diese Weise in einen festen Zustand zu überführen. In der
sich anschließenden Nachklärung werden die Phosphate
mit dem überschüssigen Schlamm aus dem Abwasser entfernt.
gesondert behandelt. Das gereinigte Abwasser wird durch
getauchte Ablaufrohre an der Beckenoberfläche über einen Messschacht zum Auslauf der Kläranlage geleitet; von
dort fließt es – bestens gereinigt – in den Erbach.
Um ganzjährig eine niedrige Phosphatkonzentration im Ablauf sicherstellen zu können, reicht die biologische Phosphatelimination aber nicht aus. Es werden daher zusätzlich
im Einlaufbereich der biologischen Stufe Eisensalze ins
Abwasser gegeben. Die Eisensalze verbinden sich mit
Phosphor und bilden Flocken, die sich absetzen und in der
später folgenden Nachklärung mit dem Schlamm entfernt
werden können.
Nach dem Aufenthalt im Belebungsbecken fließt das Abwasser weiter in eines der drei Nachklärbecken.
Nachklärbecken
Der Erbach im Bereich der Kläranlage Homburg
Bei starken Niederschlägen läuft alles (etwas)
anders
Nachklärbecken
In den Nachklärbecken setzt sich der Belebtschlamm
durch eine Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit des
Wassers am Beckenboden ab.
Ein Teil des Belebtschlammes wird in die Belebungsbecken zurückgepumpt, um den Bakterienbestand zu sichern;
der Überschussschlamm wird abgezogen und wiederum
Bei starken bzw. anhaltenden Niederschlägen werden
der Kläranlage neben Schmutzwasser große Mengen an
Regenwasser zugeführt. Dann wird ein Teil des Mischwassers nach der mechanischen Grobreinigung in einem
der beiden Regenüberlaufbecken auf der Kläranlage zwischengespeichert. Ungelöste Schmutzstoffe setzen sich
dabei am Beckenboden ab und werden zeitverzögert der
biologischen Reinigungsstufe zugeleitet. Sind die Regenüberlaufbecken gefüllt, wird das mechanisch vorgereinigte, unbelastete Wasser über einen Überlauf direkt in
den Erbach abgeleitet.
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Und was passiert mit dem Klärschlamm?
Der bei der Abwasserreinigung anfallende Schlamm –
Überschussschlamm aus der biologischen Stufe und Primärschlamm aus der Vorklärung – besteht überwiegend
aus Wasser und ist nur teilstabilisiert, d. h. es finden weiterhin organische Abbauprozesse statt. Um den Klärschlamm kostengünstig und ökologisch sinnvoll verwerten
zu können, ist daher eine mehrstufige Schlammbehandlung
erforderlich.
Das Wasser wird in den Reinigungskreislauf zurückgeführt.
Das energiereiche Methangas wird mit Hilfe von Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung für den
Betrieb der Kläranlage genutzt. Der stabilisierte Faulschlamm wird in Zentrifugen weiter entwässert.
In der Kläranlage Homburg wird der Schlamm aus der Vorklärung im Schlammsilo, dem sogenannten Voreindicker,
mechanisch entwässert.
Der Überschuss-Schlamm wird in Konzentratoren eingedickt. Anschließend werden die eingedickten Schlämme
im Faulturm bei einer Temperatur von 38°C unter Luftabschluss von Bakterien zersetzt. Bei diesem Abbauprozess
entstehen Methangas, Kohlendioxid, Wasser und stabilisierter Schlamm, der weitgehend geruchsfrei ist.
Gasbehälter
Blockheizkraftwerk
Faulturm der Kläranlage Homburg
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Weiterbehandlung in der Mineralisierungsanlage
Ziel ist es, den Faulschlamm nach der Entwässerung weiter zu trocknen und zu mineralisieren. Dazu wird er durch
einen Bandtrockner gefördert, wo heiße Luft dafür sorgt,
dass der größte Teil des noch enthaltenen Wassers verdampft.
In den sich anschließenden Mineralisierungsreaktoren
wird der getrocknete Klärschlamm erhitzt und dabei mineralisiert. Hierbei entstehen Gase, die in einer Brennkammer
vollständig verbrannt werden.
