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Beschreibung der Bauwerke

  1. REGENÜBERLAUFBAUWERK 
  2. ZULAUFMENGENMESSUNG      
  3. RECHENANLAGE 
  4. SANDFANG
  5. VORKLÄRBECKEN
  6. DENITRIFIKATIONSBECKEN 1
  7. ZWISCHENPUMPWERK 
  8. DENITRIFIKATIONSBECKEN   2 
  9. NITRIFIKATIONSBECKEN       
  10. VERTEILERBAUWERK
  11. NACHKLÄRBECKEN
  12. ABLAUFMESSSCHACHT
  13. PHOSPHATFÄLLSTATION        
  14. MASCHINELLE ÜBERSCHUSSSCHLAMMEINDICKUNG
  15. FAULBEHÄLTER
  16. SCHLAMMSPEICHER
  17. SCHLAMMENTWÄSSERUNG
  18. SCHLAMMLAGERPLATZ
  19. NIEDERDRUCKGASBEHÄLTER
  20. REGENÜBERLAUFBECKEN
  21. BETRIEBS- UND MASCHINENGEBÄUDE
  22. ELEKTRO- UND TRAFOGEBÄUDE

1. Regenüberlaufbauwerk

Die Kläranlage Nieder-Wöllstadt ist für eine maximale Zulaufwassermenge von 96 l/s (im Regenfalle) ausgelegt. Die darüber hinaus gehende Wassermenge kann zusätzlich maximal  245 l/s betragen und wird über das Regenüberlaufbauwerk in das Regenbecken abgeschlagen.

2. Zulaufmengenmessung

Im Zulauf der Kläranlage befindet sich eine Zulaufmengenmessung, die die Menge des ankommenden Abwassers registriert. Diese Messung erfolgt nach dem sogenannten Magnetisch-induktive Meßprinzip (MID). Wird die maximal zulässige Abwassermenge zur Kläranlage überschritten, z. B. während eines Regenereignisses, wird in dem davor liegenden Regenüberlaufbauwerk (siehe Pkt.1) der Zulaufschieber schrittweise gedrosselt, so daß eine Überschreitung der Zulaufwassermenge zur Kläranlage verhindert wird.

3. Rechenanlage

Die Rechenanlage besteht aus einem Siebrechen, der sämtliche Feststoffe größer als 5 mm  aus dem Abwasserstrom entnimmt und der nachgeschalteten Rechengutwaschpresse zuführt. Dort wird das Rechengut gepreßt, um den Wasseranteil zu verringern. Gleichzeitig werden organische Stoffe aus dem Rechengut herausgewaschen und wieder in den Abwasserstrom zur Kläranlage gegeben. Über ein Austragsrohr wird das Rechengut in einen Container abgeworfen und in regelmäßigen Abständen auf einer Hausmülldeponie entsorgt.

4. Sandfang

Nach der Rechenanlage durchströmt das Rohabwasser einen sogenannten belüfteten Langsandfang. Durch das Einpressen von Druckluft über gleichmäßig über die Länge angeordnete Druckluftleitungen wird das Abwasser belüftet. Aufgrund der geringen Fließgeschwindigkeit sinkt der im Abwasserstrom enthaltene Sandanteil zu Boden und wird von hier über ein kleines Bodenräumschild in einen Trichter geschoben. Von dort wird das Sand-Wasser-Gemisch einen Sandklassierer zugeführt, der sich im Rechengebäude befindet. Im Sandklassierer wird der Sand vom Wasser getrennt und ebenfalls in den Rechengutcontainer zur Entsorgung gefördert. Eine Wiederverwendung des geförderten Sandes ist aus hygienischen Gründen sowie den Fremdstoffanteilen, wie z. B. Obstkernen etc., nicht sinnvoll bzw. würde durch den sehr hohen technischen zusätzlichen Aufwand erfordern.
Die Belüftung im Sandfang verhindert, daß sich die leichteren organischen Schwebstoffe ebenfalls absetzen und mit dem Sand ausgetragen werden.

5. Vorklärbecken

Das Abwasser gelangt nun in das sogenannte Vorklärbecken. Durch die geringe Fließgeschwindigkeit sinken nun die organischen Schweb- und Feststoffe auf den Beckenboden und werden von hier über ein Bodenräumschild des Vorklärbeckenräumers in einen Trichter geschoben. Von hier gelangt dieser sogenannte Primärschlamm in einen Vorlageschacht am alten Betriebsgebäude und wird von hier mit Pumpen in den Faulbehälter gepumpt.
Da die sehr leichten Stoffe in der Vorklärung eine Schwimmdecke bilden, werden diese Schwimmstoffe mittels eines weiteren Räumschildes, das sich an der Wasseroberfläche befindet, in eine Rinne geschoben und von hier ebenfalls gemeinsam mit dem Bodenschlamm dem Faulbehälter zugeführt.

