DER WEG DES ABWASSERS - Die Kläranlage der Hansestadt Uelzen - Abwasserzweckverband Uelzen
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DER WEG DES ABWASSERS Die Kläranlage der Hansestadt Uelzen
ABWASSER
ABWASSERKANÄLE
Über ein Misch- und Schmutzwasserkanalnetz von rd. 220 km Pro Tag werden der Kläranlage - je nach Wetterlage und Jahres-
wird das Abwasser der Hansestadt Uelzen und der Ortsteile zu zeit - zwischen 8.000 m³ und 18.000 m³ Abwässer zugeleitet und
unserer Kläranlage geleitet. Fast alle Grundstücke sind an das Ab- müssen dort gereinigt werden. Die Anlage ist für eine Kapazität
wassernetz und damit an die zentrale Abwasserreinigungsanlage von 98.000 Einwohnerwerte (EW) (häusliches und gewerbliches
im Norden der Stadt angeschlossen. Die unzähligen Kanäle in je- Abwasser) ausgebaut. Die Kläranlage Uelzen wurde 1963 erstma-
der Straße münden in drei große Abwasserkanäle (Hauptsamm- lig als mechanisch-biologische Kläranlage in Betrieb genommen
ler) bevor das Abwasser zur Kläranlage gelangt. Dies sind: und ist im Laufe der Jahre ständig an den aktuellen Stand der
Technik und die gesetzlichen Anforderungen angepasst worden
Industriesammler (siehe auch Bild „Kläranlage 1960 – 2020“).
Stadtsammler (Uelzen-West)
Stadtsammler „rechts der Ilmenau“ (Uelzen-Ost) Mit dem heutigen Ausbauzustand verrichtet die Uelzener Kläran-
lage ihre Aufgabe der Abwasserreinigung auf hohem Niveau und
Aufgrund des Transportwegs und der Höhenverhältnisse muss leistet damit einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz.
das Abwasser angehoben werden. Dafür sind im Kanalnetz 44
Pumpstationen über das Stadtgebiet verteilt.
Bauentwurf Kläranlage Stadt Uelzen 1960
© 2017
ÜBERSICHTSPLAN
ÜBERSICHTSPLAN 33
Hauptsammlereinzugsgebiete
Hauptsammlereinzugsgebiete
Hauptsammlereinzugsgebiete
Hauptsammlereinzugsgebiete
zurzur Kläranlage
Kläranlage
Kläranlage
Kläranlage
Industriesammler
Industriesammler
Stadtsammler
Stadtsammler Uelzen-West
Uelzen-West
Stadtsammler
Stadtsammler Uelzen-Ost
Uelzen-Ost
Hauptpumpwerk
Hauptpumpwerk
BIOLO
MECHANISCHE REINIGUNG BIOLOGISCHE REINIGUNG
Durch ein Schneckenpumpwerk (1) wird das ankommende Ab- Über ein Verteilerbauwerk (11) gelangt das Abwasser in die drei
SCHE
wasser über rd. 6 m angehoben. Damit ist die Kläranlage vor Belebungsbecken (13) (14) (18). Durch das Belüften mit Sauerstoff
Hochwasser der Ilmenau geschützt und das Abwasser kann im über eine Gebläsestation (37) und das Durchfließen von sauer-
Freigefälle ohne weitere Pumpvorgänge nahezu alle Reinigungs- stoffreichen und sauerstoffarmen Zonen werden Billionen Mik-
stufen durchfließen. Im ersten Reinigungsschritt entfernen voll- roorganismen (Belebtschlamm) angeregt, die organischen Abwas-
automatische Rechen (2) die Grobstoffe wie Toilettenpapier und serinhaltsstoffe (Kohlenstoffe) sowie die Nährstoffe Stickstoff und
Fäkalien, Stoff- und Essensreste, Hygieneartikel usw. Phosphor abzubauen. Für den Phosphatabbau kann die dosierte
Zugabe von Chemikalien, die sogenannten Fällmittel (z.B. Metall-
Im nachfolgenden Sand-/Fettfang (3) setzen sich die mitgeführten salze), notwendig werden. Durch den ständigen Nachschub mit
Bestandteile aus dem Kanalnetz (Sand, Splitt und Speisefette) ab neuem Abwasser aus dem Vorklärbecken, sowie durch die Rück-
und werden zum Großteil in der Rechenhalle ausgewaschen. Die führung des sogenannten Rücklaufschlamms aus dem Nachklär-
entsprechenden Rückstände können so wiederverwertet bzw. becken, werden die Bakterien optimal mit Nahrung versorgt und
fachgerecht entsorgt werden. Der ausgewaschene Sand kann können so ihre Arbeiten verrichten.
