Klärwerk Burg - Wupperverband

Klärwerk Burg
Der Wupperverband ...
... betreut das rund 813 Quadratkilometer große Einzugsgebiet der Wupper.
Seine Mitglieder sind die Kommunen
und Kreise, die Wasserversorgungsunternehmen und Entsorgungsbetriebe sowie Gewerbe und Industrie im Wuppergebiet. Die Mitglieder finanzieren durch
Beiträge die Aufgabenerfüllung durch
den Wupperverband.
Sie wirken über jährliche Verbandsversammlungen sowie über Verbandsrat
und Ausschüsse entscheidend an der
Verbandspolitik mit.
Bereits seit 1930 setzt der Verband sein
Fachwissen für die Wasserwirtschaft
ein. Seine gesetzlichen Aufgaben sind Abwasserbeseitigung, Hochwasserschutz,
Niedrigwasseraufhöhung,
Tr i n k w a s s e r bereitstellung
sowie Unterhaltung, Renaturierung
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und ökologischer Ausbau der Gewässer
im Wuppergebiet.
Dabei arbeitet er eng mit seinen Mitgliedern, den zuständigen Behörden, allen
übrigen an der Wasserwirtschaft beteiligten Akteuren, z. B. der Fischerei- und
Landwirtschaft, und nicht zuletzt mit den
Bürgerinnen und Bürgern zusammen.
Wasserwirtschaft heißt für den Wupperverband "Flussgebietsmanagement": alle Einflussfaktoren und Beteiligten im
Gebiet der Wupper und ihrer Nebenflüsse werden einbezogen. Im Sinne der
Agenda 21 fließen in den Umweltschutz
auch wirtschaftliche und gesellschaftliche Aspekte ein.
Der Wupperverband betreibt in seinem Verbandsgebiet 11 Klärwerke, in
denen das Abwasser
von rund einer Million Menschen sowie
von Industrie und Gewerbe gereinigt
wird. 8 Brauchwassertalsperren, insbesondere die Wupper- und die Bever-Talsperre, dienen zum Schutz vor Hochwasser und zur Regulierung der Wasserführung in Trockenzeiten. Aus der größten Talsperre im Wupperverbandsgebiet,
der Großen Dhünn-Talsperre, wird Rohwasser zur Trinkwasseraufbereitung entnommen. Darüber hinaus dient diese
Talsperre zur Niedrigwasseraufhöhung
der Dhünn.
In der Gewässerunterhaltung betreut der
Verband ein Fließgewässernetz von insgesamt 2.300 Kilometern Länge.
Die Europäische Wasserrahmenrichtlinie
Europa rückt zusammen, auch im Gewässerschutz.
Im Dezember 2000 trat die Europäische
Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) in Kraft.
Das Ziel dieser Richtlinie lautet: "Ein guter Zustand aller oberirdischen Gewässer - Flüsse, Bäche, Seen - und des
Grundwassers bis zum Jahr 2015!"
Der gute Zustand wird über eine intakte
Ökologie beschrieben. Es erfolgt eine
Orientierung am "sehr" guten Zustand,
der ein Gewässer beschreibt, das von
Menschenhand weitgehend unbeeinflusst ist.
Doch nicht überall kann ein "guter Zustand" der Gewässer wieder hergestellt
werden. Dort, wo die Menschen durch
Begradigung, Bebauung und Nutzung
(z. B. durch Talsperren, Wehre, Wasserkraftanlagen u.v.m.) Gewässer stark verändert haben und die Nutzungsansprüche der Menschen im Vordergrund stehen, soll jedoch zumindest das "gute
ökologische Potenzial" entwickelt werden. Das bedeutet, die Gewässer sollen
soweit ökologisch verbessert werden,
wie es die Gegebenheiten zulassen.
Die WRRL fordert neben den Behörden
und Wasserakteuren alle Bürgerinnen
und Bürger auf, einen Beitrag zum
Schutz der Gewässer zu leisten.
Information und Beteiligung der Öffentlichkeit sind hierfür die Voraussetzung
und werden von der WRRL besonders
gefordert.
Wir alle nutzen Wasser auf vielfältige
Weise: z. B. als Trinkwasser, zum Spülen, Wäsche waschen und Duschen.
Darüber
hinaus
brauchen wir Wasser in der industriellen Produktion,
in der Landwirtschaft und in vielen
weiteren
Bereichen. Gewässer
nehmen die in unseren Kläranlagen
gereinigten Abwässer auf. Flüsse werden als "Wasserstraßen" zum Transport aber auch für
Sport und Freizeitgestaltung genutzt.