6. Denitrifikationsbecken 1

In dieser Stufe beginnt die eigentliche biologische Abwasserreinigung. Das nun mechanisch vorgereinigte Abwasser wird in dieser Stufe mit dem sogenannten Rücklaufschlamm vermischt. Weiterhin wird der sogenannte Rezirkulationswasserstrom aus der nachfolgenden Nitrifikationsstufe zugeführt. Der Rücklaufschlamm stellt die Belebtschlammasse dar und kommt aus den beiden Nachklärbecken. Hierbei handelt es sich nicht, wie man aufgrund der braunen Färbung vermuten könnte, um ?Schmutzwasser? sondern um eine hochaktive lebende biologische Menge an Bakterien und Kleinlebewesen, die die eigentliche Abwasserreinigung ermöglichen.
Normalerweise benötigt diese biologisch aktive Masse Luftsauerstoff zum atmen, jedoch sind bestimmte Bakterien in der Lage, den Sauerstoff aus den Nitratmolekülen (NO3) zu verwenden. Zu einer Umstellung der Luftatmung auf eine Nitratatmung sind die Bakterien nur bereit, wenn kein Sauerstoff zur Verfügung steht. Um diese Lebensbedingungen herzustellen, wird in diesem Becken gezielt auf eine Belüftung verzichtet. Lediglich ein großes Rührwerk in der Mitte des Beckens sorgt für eine intensive Umwälzung und Durchmischung, jedoch ohne damit Sauerstoff einzutragen.
Normalerweise befinden sich im Rohabwasser nur sehr geringe Mengen an Nitrat, der hauptsächliche Anteil des Stickstoffes liegt in Form von Ammonium (NH4) vor. Dieses Ammonium wird in der nachfolgenden Nitrifikationsstufe in Nitrat umgewandelt. Nach dieser Umwandlung wird nun das nitratreiche Abwasser wieder in die davor liegende Denitrifikationsstufe zurückgeführt, d. h. das Wasser wird somit bis zu drei mal im Kreislauf geführt, man spricht deshalb von der sogenannten Rezirkulation.
Eine Anordnung der Denitrifikation nach der Nitrifikation wäre vom Ablauf der biologischen Umsetzungsprozesse sicherlich sinnvoll jedoch benötigen die Bakterien zur Denitrifikation eine große Menge (Konzentration) an Kohlenstoffverbindungen (C-) wie z.B. Kohlenhydrate, Zucker, Stärke etc., die nach der Nitrifikation nur noch in sehr geringem Maße im Abwasser enthalten ist.
Bei Kläranlagen, bei denen die Denitrifikation nach der Nitrifikation angeordnet ist, muß deshalb Kohlenstoff künstlich zugegeben werden. Bei diesen Anlagen wird im Allgemeinen als Kohlenstoffquelle Methanol zugegeben. Da diese Zugabe sehr kostenintensiv ist, wird dieses Anlagenkonzept nur in Ausnahmefällen angewandt.
Aus dem Vorgenannten ist nun festzustellen, daß für die Denitrifikation, d. h. die Aufspaltung des Nitrates (NO3) in Stickstoff (N2) und Sauerstoff (O2) im wesentlichen folgende Bedingungen gegeben sein müssen:

1.    Kohlenstoff:   Dies ist in der Regel im ausreichender Menge im   Rohabwasser enthalten.

2.  Nitrat:  Dies wird in der nachfolgenden Nitrifikationsstufe gebildet und über die Rezirkulation zurückgefördert und steht somit für die Bakterien zur Verfügung.

3.  Bakterien, die die Nitrifikation durchführen

     Diese werden auch Nitrifikanten genannt. Die wesentlichsten Vertreter sind Nitrosomonas und Nitrobacter.

 

7. Zwischenpumpwerk

Im Zwischenpumpwerk wird das Abwasser gemeinsam mit dem Rezirkulations- und Rücklaufschlamm der zweiten Denitrifikationsstufe zugeführt.