z.B. im Straßenbau Wiederverwendung finden, wenn bestimmte
Grenzwerte eingehalten werden. Das Abwasser fließt weiter in
das Vorklärbecken (4). Dort setzen sich die ungelösten Schlamm-
teilchen des Abwassers am Boden ab, werden über eine Räu- Belüftetes Belebungsbecken
meinrichtung abgeschoben und als energiereicher, sogenannter
Primärschlamm in die Faulbehälter (25) gepumpt (22). Durch die
mechanische Reinigungsstufe wird rd. 1/3 der Verschmutzungen
im Abwasser entfernt, sodass es überwiegend nur noch gelöste
Stoffe enthält.
Zulaufschneckenförderung Kläranlage
Ablauf Nachklärbecken
BIOLOGISC
In diesem „Herzstück“ unserer Kläranlage (Biologie) wird ein we- Hier setzt sich der Belebtschlamm vom gereinigten Abwasser ab.
REINIGUNG
sentlicher Beitrag zum Erhalt der Gewässerqualität der Ilmenau Über Räumvorgänge wird der abgesetzte Schlamm in den Trich-
geleistet. Stickstoffverbindungen, die in das Gewässer gelangen tern der Nachklärbecken gesammelt und zum Teil als Rücklauf-
würden, können dort Sauerstoffmangel verursachen und damit schlamm zur Aufrechterhaltung des biologischen Prozesses
das Gleichgewicht im Lebensraum Wasser zerstören. Phosphate, wieder den Belebungsstraßen zugeleitet (17) (19). Die Restmen-
die vorwiegend in Reinigungsmitteln enthalten sind, fördern wie- ge wird als Überschussschlamm der Schlammbehandlung zu-
derum das Algenwachstum, was im Extremfall zum „Umkippen“ geführt. Das überstehende, saubere Wasser aus dem Nachklär-
eines Gewässers führen kann. becken wird über ein Messgerinne (21) direkt in die Ilmenau
Nach den biologischen Prozessen wird das Abwasser über ein geleitet. Im Ablaufkanal werden Abwassermengen und Analyse-
Zwischenpumpwerk (15) und Verteilerbauwerk (44) in die Nach- daten über Schadstoffe (u.a. Stickstoff und Phosphor) ständig auf
klärbecken (16) (45) gehoben. die Einhaltung der gesetzlichen Werte überwacht (20).
O
N
S
W
Bauphasen Lageplan
au
en
Ilm
21
103 8
9
18 20
102
19 10
46 11 37
40
101
15 24 14 22 28
7 35
13 29
17 26 23 36 28
4
6 LEGENDE:
3 38
27
39
25 31 Bestand 1964 - 1970
16 44 25 2
12
32 33 Erweiterung 1971 - 1980
47 41
30
34 Erweiterung 1981 - 1990
1 5 43
45 42
Erweiterung/Sanierung 1991 - 1998
Erweiterung/Sanierung 1999-2000
Erweiterung/Sanierung 2001-2010
Erweiterung/Sanierung 2011-2015
Erweiterung/Sanierung 2016-2020
Mechanische Stufe Biologische Stufe Schlammbehandlung Allgemeine Bauwerke
Kommunal-/ Industrieabwasser Mischwasserbehandlung 10 Zulaufmessung Biologie 16 Nachklärbecken 1 22 Primärschlammpumpwerk 30
E-Verteilung Werkstatt OPTION / Ausbaureserve
(Hauptverteilung)
1 Zulaufpumpwerk 6 Abschlagsbauwerk 11 Kreisverteiler BB1/BB2/BB3 17 RS-Messschacht 23 Fettannahmeschacht 31 Sozialgebäude u.Warte mit E-Verteilung 101 Zentratwasserbehandlung
Belebungsstraßen (Niederspannung)
2 Rechengebäude 7 Regenrückhaltebecken 12 Zulaufmessung BB1 45 Nachklärbecken 2 24 Überschußschlammeindickung 32 Werkstatt, Heizung und Notstrom 102 Biofiltration mit Zwischenpumpwerk
3 Sand-und Fettfang 8 Regenwasserpumpwerk 13 Belebungsbecken 1 19 RS-Verteiler 25 Faulturm 1 und 2 33 Laborgebäude 103 Filtration mit Zwischenpumpwerk
Faulbehälter mit Maschinenhaus und Eindicker
