Funktionsbeschreibung Kläranlage

• Mechanisch-physikalische Methode

  Als ersten Punkt in einer Kläranlage durchfließt das Abwasser Grob- und Feinrechen, die Abfall (Klopapier, Plastiktüten, u.v.m.), Äste und Steine entfernen, da diese die Anlagen verstopfen oder beschädigen können. Als nächstes werden, in meist kombinierten Anlagen aus Sandfang und Ölabscheider, grobe absetzbare Stoffe, wie Kies, Schlamm und Sand, sowie hydrophobe Stoffe, die auf dem Wasser schwimmen (Öle, Fette, Benzin) abgeschieden. Im sogenannten Vorklärbecken, welches noch zur mechanisch-physikalischen Aufbereitung gehört, können sich dann Schwebstoffe absetzen. Bei Kläranlagen mit hohem Abwasseraufkommen und hoher Durchflussgeschwindigkeit muss mit Flockungsmitteln nachgeholfen werden.
   

• Biochemische Aufbereitung

  Auf die mechanisch-physikalische Reinigung folgt als nächstes die biologischbiochemische Aufbereitung, auch sekundäre Aufbereitung genannt. Dabei sorgen bakterielle Mikroorganismen für den Abbau von organischem Material, Ammoniak und Nitrat. Es ist dabei zwischen der Denitrifikation und der Nitrifikation zu unterscheiden. Bei der Denitrifikation werden die Nitrat-Ionen zu elementarem Stickstoff reduziert.

  2 N0₃^- + 2 H⁺ + 10 [H] <-> N₂ + 6 H₂0

  Die Reaktion findet unter anaeroben Bedingungen, d.h. unter Sauerstoffausschluss statt. Die Mikroorganismen bedienen sich statt des Luftsauerstoff des im Nitrat gebundenen Sauerstoffs. Man spricht deshalb auch von Nitratatmung. Als Wasserstoffdonatoren fungieren Kohlenstoffverbindungen, die in Kohlendioxid und Wasser aufgespalten werden. In der Nitrifikation wird durch Mikroorganismen Ammoniak über Nitrit zu Nitrat oxidiert.

  NH₄⁺ + 1,5 O₂ <-> NO₂ + H₂0 + 2 H⁺

  NO₂^- + 0,5 O₂ <-> N0₃^-

  NH₄⁺ + 2 O₂ <-> N0₃^- + H₂0 + 2 H⁺

  Damit diese Reaktion ablaufen kann, muss sie unter aeroben Bedingungen verlaufen, d.h. die Mikroorganismen brauchen Sauerstoff zum Ammoniakabbau. Andere Mikroorganismen, welche auch Sauerstoff zum Leben brauchen, fressen die im Wasser gelösten organischen Schmutzstoffe und feine, nicht absetzbare Partikel auf und integrieren die Abwasserinhaltsstoffe in ihre Körpersubstanz. Die dadurch entstehende Biomasse, die unter anderem Nitrat- und Wasserstoff-Ionen enthält, wird zum so genannten Impfen in die Denitrifikation eingebracht.
   
  
   
  Das Belebtschlammverfahren ist wohl die verbreitetste Methode. Die Anlage ist zweigeteilt in eine Denitrifikationszone, in welcher Rührwerke dafür sorgen, dass sich der Schlamm nicht absetzt, und in eine Nitrifikationszone, in der mittels Druckluft Sauerstoff eingebracht wird. Auf das Belebbecken folgt dann das Nachklärbecken, in dem sich der Schlamm absetzen kann und bei Bedarf wieder als Impfschlamm ins Denitrifkationsbecken gepumpt werden kann.
  In vorhergenannten Nachklärbecken, meist aber schon davor wird ein weiterer Abwasserinhaltsstoff, das Phosphat, entfernt. Dazu werden dreiwertige Eisensalz, z.B. FeCISO₄, dem Wasser zugesetzt, damit schwerlösliches Eisenphosphat ausfällt.

  FeCISO₄ + K₃PO₄ <-> FePO₄ + KCI + K₂SO₄

  Eine Filtration des Wassers über ein Sand- oder Kiesbett, bevor es in Seen, Bäche und Flüsse eingeleitet wird, bildet meistens den Abschluss der Reinigung in kommunalen Kläranlagen.