8. Denitrifikationsbecken   2

Bei der Erweiterung der Kläranlage Nieder-Wöllstadt ergab sich die Notwendigkeit eines zweiten Denitrifikationsbeckens, da das alte Belebungsbecken, das nun als Denitrifikationsstufe genutzt wird, nicht ausreichend groß war und somit durch ein zusätzliches Becken ergänzt werden mußte.
Verfahrenstechnisch ist eine Aufteilung in verschiedene Denitrifikationsbecken im allgemeinen  nicht erforderlich. Die Aufteilung in zwei Beckenstufen ermöglicht jedoch z. B. die Nutzung des zweiten Beckens als Nitrifikations- oder Denitrifikationsbecken je nachdem, welche Betriebsbedingungen gerade vorliegen.

9. Nitrifikationsbecken

In der sogenannten Nitrifikationsstufe erfolgt eine intensive Durchmischung des bereits teilgereinigten Abwassers mit dem Rücklaufschlamm, d. h. der sogenannten ?biologischen Masse? unter Zugabe von Luftsauerstoff.
Für die Bakterien sind somit ideale Voraussetzungen gegeben, um die organischen Verbindungen des Abwassers zum Zellwachstum, d. h. Vermehrung und Zellteilung zu nutzen. Am Ablauf der Nitrifikationsstufe weist das Abwasser nach wie vor eine sehr dunkelbraune Färbung auf und wirkt somit eigentlich noch wesentlich schmutziger als das Abwasser des Zulaufs zur Kläranlage. Diese dunkle Farbe ist jedoch ausschließlich auf den hohen Bakterienanteil zurückzuführen. Das Wasser selbst hat bereits Ablaufqualität. Dreiviertel des Abwasserstromes aus dem Ablauf der Nitrifikation wird, wie bereits erwähnt, als Rezirkulation der ersten biologischen Stufe der Denitrifikation zugeführt um die Bakterien mit ausreichend Nitrat zu versorgen, das sich in der Nitrifikationsstufe bildet.

10. Verteilerbauwerk

Das nun bereits biologisch gereinigte Abwasser gelangt gemeinsam mit der Belebtschlamm-masse (Bakterien) aus der Nitrifikationsstufe in das Verteilerbauwerk. Von hier erfolgt lediglich eine gleichmäßige Verteilung auf die beiden Nachklärbecken 1 und 2. Da die Becken  in Nieder-Wöllstadt unterschiedliche Größen aufweisen, erfolgt eine Verteilung im Verhältnis 40 % zu 60 %. Das größere der beiden Nachklärbecken wurde im Zuge der Kläranlagenerweiterung neu errichtet.

11. Nachklärbecken

Das gereinigte Abwasser gelangt über das Mittelbauwerk gleichmäßig verteilt in das Nachklärbecken. Durch die sehr lange Aufenthaltszeit sinkt die Belebtschlammasse langsam zu Boden und wird von dort über ein Bodenräumschild dem Mitteltrichter zugeführt. Von dort gelangt diese über die sogenannten Rücklaufschlamm-Meßschächte zurück in die Denitrifikationsstufe.
Das überstehende Klarwasser wird über die Ablaufrinnen gleichmäßig abgeleitet.
Da sich auf der Nachklärbeckenoberfläche ebenfalls leichte Bakterien und sonstige Schwimmstoffe sammeln können, sind diese Becken ebenfalls mit einer Schwimmstoffsammelrinne ausgerüstet.

12. Ablaufmeßschacht

Der Ablaufmeßschacht ist die letzte Station des Abwassers auf der Kläranlage. Neben der abfließenden Menge erfolgt eine kontinuierliche Messung z. B. der Temperatur und des PH-Wertes sowie eine Probeentnahme, d. h. das Abwasser wird in gleichmäßigen Portionen automatisch in Plastikflaschen abgefüllt und kann somit vom Personal täglich auf die Inhaltsstoffe untersucht werden.

13. Phosphatfällstation

Die Belebungsbecken dienen, wie bereits beschrieben, hauptsächlich der Entnahme von Kohlenstoff-und Stickstoffverbindungen aus dem Abwasser. Ein weiterer ?Störstoff? im Abwasser ist das Phosphat.
Dieser Stoff kann nur sehr schwierig mit Hilfe biologischer Prozesse aus dem Abwasser entnommen werden, deshalb wird dieser Stoff auf chemischem Weg aus dem Abwasser entfernt. Chemisch wird dieser Prozeß als Fällung bezeichnet, d. h. eine flüssige Eisenchloridverbindung (FeCl3) wird dem Abwasser zugegeben. Das im Abwasser vorhandene Phosphat bildet eine chemische Verbindung mit dem Eisenchlorid und wird gleichzeitig von dem flüssigen in den festen Zustand überführt, so daß es mit dem Überschußschlamm aus dem Verfahrensprozeß entnommen werden kann.