4 Vorklärbecken 9 Messschacht am Regenwasserpumpwerk 14 Belebungsbecken 2 20 Analyse-Messstation 26 Faulgasspeicher und Fackel 34 BHKW-Gebäude
5 Pumpwerk Industriezulauf 18 Belebungsbecken 3 21 Venturi-Messgerinne am Ablauf 27 Schlammentwässerung 35 Kanalsandlager/Klärschlammlager
40 Vorklärbecken (außer Betrieb) 15 Zwischenpumpwerk 37 Gebläsestation 28 Faulschlammspeicher 1 und 3 36 Lagergebäude
46 Zulaufmessung BB3 38 Fällmitteldosierstation 29 Trübwasserbehälter
44 Nachklärbeckenverteiler 39 Schlammwärmetauscher
41 Co-Vergärung Vorlagebehälter
42 Therm. chem. Desintegration ABWASSERZWECKVERBAND UELZEN
Kläranlage Uelzen 1960 - 2020
43 MAP-Fällung Bauphasen - Übersichtsplan
47 Schlammspeicher
SCHLAMM
SCHLAMMBEHANDLUNG ENERGIEERZEUGUNG
Der „überschüssige“ Schlamm aus den Nachklärbecken wird als Beim Faulprozess in den Faultürmen werden die organischen Sub-
BEHAND
sog. Überschussschlamm abgezogen, entwässert (24) (“einge- stanzen zersetzt und es entsteht u.a. Methangas. Dieses Gas wird
dickt“) und in die beheizten Faulbehälter (25) gepumpt. Bei einer in einen Gasbehälter (26) zwischengespeichert und anschließend
Temperatur von rd. 37° C und ohne Luftzufuhr wird der Schlamm in einem Blockheizkraftwerk (34) über zwei Gasmotoren (360 KW
gemeinsam mit dem energiereichen Primärschlamm aus der Vor- Leistung) in elektrische und thermische Energie (Strom und Wärme)
klärung - bei ständiger Umwälzung - ausgefault. Aus den beiden umgewandelt. Mit der entstehenden Abwärme aus dem Blockheiz-
Faultürmen (Faulraumvolumen insgesamt 6.000 m³) wird der Faul- kraftwerk werden die Betriebsgebäude sowie die Faultürme beheizt
schlamm über Speicherbehälter (28) in die Schlammentwässerung und der Wärmebedarf der Kläranlage fast zu 100% gedeckt.
(27) geleitet. Mit dem erzeugten Strom kann z.Zt. der Energiebedarf der gesam-
Über zwei Zentrifugen wird hier der Schlamm unter Zugabe von ten Kläranlage gedeckt werden, womit die Kläranlage als „energie-
Hilfsstoffen entwässert. Es entsteht eine krümelige, braun schwar- autark“ eingestuft werden kann. Der produzierte überschüssige
ze Substanz, die durch ihren hohen Nährstoffgehalt ein vorzügli- Strom wird in das lokale Stromnetz eingespeist.
cher Dünger in der Landwirtschaft ist und hier bedarfsgerecht -
unter ständiger Kontrolle - verwertet werden kann. Der Bau und die Installation einer „Thermisch-Chemischen Desinte-
gration“ (42) zur Behandlung des Überschussschlammes (Aufheizen
Vor der Entwässerung des Klärschlamms wird in der Kläranlage des Schlamms auf bis zu 70° C und Zugabe von Lauge) hat den ver-
Uelzen gezielt Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP oder auch fahrenstechnisch vermehrten Abbau der organischen Substanzen
Struvit genannt) aus dem Faulschlamm ausgefällt (43). Ablagerun- im Faulturm zur Folge und dient damit der Steigerung der Methan-
gen (Kristallisationen) in den Schlammrohrleitungen können so gasausbeute aus den beiden vorhandenen Faultürmen. Damit ist
vermieden werden. Zusätzlich wird ein hochwertiger Grundstoff eine optimale Gasversorgung des Blockheizkraftwerkes und Ener-
zur Düngemittelerzeugung erzeugt und kann der Vermarktung zu- gieversorgung der Kläranlage sichergestellt.
geführt werden.
