Die einfache Beschreibung der Abwasser Reinigungs Anlage
Zweckverband ARA Untermarch in CH-8853 Lachen SZ

Allgemeines

Sauberes Wasser bedeutet Leben. Umweltschutz hat heute mehr Bedeutung denn je. Menschen brauchen, um zu leben Trinkwasser. Gleichzeitig produzieren sie auch Abwasser.

Um der Umwelt keinen Schaden zuzufügen braucht es Abwasser Reinigungsanlagen. Sie sorgen dafür, dass die Schmutzstoffe, aus dem Abwasser entnommen werden. Jedes Mal, wenn jemand von uns die Toiletten Spülung betätigt, sich die Hände wäscht oder den Abwasch macht, entstehen Schadstoffe die ungefiltert eine langfristige Bedrohung für die Umwelt sind. Deshalb ist es unumgänglich für die Reinhaltung der Gewässer zu sorgen.

Die ARA Untermarch reinigt das Abwasser von 29'930 Einwohner der 5 Gemeinden des Bezirk March. Damit die Abwasser Reinigungsanlagen einwandfrei und effizient betrieben werden können, muss jeder von uns einige wichtige Grundregeln befolgen. Umweltschutz beginnt in den eigenen vier Wänden und jeder entscheidet selbst wie sehr und in welchem Mass er unsere Umwelt belastet.

Die Toilette ist kein Ersatz für die Kehricht Entsorgung. Hygiene Artikel wie Wattestäbchen, Rasierklingen, Kondome und Hygienebinden dürfen nicht hineingeworfen werden. Hygiene Artikel über das WC zu entsorgen macht absolut keinen Sinn. Neben der hohen Umwelt Belastung können die voll gesaugten Hygiene Artikel Rohre oder Pumpen verstopfen.

Gefährlich wird es bei Chemikalien und Medikamenten, sie sind oft giftig, kaum oder gar nicht abbaubar. Auch Katzenstreu aus dem Katzen WC gehört nicht in die WC Schüssel Diese Gegenstände gehören allesamt in Sammelstellen für Schadstoffe.

Auch das Wasch Becken in der Küche wird immer wieder zum Tatort. Denn Speisefett, Salatöl oder sonstige frittier Flüssigkeiten gehören nicht in den Abfluss. Sie müssen gesammelt, zur Sammelstelle gebracht werden.

Jede Flüssigkeit, die von einem Haushalt abgegeben wird, endet in der Kanalisation. Das ist die erste Sammelstelle für Abwässer, bevor diese zur nächsten Kläranlage geleitet werden. Dort wird das ankommende Abwasser in drei Stufen gereinigt. Als erste Stufe erfolgt die mechanische dann die biologische und abschliessend die chemische Reinigungsstufe, um den Phosphor zu entfernen.

Geschichte und Entstehung des Zweckverbandes

Unser Zweckverband ist der Zusammenschluss von 5 Gemeinden Altendorf, Galgenen, Lachen, Schübelbach und Wangen zu einer Körperschaft des öffentlichen Rechts. Der Auftrag des Zweckverbandes ist in den Statuten Zweckverband ARA Untermarch geregelt und festgeschrieben.

Spatenstich und Baubeginn der ARA Untermarch ist am Donnerstag, 1. Oktober 1970. Nach beinahe 4 Jahren Bauzeit findet die Inbetriebnahme der Abwasser Reinigungs Anlage am Freitag, 13. Juli 1973 statt.

Wieviel Abwasser kommt zur ARA Untermarch

Im Einzugsgebiet der ARA Untermarch wohnen 2015: 29'930 Einwohner. Zur ARA Untermarch fliessen im Betriebsjahr 2018: 3'153'656 m3 Abwasser. Dies ergibt pro Tag und pro Einwohner: 288.7 Liter/Einwohner. In dieser Menge ist Regenwasser, das in die Kanalisation fliesst, inbegriffen.