14. Maschinelle Überschußschlammeindickung

Wie bereits erwähnt, handelt es sich bei der biologischen Abwasserreinigung um ideale Bedingungen für die beteiligten Bakterien, d. h. es findet ein sehr rasches Wachstum und eine rasche Vermehrung der Bakterien statt. Da innerhalb des biologischen Abwasserreinigungsprozesses nur eine gewisse Menge an Belebtschlamm benötigt wird, wird dessen zusätzlich gewachsener Anteil täglich aus dem System entfernt. Dies geschieht durch die Entnahme eines Teilstromes des Rücklaufschlammes, der als sogenannter Überschußschlamm entnommen wird. Über eine Siebanlage erfolgt eine Aufkonzentration dieser Bakterienmasse. Diese wird mittels Pumpen zur weiteren Behandlung in den Faulbehälter geleitet.

15. Faulbehälter

Im Faulbehälter befindet sich nun der Primärschlamm aus dem Vorklärbecken und der Überschußschlamm (auch Sekundärschlamm genannt) aus der biologischen Stufe bzw. dem Nachklärbecken. Durch eine ausreichende Aufenthaltszeit von 13 ? 18 Tagen wird dieser ehemals biologisch aktive Schlamm ausgefault und verliert somit seine biologische Aktivität. Dieser Faulungsprozeß erfordert eine gleichmäßige Faulraumtemperatur von ca. 36 °C und einer ausreichenden Durchmischung. Dies geschieht auf der Kläranlage Nieder-Wöllstadt mit einem ca. 11 m (!) langen Rührwerk. Bei diesem Faulprozeß entsteht das sogenannte Klärgas, das im wesentlichen aus Methan und Kohlendioxid besteht.

16. Schlammspeicher

Nach der Ausfaulung im Faulbehälter gelangt der Schlamm in den Schlammspeicher und wird hier bis zur weiteren Behandlung (Entwässerung) zwischengespeichert. Dieser Behälter stellt somit einen Puffer dar, da aus dem Faulbehälter ein möglichst gleichmäßiger Abzug des Schlammes erfolgen sollte, um den Prozeß nicht merklich zu stören. Da die weitere Schlammentwässerung an die Dienstzeiten des Personals gekoppelt ist, ist eine Zwischenspeicherung z. B. am Wochenende oder während Reparaturarbeiten der Entwässerungsaggregate  erforderlich.

17. Schlammentwässerung

Die Schlammentwässerung der Kläranlage Nieder-Wöllstadt wird mittels einer sogenannten Zentrifuge durchgeführt. Hierbei handelt es sich um eine Schneckentrommel, die mit sehr hoher Drehzahl gefahren wird und somit den Schlamm mittels Zentrifugalkraft vom Wasser abtrennt. Um diesen Vorgang zu verbessern, werden Flockungsmittel vor dem Eintritt in die Zentrifuge dem Schlamm beigemischt.
Das überstehende Filtratwasser gelangt in einen Filtratschacht und wird von hier dem Zulauf der Kläranlage zugegeben.
Der Schlamm im Austrag der Zentrifuge weist bereits eine krümelige Struktur auf, der Feststoffgehalt beträgt ca. 20 - 30 %, d. h. die ausgetragene Masse besteht nach wie vor zu ca. 75 % aus Wasser.

18. Schlammlagerplatz

Der Schlammlagerplatz dient zur Zwischenlagerung des entwässerten Schlammes, der täglich, zumindest werktäglich, auf der Kläranlage Nieder-Wöllstadt anfällt. Die Schlammlagerfläche ist so bemessen, daß ungefähr die Schlammenge eines ganzen Jahres zwischengelagert werden kann. Dies ist erforderlich, da die landwirtschaftliche Verwertung nicht ganzjährig sondern nur zu bestimmten Jahreszeiten erfolgen kann. Da sich der ausgefaulte und entwässerte Schlamm für die Bodenverbesserung und die Nährstoffversorgung der Landwirtschaft sehr gut eignet, erfolgt nach wie vor eine landwirtschaftliche Verwertung.
In regelmäßigen Abständen wird neben dem Abwasserstrom selbstverständlich auch der Klärschlamm auf seine Inhaltsstoffe und Schadstoffe untersucht, um eine negative Beeinträchtigung der landwirtschaftlichen Flächen und der Umwelt zu verhindern.
Der Klärschlamm der Kläranlage Nieder-Wöllstadt entspricht in seiner Zusammensetzung und seinem Schadstoffgehalt der hohen Anforderungen der Klärschlammverordnung und ermöglicht somit eine Rückführung in den Nährstoffkreislauf, d. h. eine landwirtschaftliche Verwertung.