Die dabei gewonnene Wärme beheizt die Mineralisierungsreaktoren, in denen sich der Klärschlamm befindet,
und steht danach für dessen Trocknung zur Verfügung.
Die ungenutzte Abwärme des Bandtrockners wird zur Beheizung des Faulturms und des Betriebsgebäudes verwendet. Die für den gesamten Prozess benötigte Wärmeenergie stammt somit direkt vom Klärschlamm selbst.
Durch dieses Verfahren wird die Klärschlammmenge deutlich reduziert. Gleichzeitig entsteht ein hochwertiges Produkt, das in der Landwirtschaft zu Düngezwecken eingesetzt werden könnte.
Der EVS reagiert somit auf die geänderten Anforderungen
aus Klärschlamm- und Düngemittelverordnung sowie dem
Kreislaufwirtschaftsgesetz.
Zusätzlich erhält der Bandtrockner Abwärme der beiden
Blockheizkraftwerke (BHKWs). Der Betrieb der BHKWs erfolgt mit dem bei der Klärschlammfaulung entstehenden
Klärgas.
Grafik Mineralisierungsanlage
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Umfangreiche Regenwasserbehandlung im Kanalnetz – eine wichtige Maßnahme zur Optimierung des
Gewässerschutzes
Nicht nur auf dem Gelände der Kläranlage Homburg, sondern auch im dazu gehörenden Kanalnetz sind Regenüberlaufbecken integriert, die dafür sorgen, dass die Kläranlage
entlastet wird und kein verschmutztes Wasser in den Erbach gelangt. Bei Regen speichern sie das Mischwasser
(abfließendes Regenwasser, das sich im Kanal mit Abwasser vermischt) und leiten es nach Ende der Regenfälle weiter zur Kläranlage. Sind die Regenüberlaufbecken befüllt,
erfolgt ein Abschlag des dann stark verdünnten und somit
unschädlichen Mischwassers in den Erbach.
Die Blies hat bereits vom Kläranlagen-Ausbau profitiert
Wo Kläranlagen die Abwässer reinigen, erholen sich selbst
stark verschmutzte Gewässer in relativ kurzer Zeit. Das
zeigt sich besonders deutlich am Beispiel der Blies, die in
den vergangenen Jahren durch den forcierten Bau und die
Modernisierung von Kläranlagen nachweislich viel sauberer geworden ist. Das belegen neben den eigenen regel-
mäßigen Analysen im zertifizierten EVS-Labor und in den
Laboreinrichtungen auf den Kläranlagen selbst, auch die
Untersuchungen der Aufsichtsbehörde, des Landesamtes
für Umwelt- und Arbeitsschutz.
So hat sich die Blies im oberen Teil durch den Bau der Kläranlagen Güdesweiler (1992) und Baltersweiler (1990), die
die Nebenbäche Gombach und Todbach entlasten, sowie
der Kläranlage Bliesen (1994) und Mainzweiler (1995) in hohem Maße regeneriert. Dies zeigt sich in einer sehr großen
Artenvielfalt, einem guten Bachforellenbestand und auch
im Vorkommen von Edelkrebsen und bedrohten Kleinfischarten, wie z. B. Elritzen. Auch die Kläranlagen Sinner­
thal, Heinitz, Neunkirchen-Wellesweiler, Wiebelskirchen
und 12 kleinere leistungsstarke Kläranlagen im Einzugsgebiet der Oster haben dazu beigetragen, dass sich die Blies
erholen konnte und heute auch in diesem Bereich eine
gute Qualität aufweist.
Von den Qualitätsverbesserungen der oberen und mittleren
Blies profitiert auch der untere Teil der Blies, der sich auch
aufgrund seiner ohnehin günstigen Gewässerstruktur in
einem guten ökologischen Zustand befindet.