Für die Kläranlage bedeutet das: Pro Tag werden im Durchschnitt 8'640'154 Liter Abwasser gereinigt. Um diese Menge auf der Strasse zur Kläranlage zu transportieren, müssten jeden Tag: 508 Tanklastwagen mit 17'000 Liter Abwasser beladen werden.

Wie lange ist das Abwasser in der ARA Untermarch

Der Inhat aller Becken der ARA Untermarch zusammen, bieten Platz für Total: 4'095'000 Liter Abwasser. Bei der durchschnittlichen Menge von 8'640'154 Liter Abwasser pro Tag ergibt das eine Aufenthaltszeit von: 11 Stunden und 22 Minuten.

Die Kanalisation

Das ist der Transport Weg für das Abwasser. Das heisst alle Wohnungen und Häuser sind an die Kanalisation angeschlossen. Alle Leitungen aus den Wohn Quartieren der 5 Verbands Gemeinden bis zur Kläranlage, ergeben zusammen ein Rohr- und Kanal- Leitungsnetz von mehr als 20 km Länge.

Die 5 Mitglied Gemeinden sind Besitzerin ihrer Kanalisation. Zusätzlich sind viele Aussenbauwerke, vor allem Pumpwerke im Besitz der Mitglied Gemeinden. Die Leitungen der Kanalisation, innerhalb der Gemeinden, werden durch das Personal der Gemeinde Werke betrieben, gewartet und Instand gehalten.

Das Hauptsammel Kanal System

Die grossen Haupt Sammelkanal Leitungen innerhalb der Gemeinden werden durch das Betriebspersonal der ARA betrieben, gewartet und Instand gehalten. Das Abwasser aus dem Verbands Gebiet wird über 2 Haupt Sammelkanäle Lachen (West) und Wangen (Ost) der zentralen Abwasser Reinigungs Anlage Untermarch zugeführt.

1. Haupt Sammelkanal Lachen (West)

Der erste Teil Sammelkanal beginnt auf der Höhe der Seestattstrasse in Altendorf und führt nach Lachen bis zur Aastrasse bei der Kapelle. Der zweite Teil Sammelkanal führt vom Ortsteil Siebnen der Gemeinde Galgenen links, der Wägitaleraa entlang der Kantonstrasse. Durch Galgenen hindurch weiter nach Lachen bis zur Aastrasse mit natürlichem Gefälle. Dort treffen sich beide Sammelkanäle und fliessen gemeinsam als 1. Haupt Sammelkanal Lachen (West) zum Schnecken Pupmwerk bei der ARA.

Das Zulauf Hebewerk

Das Abwasser des ersten Haupt Sammelkanals kommt zum Schnecken Pumpwerk direkt vor der ARA Untermarch. Mit drei Schnecken Pumpen wird das Abwasser auf das Niveau der ARA Untermarch angehoben.

2. Haupt Sammelkanal Wangen (Ost)

Der erste Teil Sammelkanal aus den zwei Orts Teilen Siebnen der Gemeinden Schübelbach und Wangen fliesst bis zur ARA mit natürlichem Gefälle. Der zweite Teil Sammelkanal mit dem Rohabwasser von Nuolen dem Ortsteil der Gemeinde Wangen wird an 5 Stellen mit Pumpwerken (PW) angehoben. Diese beiden Teil Sammelkanäle fliessen vom Regen Überlauf Becken Allmeind bis zur ARA gemeinsam als 2. Haupt Sammelkanal Wangen (Ost).

Aussenbauwerke deren Funktionen und Besitzer

Wenn möglich wird versucht, das Abwasser über die Kanalisation im freien Gefälle zur Abwasser Reinigungs Anlage zu leiten. In flachen Gebieten und langen Strecken kann diese Vorgabe nicht immer erreicht werden.

Zur Lösung dieser Tatsachen werden Aussenbauwerke erstellt. Die erste Gruppe der Aussenbauwerke sind die (PW) Pumpwerke. Sie sind nötig, um das gesammelte Abwasser von tiefer liegenden Einzugsgebieten zu den höher liegenden Haupt Sammelkanälen anzuheben.