Gleichzeitig müssen wir die Gewässer
als einen Lebensraum für Tier- und
Pflanzenarten entwickeln und die Artenvielfalt erhalten bzw. wieder herstellen.
Das bedeutet mancherorts auch, den
Gewässern den natürlichen Raum wieder zu geben. Je natürlicher Gewässer
sich verhalten können, desto ökologisch
wertvoller sind sie und desto kostengünstiger ist ihre Unterhaltung.
Es gibt viele Wege, auch mit ganz kleinen Schritten einen Beitrag für den
Schutz unserer Gewässer und des
Grundwassers zu leisten. Gewässerschutz fängt schon im eigenen Haushalt
und am eigenen Arbeitsplatz an. Daher
sind wir alle aufgefordert, mit dem Lebensquell Wasser verantwortungsvoll
umzugehen.
Gleiches gilt für den Umgang mit Regenwasser. Hier bieten sich zahlreiche technische Möglichkeiten an, das kostbare
Gut auf den Grundstücken zu belassen,
anstatt es in den Kanal zu leiten.
Um in den Gemeinden und Städten des
Bergischen Landes die Lebensgrundlage "Wasser" für Menschen, Tiere und
Pflanzen zu erhalten, müssen alle Interessengruppen an einem Strang ziehen:
die traditionellen wasserwirtschaftlichen
Akteure wie Behörden, Wasserwerke,
Wasserverbände, aber auch Industrie,
Landwirtschaft, Fischerei- und Naturschutzverbände.
Mit dem Aufbau eines Flussgebietsmanagements ist im Wuppergebiet hierfür
bereits ein wichtiger Grundstein gelegt.
Das Flussgebietsmanagement baut auf
dem Prinzip des "runden Tisches" auf als
Zeichen für den Dialog mit den Wasserakteuren. Unterstützt wird die Kommunikation durch eine zeitgemäße Informationstechnologie, d. h. durch internetbasierte geografische Arbeits- und Informationssysteme.
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Die Verbesserung der Gewässergüte
Ein "guter Zustand" der Flüsse und Bäche im Wuppergebiet kann nur durch die
Bündelung verschiedener Maßnahmen
erreicht werden.
Dazu gehören u.a. die Verbesserung der
Abwasserreinigung durch die Optimierung und den Ausbau der Klärwerke und
der Kanalnetze, die Offenlegung verrohrter Bachabschnitte, die Wiederherstellung der Durchgängigkeit an Wehren
und Einbauten, die Verbesserung der
Gewässerstrukturen u.v.m.
Ein wichtiger Baustein zur Verbesserung
der Wasserqualität der Wupper war der
Ausbau des Klärwerks Burg.
In den letzten Jahrzehnten hat sich die
Wasserqualität der Wupper bereits verbessert. Den eingeschlagenen Weg gilt
es fortzusetzen.
Unter anderem stellen zu hohe Konzentrationen der Nährstoffe Stickstoff und
Phosphor ein Problem dar. Sie haben
Auswirkungen auf Fische, Pflanzen und
Kleinstlebewesen. So ist z. B. Stickstoff
als Nitrit im Übergang zu Nitrat für Fische giftig und kann zu einem Problem
für den Fischbestand führen.
Um diese Nährstoffe gezielt aus dem
Abwasser entfernen zu können, baut der
Wupperverband seine Klärwerke aus.
Von den großen Ausbauprojekten sind
bereits zwei Klärwerke fertiggestellt, das
Klärwerk Hückeswagen (Inbetriebnahme
2000) und das Klärwerk Burg (Inbetriebnahme 2002).
Der Ausbau der Klärwerke Buchenhofen,
Radevormwald, Kohlfurth und Odenthal
soll bis zum Jahr 2005 ebenfalls abgeschlossen sein.
Einzugsgebiet Klärwerk Burg
Gerade der Unterlauf der Wupper wird
durch den Ballungsraum der Großstädte
Wuppertal, Solingen und Remscheid besonders stark belastet. Hier wird die
Wupper für die Kühlung von Heizkraftwerken, die Energieerzeugung mit Wasserkraftanlagen und für die Ableitung
von gereinigten häuslichen und industriellen Abwässern genutzt.
Gleichzeitig soll der Fluss als Lebensraum für anspruchsvolle, heimische Fische und Pflanzen zurückgewonnen
werden und auch dem Bedürfnis der
Menschen nach Freizeitnutzung Rechnung tragen.
