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Die Kläranlage – mechanische Reinigung

Im Artikel ,,Die Kläranlage – wie schmutziges Wasser sauber wird‘‘ kannst du nachlesen, wie eine Kläranlage funktioniert.

In diesem Artikel werden wir uns genauer mit der Bedeutung und dem Ablauf der mechanischen Reinigung in Kläranlagen beschäftigen. Sie ist die erste Reinigungsstufe im ganzen Prozess.

Warum ist die mechanische Reinigung notwendig?

Die mechanische Reinigung stellt den ersten Schritt in einem mehrstufigen Klärprozess dar. Ihr Ziel ist es, größere Feststoffe aus dem Abwasser zu entfernen, um die nachfolgenden Behandlungsschritte effizienter zu gestalten. Unter groben Verunreinigungen versteht man Steine, Äste oder unerwünschten Abfall wie Feuchtigkeitstücher oder sonstige Hygieneartikel. Dieser grobe Schmutz muss unbedingt entfernt werden, denn er kann die Pumpen und Rohrleitungen der Kläranlage beschädigen und somit den weiteren Klärprozess beeinträchtigen.

Ablauf der mechanischen Reinigung

Die mechanische Reinigung erfolgt in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten:

Rechenanlage

Das gesammelte Abwasser gelangt in einem ersten Schritt in die Einlasssektion der Rechenanlagen, normalerweise über Rohrleitungen oder Kanäle. Dabei wird die Geschwindigkeit des einströmenden Abwassers kontrolliert, um eine gleichmäßige Verteilung über die Rechenoberfläche zu gewährleisten. Die Rechenanlage ist wie eine Barriere aus Stäben oder Gittern. Sie sind so aufgestellt, dass sie größere Feststoffe zurückhalten, während das Abwasser hindurchfließen kann. So können gröbere Verunreinigungen wie Äste oder Blätter, aber auch Plastikteile, die nichts im Abwasser zu suchen haben, zurückgehalten werden. In moderneren Rechenanlagen sind automatische Reinigungseinrichtungen integriert. Das können Räumschilder oder rotierende Bürsten sein. Sie entfernen die auf den Rechenoberflächen angesammelten Feststoffe und transportieren diese zu einem Auffangbehälter, in dem die groben Verunreinigungen gesammelt werden. Der Auffangbehälter wird in regelmäßigen Abständen entleert und die gesammelten Feststoffe werden für eine weitere Behandlung oder Entsorgung vorbereitet.

Sand- und Fettfang

Der Sand- und Fettfang ist ebenfalls eine wichtige Etappe in Kläranlagen. Sie kommt nach der Rechenanlage undspielt eine wichtige Rolle bei der Entfernung von Sand, Kies, Fetten und Ölen, die sich im Abwasser befinden.

Nachdem das Abwasser die Rechenanlagen durchlaufen hat, gelangt es in den Sand- und Fettfang. In dieser Phase wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers reduziert, um eine effektive Abscheidung der Stoffe zu ermöglichen. Aufgrund der verringerten Fließgeschwindigkeit können sich nun Sand und Kies aus dem Wasser am Boden des Beckens absetzen. Diese Feststoffe sind schwerer als Wasser und sinken daher auf den Boden. Da Öl und Fett jedoch eine geringere Dichte als Wasser besitzen, schwimmen sie auf der Oberfläche des Wassers. Der angesammelte Sand am Boden des Fangs wird regelmäßig entfernt und kann je nach Zusammensetzung für verschiedene Zwecke weiterverwendet werden. Ansonsten wird er entsorgt. Fette und Öle, die an der Wasseroberfläche gesammelt wurden, können entfernt und angemessen entsorgt werden.

Experiment

Wie sich der Sand und das Öl vom Wasser trennen kannst du auch selbst ausprobieren.

Nimm eine leere Plastikflasche. Fülle diese mit Wasser, Öl und Sand. Schließe die Flasche. Nun schüttele den Inhalt kräftig und stell die Flasche danach ruhig auf den Tisch. Was kannst du beobachten?

Vorklärung

Nach den Rechenanlagen und dem Sand- und Fettfang gelangt das Abwasser nun in den Bereich der Vorklärung. Hier wird die Strömungsgeschwindigkeit weiter reduziert, um die Sedimentation (=Absinken von Stoffen auf den Beckenboden) von schweren Partikeln zu fördern. In der Vorklärung setzt sich grober Schlamm, der in den vorherigen Stufen nicht entfernt wurde, auf dem Boden des Beckens ab. Durch die Schwerkraft sinken die Feststoffe allmählich auf den Beckenboden. Fäkalien oder Papier setzen sich im Vorklärbecken als „absetzbare Stoffe“ ab oder schwimmen in manchen Fällen an der Oberfläche. Die festen, abgesetzten Bestandteile bezeichnet man auch als Primärschlamm. Dieser Klärschlamm wird in der Regel zu weiteren Behandlungen und Entsorgung geleitet.

Das mechanisch geklärte Abwasser, das sich oben in der Vorklärung befindet, wird in der Regel über eine Überlaufkante abgeführt und gelangt in die nächste Phase des Klärprozesses, nämlich die biologische Reinigungsstufe. Diese wird in einem weiteren Artikel ausführlich erklärt.

Herausforderungen

Die mechanische Reinigung in Kläranlagen ist ein entscheidender Schritt im Abwasserbehandlungsprozess. Allerdings sind damit auch bestimmte Herausforderungen verbunden. Eine davon besteht in der effektiven Entfernung von sehr feinen Partikeln und Mikroplastik. Diese feinen Partikel können leider in herkömmlichen Rechenanlagen leicht übersehen werden. Außerdem besteht Verstopfungsgefahrbei den Rechen und Sieben. .. Insbesondere bei stark belastetem Abwasser können sich grobe Verunreinigungen schnell ansammeln und die Mechanismen blockieren. Des Weiteren kann der Energieverbrauch für die mechanische Reinigung sehr hoch sein, wenn zum Beispiel Pumpen und Zerkleinerungseinrichtungen betrieben werden. Eine verbesserte Energieeffizienz ist eine fortlaufende Herausforderung. Mechanische Einrichtungen unterliegen einem gewissen Verschleiß und erfordern daher regelmäßige Wartungen. Ein hoher Wartungsaufwand kann die Betriebskosten erhöhen und die Anlagenverfügbarkeit beeinträchtigen.

Fazit

Die mechanische Reinigung in Kläranlagen ist nicht nur ein einfacher Schritt im Abwasserbehandlungsprozess, sondern spielt eine entscheidende Rolle beim Umweltschutz. Eine detaillierte Analyse des Ablaufs und die damit verbundenen Herausforderungen verdeutlichen, wie wichtig dieser Prozess ist, um die Effizienz der Kläranlagen zu steigern und gleichzeitig umweltfreundliche Vorgehensweisen zu ermöglichen.