Wie funktioniert ein Klärwerk?
In Berlin gibt es sechs Klärwerke, die täglich rund 630.000 Kubikmeter Abwasser reinigen. Dazu gehören Schmutzwasser aus Haushalten, Abwässer aus Gewerbe und Industrie sowie Niederschlagswasser von Straßen und Plätzen. Abwasser aus Haushalten besteht aus Toilettenwasser, Küchenwasser sowie Putz-, Wasch- und Badewasser. Niederschlagswasser enthält den Schmutz von Dächern, Höfen, Gärten, Straßen und Plätzen.
Das Klärwerk
Um die Gewässer und unser Grundwasser zu schützen, müssen die im Abwasser enthaltenen Schmutz- und Schadstoffe im Klärwerk entfernt werden, bevor das Wasser wieder in die Natur zurückgeleitet wird.
Im Klärwerk durchläuft das Abwasser drei Reinigungsstufen: eine mechanische, eine biologische und eine mechanisch-chemische. Kläranlagen sind gigantische mikrobiologische Kraftwerke, in denen Mikroorganismen für den Abbau der Schadstoffe im Abwasser verantwortlich sind.
Die Rechenanlage
Mechanische Reinigungsstufe:
In der Rechenanlage werden grobe Verunreinigungen wie Papier, Textilien und Plastik zurückgehalten. Automatische Harken entfernen die an den Rechen hängen gebliebenen Abfälle, die entwässert in Containern gesammelt und dann umweltgerecht verwertet werden.
Der Sandfang
Mechanische Reinigungsstufe:
Er besteht aus langen Rinnen, in denen sich bei einer Strömungsgeschwindigkeit von rund 30 cm je Sekunde grobe mineralische Stoffe wie Sand, Kies und Steine am Boden absetzen. Diese Stoffe werden durch Räumer in Trichter geschoben und in Sandwaschbehälter gepumpt. Dort wird der Sand von organischen Stoffen befreit, entwässert und später verwertet.
Die Vorklärbecken
Biologische Reinigungsstufe:
In den Vorklärbecken fließt das Abwassers ganz langsam, so dass sich leichtere ungelöste Stoffe auf dem Beckenboden absetzen können. Die schwimmenden Teilchen sammeln sich an der Wasseroberfläche. Den abgesetzten Schlamm schieben Räumer in Schlammtrichter. Der Schlamm wird zwischengespeichert und anschließend zur Schlammbehandlung gepumpt. Die an der Wasseroberfläche treibenden Stoffe, die zum größten Teil aus Fett bestehen, werden entfernt. Das mechanisch vorgereinigte Abwasser fließt in die Belebungsbecken der biologischen Reinigungsstufe.
Die Belebungsbecken
Biologische Reinigungsstufe:
In den Becken bauen Bakterien und Mikroorganismen gelöste organische Stoffe sowie Phosphor- und Stickstoffverbindungen ab. Im ersten Bereich mit wenig Sauerstoff werden die Bakterien angeregt, im sauerstoffreichen Teil Phosphor zu entfernen. Andere Bakterien reduzieren die Stickstoffverbindungen, die ebenfalls durch den Wechsel der Sauerstoffmenge beeinflusst werden.
Bakterien und andere Mikroorganismen bilden dabei Schlamm.
Mechanisch-Chemische Reinigung:
Zur Unterstützung der biologischen Phosphatentfernung ist eine chemische Simultanfällung der Phosphate möglich. Hierbei wird das Fällmittel Eisen(II)-sulfat in gelöster Form in die Becken der biologischen Reinigungsstufe eingebracht.
Die Nachklärbecken
Von den Belebungsbecken gelangt das Abwasser in die Nachklärbecken. Hier hat der belebte Schlamm mehrere Stunden Zeit, sich abzusetzen. Er wird in Trichter geschoben und dann größtenteils in die Belebungsbecken zurückgepumpt, um dort die Anzahl der Mikroorganismen konstant zu halten. Der überschüssige Schlamm gelangt zur Schlammbehandlung.
Die Schlammbehandlung
Der bei der Abwasserreinigung anfallende Klärschlamm wird entweder in Zentrifugen entwässert und in Wirbelschichtöfen verbrannt oder in Faultürmen ausgefault. Bei diesem Prozess kann aus dem Klärschlamm Biogas gewonnen werden. Der restliche Schlamm wird ebenfalls in Zentrifugen entwässert und kompostiert oder getrocknet.
4. Reinigungsstufe im Bau
Künftig wird eine 4. Reinigungsstufe in Kläranlagen nötig sein, um Arzneimittelrückstände oder hormonelle Substanzen aus dem Abwasser zu entfernen. Diese Stoffe können auch in kleinsten Mengen dem Ökosystem schaden. Es gibt bereits Methoden wie die Ozonierung, Aktivkohle- oder Membranfiltration, um diese Stoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Manche Stoffe werden bereits im üblichen Reinigungsprozess beseitigt, für andere sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich.
Rückführung
Nachdem das Schmutzwasser im Klärwerk gereinigt wurde – es wird in der Fachsprache Klarwasser genannt – wird es in Flüsse, Kanäle, Bäche oder Seen geleitet. In Berlin fließt es zum Beispiel in die Spree oder in den Teltowkanal. Von hier beginnt dr natürliche Wasserkreislauf von Neuem. Es versickert im Boden, fließt über Flüsse in die Meere und ein Teil verdunstet unterwegs.
Funktionsschema und Klärwerk-Puzzle
Du möchtest besser verstehen, wie ein Klärwerk aufgebaut ist und wie alles miteinander zusammenhängt? Das Funktionsschema zeigt und erklärt es dir Schritt für Schritt.
Zur Übung: Lade dir unser Klärwerk-Puzzle herunter. Kannst du die einzelnen Stationen in die richtige Reihenfolge bringen?