Wie die unterschiedlichen Nutzungen
und Ansprüche an das Gewässer in Einklang gebracht und der Wupper gleichzeitig ursprüngliche Eigenschaften zurück gegeben werden können, ist Aufgabe des Flussgebietsmanagements und
wird in den Flussgebietsplänen dargestellt.
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Klärwerk Burg
Der Wupperverband behandelt im Klärwerk Burg Abwasser
aus den Stadtgebieten Remscheid, Solingen, Wermelskirchen
und Leichlingen. Der größte Teil des Abwassers wird über den
Eschbachsammler zuerst zum Regenüberlaufbecken (RÜB)
Klärwerk Burg geleitet und anschließend zur Kläranlage (gedrosselte Abwassermenge: 869 Liter pro Sekunde). Der restliche Teil des Abwassers, im Wesentlichen aus dem Stadtgebiet
Leichlingen-Witzhelden, gelangt über die Pumpstation Glüder
direkt zum Klärwerk (max. Förderleistung: 42 Liter pro Sekunde). Damit werden der Kläranlage bis zu 911 Liter pro Sekunde
zugeführt.
Etwa 70 % der angeschlossenen Stadtgebiete bzw. Flächen
werden im Trennverfahren (getrennte Ableitung von Regenund Schmutzwasser) und nur ca. 30 % im Mischverfahren (Regen- und Schmutzwasser werden durch einen Kanal abgeleitet) entwässert.
Im Zuge der Kläranlagenerweiterung wurde eine detaillierte
Kanalnetzplanung erstellt. Im Mai 2001 konnten alle Nachweise und Planungen abgeschlossen werden. Durch Berücksichtigung der Berechnungsergebnisse konnte die Betriebssicherheit der Kläranlage erhöht werden.
1965
Rückblick
1999
Seit 1962 betreibt der Wupperverband ein mechanisches Klärwerk mit zwei beheizten Faulbehältern am jetzigen Standort in
Solingen-Burg.
In den Jahren 1977 - 1980 wurde diese Anlage zu einem biologischen Klärwerk einschließlich Schlammentwässerungsanlage ausgebaut. Seit 1981 wurde das Klärwerk Burg als mechanisch-biologische Kläranlage betrieben.
In den Jahren 1990 - 1994 erstellte der Wupperverband einen
Genehmigungsentwurf zum Ausbau des Klärwerks zur weitergehenden Stickstoff- und Phosphorentfernung. Nach einer
umfangreichen Vorplanungsphase wurde ein detaillierter technischer Entwurf erarbeitet. Nach intensiver Prüfung erteilte die
Bezirksregierung Düsseldorf im August 1996 die Genehmigung zur Erweiterung des Klärwerks.
2002
Da es zum Standort der Kläranlage keine Alternative gab,
musste die Erweiterung auf dem angestammten Grundstück
im Solinger Ortsteil Burg erfolgen.
Erschwerend kam die Nähe der Wohnbebauung hinzu. Die
Neukonzeption berücksichtigte daher eine Abschirmung durch
eine sehr kompakte Bauweise: Die Belebungs- und Nachklärbecken wurden als doppelstöckige Becken gebaut.
Die Baumaßnahmen
Im Sommer 1997 konnte der Wupperverband mit dem Ausbau
der Kläranlage beginnen.
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Die mechanische Reinigungsstufe
Die vorhandene Rechenanlage, die hausmüllähnliche Stoffe
(z. B. Hygieneartikel) aus dem Abwasser entfernt, wurde umgebaut. Der alte Rechen mit einem Stababstand von 20 mm
wurde durch einen neuen Rechen mit einem Stababstand von
nur 6 mm ersetzt. Dieser gewährleistet, dass eine Vielzahl von
Grobstoffen aus dem Abwasser entfernt werden können, die
bisher die Rechenanlage passierten, zu betrieblichen Problemen bei der weiteren Abwasserreinigung und damit zu Kosten
führten.
Für den ca. 35 Jahre alten, nicht sanierungsfähigen Sandfang
wurde ein neuer moderner Sandfang errichtet.
Die alte Vorklärung wurde durch zwei Grobentschlammungsbecken ersetzt. Das Volumen der Grobentschlammung vor der
biologischen Stufe ist kleiner als das des
alten Vorklärbeckens. Die Grobentschlammung dient nur noch dazu, den
Teil des absetzbaren Schlammes aus
dem Abwasser zu entfernen, der die biologische Reinigung belastet. Durch die
kleineren Becken werden die organischen Stoffe weitergeleitet, die in den
Belebungsbecken für die biologische
Stickstoff- und Phosphorentfernung benötigt werden. Darüber hinaus können in
der Grobentschlammung aufschwimmende Stoffe (z.B. Korken und Fette) zurückgehalten werden.