Die Blies ist der größte Nebenfluss der Saar
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Technische Daten der Kläranlage Homburg
Auftraggeber und Betreiber:
Entsorgungsverband Saar
Auftragnehmer:
ARGE Ottweiler Baugesellschaft/AWS
Gesamtkosten (einschl. Planung)
rd. 19,5 Mio. Euro
Baujahr (Fertigstellung):2005
75.000 Einwohnerwerte (EW)
Ausbaugröße:
Angeschlossene Einzugsgebiete:
Stadt Homburg46.000 EW
mit den zu Homburg gehörenden Stadtteilen:
Websweiler 100 EW
Jägersburg 3.500 EW
Reiskirchen 1.500 EW
Erbach13.500 EW
Kirrberg 3.300 EW
Schwarzenbach 2.500 EW
Einöd 3.800 EW
Stadt Bexbach mit dem
Stadtteil Höchen 800 EW
Verfahrenstyp:Belebungsverfahren mit Nitrifikation, Denitrifikation im
Kaskadenverfahren, simultaner Phosphatfällung und
Schlammfaulung
überwiegend Mischverfahren
Entwässerungssystem im Sammlernetz:
Hydraulische Belastung
Zulaufmenge Trockenwetter:
Zulaufmenge Mischwasser:
Regenwetterzufluss maximal:
1.393 m3/h
2.473 m3/h
5.321 m3/h
Schmutzfrachten im Zulauf
Überwachungswerte für den Kläranlagen-Ablauf *
CSB
BSB5
Phosphor
9.000 kg/d
4.500 kg/d
135 kg/d
BSB5
CSB
Ammoniumstickstoff
Stickstoff gesamt
Phosphor gesamt
* Die vom Landesamt für Umwelt- und Arbeitsschutz vorgegebenen Werte für den Kläranlagen-Ablauf
werden durch den optimalen Betrieb der Anlage deutlich unterschritten.
< 20 mg/l
< 90 mg/l
< 5 mg/l
< 18 mg/l
< 2 mg/l
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Verfahrenstechnischer Aufbau der Anlage
Mechanische Stufe:
Zulaufkanal: DN 1800
Grobrechen:
Stababstand 30 mm
Zulaufpumwerk:
4 trocken aufgestellte Motorpumpen, davon eine als Reserve,
Pumpen­leis­tung je 824 m³/h, 12 m Förderhöhe,
­Motor­leistung 55 kW
Rechengebäude:
mit
2-straßiger Rechenanlage (Stabweite: 5 mm)
und Rechengutpresse
Belüfteter Langsandfang:2-straßig, Länge 31 m, Breite je 3 m, Höhe 3,38 m, mit Fettfang
Sandwäscher:
max. Zulaufmenge 58 m³/h
Vorklärbecken:
mit
Bypass und Ablaufsammelschacht
Volumen 1.712 m³, Oberfläche 636 m³
Biologische Stufe:
3 Belebungsbecken:
askadenbiologie mit Möglichkeit zum Parallelbetrieb, DurchK
messer je 30 m, Volumen je 4.167 m³
Simultanfällungsanlage:
Volumen Lagerbehälter: 40 m³
3 Nachklärbecken:
Volumen je 3.130 m³, Oberfläche je 893 m²
Gebläsestation:
3 .066 Nm³ pro Stunde (eingeblasene Luft), 4 Drehkolbengebläse mit
je 132 kW (eines davon als Reserve genutzt)
Schlammbehandlung:
Schlammanfall:
70 m³/d Nassschlamm
Voreindicker:
für Primärschlamm
Zweistraßige maschinelle
Überschuss-Schlamm­eindickung:
durch Konzentratoren
Faulturm:
mit Gasspeicher, Fackel, Entschwefelungs-, Heizungs- und
Blockheizkraftwerks-Anlage
2 Nacheindicker
Maschinelle Schlammentwässerung:
durch 2 Zentrifugen
Bandtrockner
Mineralisierungsanlage
Abluftreinigungsanlage
Regenwasserbehandlung:
Regenwasserpumpwerk mit Regenwasserspeicher ­
2 Regen­überlaufbecken à 1.780 m³ und zwei Regenwetter­
pumpen à 1.000 Liter pro Sekunde
Betriebsgebäude:
mit
zentraler Leitwarte, Schaltanlage, Heizungsanlage, Lagerräumen, Werkstatt und Sozialräumen
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Lageplan
Das Einzugsgebiet der Käranlage Homburg
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66001 Saarbrücken
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Pirminiusstraße
66424 Homburg
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