19. Niederdruckgasbehälter

Das im Faulbehälter anfallende Gas ist brennbar und kann zu Heizzwecken genutzt werden. Um ein unnützes Abfackeln zu vermeiden, wird dieses Gas in einem Niederdruckgasbehälter gespeichert und dient somit zur Versorgung der gesamten Heizungsanlage der Kläranlage. Da der Faulbehälter ständig auf einer Betriebstemperatur von ca. 36 °C gehalten werden muß, ist ganzjährig ein Betrieb der Heizungsanlage erforderlich, so daß auch in den Sommermonaten eine Gasverwertung erfolgen kann.
Der Niederdruckgasbehälter besteht im Inneren aus einem Kunststoffsack, in dem das Gas drucklos bzw. mit sehr geringem Druck eingeleitet wird. Trotz seiner Größe ist der Gasbehälter lediglich in der Lage, den Gasanfall von ca. 1 - 2 Tagen zu speichern. Eine längere Speicherung hätte einen wesentlich größeren Gastank bzw. eine Gasverdichtungsanlage erforderlich gemacht, was jedoch für die Größe der Kläranlage Nieder-Wöllstadt unwirtschaftlich ist. Bei gefülltem Gasbehälter entspricht der Inhalt dem Heizwert von ca. 140 l Heizöl, eigentlich einer sehr geringen Menge. Durch den täglichen Anfall dieser Heizenergie läßt sich jedoch trotzdem ein nicht unerheblicher Anteil an Heizkosten sparen.

20. Regenüberlaufbecken

Unter Pkt. 1 Regenüberlaufbauwerk wurde bereits erwähnt, daß bei einem größerem Regen-Ereignis nicht die gesamte Wassermenge der angeschlossenen Orte auf der Kläranlage behandelt werden kann und eine Teilmenge über das Regenüberlaufbauwerk in das Regenbecken abgeschlagen wird. In diesem Becken erfolgt eine mechanische Teilreinigung dadurch, daß sich die Schwebstoffe am Boden des Beckens absetzen können und nur das einigermaßen feststofffreie Abwasser der Nidda zugeführt wird. Im Hochwasserfall der Nidda erfolgt dies mit Hilfe eines Hochwasserpumpwerkes.
Nach dem Regen-Ereignis wird das Becken vollständig entleert und gemeinsam mit dem Bodenschlamm dem Zulauf zur Kläranlage zugegeben und steht somit beim nächsten Regen-Ereignis wieder mit seinem gesamten Volumen zur Verfügung.

21. Betriebs- und Maschinengebäude

Im Betriebs- und Maschinengebäude der Kläranlage Nieder-Wöllstadt sind die Schaltwarte, das Labor, ein Aufenthaltsraum, die Schlammentwässerungsanlage und eine Werkstatt untergebracht.
Im Untergeschoß befinden sich die Sozialräume, die Räume der Elektrotechnik sowie der Gebläse, die die Belebungsanlage und den Sandfang mit Sauerstoff versorgen.

22. Elektro- und Trafogebäude

Im Elektro- und Trafogebäude ist die Elektrotechnik, bestehend aus Trafoanlage, Mittel- und Niederspannungsanlage untergebracht. Zusätzlich befindet sich in einem Nebenraum ein Notstromaggregat. Dies ist erforderlich, damit bei einem, auch kurzzeitigem, Stromausfall die Kläranlage weiter betrieben werden kann. Selbst bei einem Stromausfall von nur 10 Minuten hätte dies ohne Notstromaggregat durch die fehlenden Pumpen einen Rückstau des Abwassers bis in die Ortslage und ein Überlaufen einzelner Becken zur Folge. Um diese zu verhindern, ist ein Notstromaggregat vorhanden und kann im Bedarfsfall sämtliche unbedingt benötigte Aggregate mit Strom versorgen.

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Aktuelles
 

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Veranstaltungen
 
29.06.2017
Info-Nachmittag VdK Nieder-Wöllstadt
30.06.2017
Bunte Sommerferienschau
01.07.2017 - 02.07.2017
Dorffest
 

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