Die biologische Reinigungsstufe
Kernstück der Erweiterung des Klärwerks Burg war die erhebliche Vergrößerung der biologischen Reinigungsstufe.
Die fünf vorhandenen Rechteckbecken
mit einem Gesamtvolumen von 6.000 m3
wurden durch drei runde Doppelstockbecken mit einem Gesamtvolumen von
ca. 26.500 m3 ersetzt.
Die Belebungsbecken lassen sich in belüftete und unbelüftete Zonen aufteilen.
In diesen Zonen herrschen die idealen
Voraussetzungen für die beiden Teilprozesse der Stickstoffelimination: Die im
Abwasser vorhandenen Stickstoffverbindungen werden durch Bakterien (Belebtschlamm) unter der Zugabe von Luftsauerstoff nahezu vollständig zu Nitrat
(NO 3 ) oxidiert (Nitrifikation). In einem
zweiten Teilschritt wird der Nitratstickstoff
(NO3) in Luftstickstoff umgewandelt, der
in die Atmosphäre entweicht (Denitrifikation). Der Stickstoffabbau im Belebungsbecken liegt insgesamt bei ca. 81 %.
Bau eines Doppelstockbeckens
Bio-P-Becken, Pumpwerk und Sozialgebäude (links)
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Chronologie der Baumaßnahmen
1949
Die Reinigung der Abwässer des gesamten Eschbachgebietes in einem
Klärwerk unterhalb von Burg wird beschlossen.
1960-61
Der mechanische Teil des Klärwerks
und die Schlammbehandlung (Faultürme) werden gebaut.
1977-80
Der Ausbau zu einem vollbiologischen
Klärwerk erfolgt. Zusätzlich wird eine
Schlammentwässerung errichtet.
1990
Der Bewirtschaftungsplan "Untere
Wupper" tritt in Kraft.
1990-94
Die Genehmigungsplanung für den
Ausbau des Klärwerks Burg wird erstellt.
1996
Die Bezirksregierung Düsseldorf genehmigt die Ausbauplanung.
1997
Die Bauarbeiten zum Ausbau des
Klärwerks beginnen.
1999
Der erste Bauabschnitt wird fertiggestellt und in Betrieb genommen.
2001
Der Ausbau des Klärwerks ist weitgehend abgeschlossen.
2002
Das ausgebaute Klärwerk Burg wird
im Rahmen einer Feierstunde in Betrieb genommen.
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Faulbehälter mit Betriebsgebäude und Treppenturm
Bei hohen Abwassertemperaturen im Sommer oder in Zeiten
geringerer Belastung wird ein Teil der vorhandenen Beckenvolumina nicht unbedingt zur Nitrifikation und zur Denitrifikation benötigt.
In dieser Zeit können diese Volumina zur biologischen Phosphorelimination genutzt werden. In diesen Beckenteilen werden dann die Bakterien so beeinflusst, dass sie "vermehrt"
Phosphat aufnehmen. Hierdurch können Fällmittel und somit
Betriebskosten eingespart werden.
Der verbleibende Phosphorgehalt wird durch eine chemische
Fällung weiter verringert. Hierzu werden dem Abwasser Metallsalze zugegeben. Es entsteht z.B. ein unlösliches Eisenphosphat, das mit dem Klärschlamm in der Schlammverbrennungsanlage Buchenhofen entsorgt werden kann.
Die Flockungsfiltrationsanlage
Wie bereits in den beiden anderen großen Kläranlagen am
Unterlauf der Wupper, den Klärwerken Buchenhofen und Kohl-
furth, wurde auch im Klärwerk Burg eine
Flockungsfiltrationsanlage errichtet. Diese hat zwei Aufgaben:
Sie soll neben einer weitestgehenden
Restphosphorentfernung sicherstellen,
dass keine sauerstoffzehrenden Feststoffe aus dem Nachklärbecken in die
Wupper gelangen.
Klärschlammbehandlung und Energieausnutzung
Der bei den Reinigungsprozessen anfallende Klärschlamm wird eingedickt, ausgefault und mit Hilfe von Kammerfilterpressen entwässert, bevor er in die
Schlammverbrennungsanlage Buchenhofen des Wupperverbandes gebracht
wird.
