Elemente und Moleküle, Schulbuch

124 6 LUft, WASSeR, BoDeN – UNSeRe UMWeLt Benutzung Abwasser Wasser Kläranlage geklärtes Abwasser Vorfluter mechanisch biologisch chemisch Mechanische Reinigung Vorklär-Becken Schwimmstoff- Abscheider Sandfang Rechenwerk Chemikalien Luft Belebtschlamm-Becken Nachklär-Becken Klär- schlamm Vorfluter Deponie Chemische Reinigung Biologische Reinigung Abb. 124.3: Mechanische Reinigung (Vordergrund) und Faultürme (Hintergrund) einer Klär- anlage Abb. 124.2: Belebungs- und Nachklärbecken einer Kläranlage Abb. 124.1: Die Klärung von Abwasser Abb. 124.4: Schema einer Kläranlage ihre Anwesenheit ermöglichen eine zusätzliche Beurteilung. Allgemein gilt: Je besser die Wasserqualität, desto höher ist der Artenreichtum und desto geringer die Indivi- duenzahl. In unbelasteten Gewässern existieren viele Arten von Fischen bis zu Kleinst- lebewesen, in stark belasteten Gewässern oft nur mehr einige wenige Bakterienarten, diese aber in riesiger Zahl von Einzellebewesen. Klärung von Abwasser – Kläranlagen Nach seinem Gebrauch wird aus Wasser Abwasser, das geregelt entsorgt werden muss. Um Gewässerbelastungen zu vermeiden, wird es über das Kanalsystem einer Abwasserreinigungsanlage (Kläranlage) zugeführt. Meist werden dabei häusliche und gewerbliche Abwässer vermischt. Nur manche Industriebetriebe leiten ihr Abwasser direkt in ein Gewässer (Direkteinleiter). Die Reinigung des Abwassers muss dann im Betrieb erfolgen. (Abb. 124.1) In der Kläranlage (Abb. 124.4) wird das Abwasser über Rechen und Sandfang zuerst von groben Verunreinigungen befreit und kommt dann in ein Absetzbecken. Hier er- folgt die Vorklärung ( mechanische Reinigung oder 1. Reinigungsstufe ). Dabei setzen sich mitgeführte Schwebstoffe als Primärschlamm ab. Das so gereinigte Wasser fließt in die biologische Reinigung ( 2. Reinigungsstufe ). Hier erfolgt die Reinigung von gelösten und kolloidal mitgeführten Verunreinigungen, die sich nicht absetzen. Sie werden von im Wasser vorhandenen Bakterien abgebaut. Diese Bakterien befinden sich entweder auf festen Trägerkörpern (Tropfkörperanla- gen für kleinere Abwassermengen) oder sie sind als Belebtschlamm im Abwasser verteilt (Belebungsanlagen in Großkläranlagen). In jedem Fall muss für eine gute Be- lüftung gesorgt werden, da die Bakterien die Verunreinigung aerob abbauen, also oxidieren. Die Belüftung erfolgt entweder durch Einblasen von Druckluft am Boden des Belebungsbeckens oder durch mechanisches Einbringen von Luft an der Oberflä- che. Nach 1–2 Stunden ist das Abwasser gereinigt. Dabei haben sich die Bakterien stark vermehrt. Das Abwasser fließt dann in ein Nachklärbecken, in dem sich der Be- lebtschlamm absetzt. Das so gereinigte Wasser wird den natürlichen Oberflächenge- wässern (Vorfluter) zugeführt. Der Belebtschlamm wird aus dem Nachklärbecken abgezogen und zum Teil wieder dem Belebtschlammbecken zugeführt, um dort die Konzentration an Mikroorganis- men hoch zu halten. Der Überschussschlamm wird zusammen mit dem Primär- schlamm aus der Vorklärung nachbehandelt. Meist wird er sterilisiert (durch Erhitzen auf 70 °C oder durch Zugabe von Branntkalk) und teilweise entwässert (er enthält über 95 % Wasser). Danach kommt er in die Faultürme. Dies sind große geschlossene Behälter, in denen ein weiterer Abbau durch anaerobe Bakterien erfolgt. Hier wird das organische Material durch Methangärung zu Methan und Kohlenstoffdioxid ab- gebaut. Das dabei entstehende Gas hat einen hohen Heizwert und kann zum Betrieb Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Ve lags öbv