MAP-Fällung Faultürme Kläranlage
Klärschlammabwurf zur landwirtschaftlichen Verwertung
KLÄRANLAGE UELZEN VERFAHRENSFLIESSBILD
INNOVATI-
INNOVATIONEN FAZIT UND AUSBLICK
Um die Reinigungsqualität und Verfahrensstabilität sowie die Wirt- Mit den getätigten Investitionen der letzten Jahre auf der Kläran-
ONEN
schaftlichkeit der Kläranlage zu verbessern, wurden in den vergan- lage Uelzen ist der Abwasserzweckverband Uelzen für die Zukunft
genen 10 Jahren nachfolgende maßgebliche Umbau- und Erneue- bestens gerüstet. Sowohl in energetischer (Energieeinsparung und
rungsmaßnahmen durchgeführt: –erzeugung) als auch leistungstechnischer Hinsicht (Ausbau der
Kläranlage auf 98.000 Einwohnerwerte und damit gewachsenen
» Bau eines Blockheizkraftwerkes zur Verstromung des Klärgases Aufnahmekapazitäten in der Abwasserbehandlungsanlage durch
und damit Reduzierung des Energieeinkaufs (2006). Erweiterung mögliche Gewerbeansiedlungen oder –erweiterung) ist die Kläran-
der Leistungsfähigkeit der Maschinentechnik im Jahr 2014 (34) lage Uelzen für die kommenden Jahre gut aufgestellt.
» Hochwassersicherheit durch Neubau der mechanischen Reini- Die verschärften Regelungen in der Klärschlamm- und Düngemit-
gungsstufe mit gleichzeitiger Reduzierung von Energie- und Ent- telverordnung für die landwirtschaftliche Klärschlammverwertung
sorgungskosten (2008 / 2009) („Gute landwirtschaftliche Praxis“ seit über 30 Jahren) kann für die
Kläranlage Uelzen bedeuten, dass andere Wege der Entsorgung ge-
» Austausch der Belüftungstechnik in der biologischen Reinigungs- sucht werden müssen (z.B. Verbrennung des Klärschlammes). Wei-
stufe zur Energieeinsparung und zur Verbesserung der Reini- tere Investitionen zur logistischen Klärschlammminimierung wären
gungsergebnisse (2009 / 2010) dann möglich (Trocknung).
Des Weiteren diskutiert der Gesetzgeber aktuell und in den letzten
» Neubau der Überschussschlammeindickung (Schlammvorbehand- Jahren die Forderung nach einer 4. Reinigungsstufe ab bestimmten
lung) zur Reduzierung des Stromverbrauches und Einsparung von Größenklassen auf den Kläranlagen. Dies betrifft die Medikamen-
Hilfsstoffen zur Entwässerung des Schlammes (2011) (24). tenrückstände im Abwasser und damit die derzeitige Belastung der
Oberflächengewässer mit Spurenstoffen. Inwieweit dies die Kläran-
» Neubau einer Desintegrationsanlage (32) für die Überschuss- lage Uelzen betreffen wird bleibt abzuwarten.
schlammbehandlung zur Optimierung der Gasgewinnung in den
Faultürmen und damit der Energieausbeute (2014)
» Neubau einer Magnesium-Ammonium-Phosphatfällung (MAP)
(43) in der Schlammbehandlung (2014 / 2015)
» Erweiterung der Biologischen Reinigungsstufe und Steigerung
der Leistungskapazität der Kläranlage Uelzen von 83.000 auf
98.000 EW (2016 / 2017)
Thermisch-Chemische-Desintegration
Primärschlamm
Wirkungsweise:
● Thermische und chemische
Behandlung des Überschussschlammes
● Zerkleinerung der organischen Reaktor
Schlammbestandteile durch Wärme-
Schlammzirkulation
und Laugebehandlung
mit Wärmetauscher
Reaktor Laugeneinmischung
Überschuss-
schlamm
Faulturm
Laugeneinmischung
Wärmetauscher
Kenndaten:
Zielsetzungen:
● Überschussschlammmenge: 2,7 m³/h
● Verbesserter Abbau der organischen Laugentank ● Reaktorgröße: 6,3 m³
Bestandteile
● Verweilzeit: 1,5-2 h
● Steigerung des Gasanfalls ● Temperatur: ~60°C
● Verminderung der Schlammenge ● Zugabe von Natronlauge: 1,5 - 2 l/m³
● Verbesserung der Schlamment-
wässerung
Inbetriebnahme 2014
Luftbild Kläranlage Uelzen
VIRTUELLER RUNDGANG
„Der Reinigungsprozess auf der Kläranlage Uelzen“
www.azv-uelzen.de/mediathek
Abwasserzweckverband Uelzen
Herzogenplatz 2
29525 Uelzen
Tel.: 0 581 / 800 0
Stand: 08/17
Fax: 0 581 / 800 768 90
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www.abwasserzweckverband-uelzen.de
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