Die Faulbehälter im Klärwerk Burg, die
seit dem Jahr 1962 in Betrieb sind,
mussten saniert werden. Um den vorhandenen Faulraum nicht vergrößern zu
müssen, sondern effektiver ausnutzen zu
können, wird nun der Klärschlamm stärker als bisher eingedickt. Zu diesem
Zweck werden Eindickzentrifugen eingesetzt.
Um das beim Faulprozess anfallende
Biogas (Methan) optimal ausnutzen zu
können, wurde ein Blockheizkraftwerk
mit 2 Gasmotoren installiert. Jährlich
werden rund 854.000 Kilowattstunden
Strom durch das BHKW erzeugt und für
den Betrieb der Anlage genutzt. Das
sind 27 % des jährlichen Strombedarfs
des Klärwerks.
Die entstehende Abwärme wird für die
Beheizung der Faulbehälter und des Betriebsgebäudes genutzt.
Innenansicht der Doppelstockbecken
Gasmotor des Blockheizkraftwerks in der Schallschutzkabine
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Die Bauphasen
Die Umbauarbeiten wurden in zwei großen Phasen durchgeführt. In einem ersten Bauabschnitt wurden der Rechen umgebaut, der neue Sandfang, die Grobentschlammungsbecken,
das Bio-P-Becken, ein Doppelstockbecken (Belebungs-/Nachklärbecken) und die Flockungsfiltration außerhalb der jetzt genutzten Klärwerksfläche erstellt.
In einer zweiten Bauphase wurden das vorhandene Vorklärbecken, die Belebungsbecken und die Nachklärbecken demontiert und an deren Stelle zwei weitere Doppelstockbecken
(Belebungs-/Nachklärbecken) errichtet.
Der gesamte Um- bzw. Ausbau des Gruppenklärwerks Burg
musste während des laufenden Betriebes und unter den beengten Platzverhältnissen auf dem bestehenden Klärwerksgelände durchgeführt werden.
Technische Daten
Rechen
2 Feinrechen (Stufenrechen),
Spaltweite S = 6 mm
Sand- und Fettfang
2-straßiger, belüfteter Sandfang
Gesamtvolumen: V = 595 m3
Gesamtoberfläche: A = 80,6 m2
Grobentschlammung
2 Rundbecken
Durchmesser:
Gesamtvolumen:
Gesamtoberfläche:
Aufenthaltszeit:
d = 16,00 m
V = 1.000 m3
A = 402 m2
tQt = 0,5 h
Inbetriebnahme des ausgebauten Klärwerks
Nach rund 4 Jahren Bauzeit war der Ausbau des Klärwerks
Burg Ende des Jahres 2001 weitgehend fertiggestellt. Im September 2002 wurde das ausgebaute Klärwerk im Beisein des
Düsseldorfer Regierungspräsidenten, von Vertretern der Verbandsmitglieder, Gremien, Behörden, der an das Klärwerk angeschlossenen Kommunen, der beteiligten Baufirmen und der
Presse feierlich eingeweiht und bei einem "Tag der offenen Tür"
den Bürgerinnen und Bürgern präsentiert.
Die Kosten für den Ausbau des Klärwerks Burg betrugen ca.
43 Millionen Euro. Damit wurde der von den Gremien des
Wupperverbandes festgelegte Kostenrahmen für die Ausbaumaßnahme eingehalten.
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Belebungsbecken (N-Elimination)
3 Rundbecken
Gesamtvolumen: V = 26.470 m3
BTS = 0,085 kg BSB5/kg TS*d
Nachklärung
3 Rundbecken
Gesamtoberfläche: A = 3.923 m2
Bio-P-Becken (P-Elimination)
2 Längsbecken (Umlaufgräben)
Gesamtvolumen: V = 7.394 m3
Flockungsfiltration (P-Elimination)
Filterflächen A = 300 m2, aufgeteilt auf 10 Felder
Abwasserreinigung
1 Einlaufbauwerk
2 Regenüberlaufbecken
Schlammbehandlung
11 Voreindicker
12 Zentrifugen
3
4
Rechen
Sandfang
5
6
13 Faulbehälter
14 Nacheindicker
Grobentschlammung
Bio - P - Becken
7
8
Belebungsbecken
Pumpwerk
15 Kammerfilterpresse
16 Gasbehälter
9 Nachklärbecken
10 Flockungsfiltration
17 Blockheizkraftwerk
18 Prozesswasserspeicher
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Herausgeber:
Druck:
Wupperverband, Untere Lichtenplatzer Straße 100, 42289 Wuppertal, Tel.: 0202 / 583-0
www.wupperverband.de, E-mail: [email protected]
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