Die zweite Gruppe Aussenbauwerke sind die (RB) Regen Überlaufbecken. In Gebieten, die im Misch Kanalisations System entwässert werden, kann bei Regenwetter nicht das gesamte Abwasser und Regenwasser der ARA zugeleitet werden. Sie sind nötig bei Regenereignissen, die maximale Schmutzfracht zurückzuhalten, das saubere Regenwasser vorgeklärt in dem Vorfluter zuleiten.

Die dritte Gruppe Aussenbauwerke sind die (RÜ) Regenüberläufe. Der Anteil Misch Abwasser der nicht in den Kanälen, Regen Überlauf Becken (RB) zurückgehalten werden kann. Dieser Anteil wird an zweckmässigen Stellen als Regen Überlauf direkt in ein Gewässer eingeleitet.

Übersicht aller Aussenbauwerke der ARA Untermarch

    52 Aussenbauwerke Total

  • 28 vom Zweckverband

  • 24 von den Gemeinden


Aufteilung nach Funktionen der Aussenbauwerke

    21 Pumpwerke (PW)

  • 4 PW-... Zweckverband

  • 9 PW-... Gemeinde Altendorf

  • 5 PW-... Gemeinde Lachen

  • 3 PW-... Gemeinde Wangen

    3 Speicherkanäle (SK)

  • 3 SK-... Zweckverband

    1 Messstation Altendorf (MS)

  • 1 MS-... Gemeinde Altendorf


Aufteilung nach Entlastung Art der Aussenbauwerke

    14 Regen Überläufe (RÜ)

  • 13 RÜ-... Zweckverband

  •   1 RÜ-... Gemeinde Altendorf

    11 Regen Überlaufbecken (RB)

  • 8 RB-... Zweckverband

  • 2 RB-... Gemeinde Altendorf

  • 1 RB-... Gemeinde Galgenen

    2 Regen Überlauf Pumpwerke (RÜPW)

  • 2 RÜPW-..... Gemeinde Lachen


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Die Zulauf Mengen Messung

In jedem Zulauf Kanal ist ein Venturi Messkanal eingebaut, der mit der Technik Ultraschalls die Zulaufmenge erfasst und aufzeichnet. Die Zulauf Kanalgrösse und die Förderleistung der Pumpwerke wird in der Regel auf, mindestens den 2-fachen Trockenwetter Anfall bei, Vollausbau ausgelegt.


Rechen Anlage

In den meisten Abwasser Reinigungs Anlagen ist vor der Rechenanlage ein Grobrechen installiert. Die Grobrechen sind Schutzeinrichtungen für die Rechenanlage. Sie bestehen aus parallel, im Abstand von 10 Zentimeter, nebeneinander angeordneten Rechenstäben. Hier bleiben grosse Feststoffe wie: Holzstücke, Steine und Kunststoff Teile zurück.

Die Rechenanlage ist in der ARA der erste Schritt zur mechanischen Reinigung. Durch Abstufung der Durchlass Grösse oder Spalt Breite werden verschiedene Abscheidungen erreicht. Die Rechen filtern, alle Grobstoffe aus dem Abwasser die grösser sind als ihr Spaltmass. In neueren Anlagen kommen vermehrt Siebrechen mit drehenden Sieb Trommeln zum Einsatz.

Für die nachfolgenden Abwasser Reinigung müssen Feststoffe, die bei den weiteren Reinigungs Stufen stören, aus dem Abwasser entfernt werden. Mit der Rechenanlage werden grobe Feststoffe, die grundsätzlich gar nicht ins Abwasser gehören, entnommen. Das sind Feststoffe wie: Tampons Hygienebinden, Kondome, Einweg Rasierklingen, Getränkedosen, Textilien und Wattestäbchen.

Schwimmkörper und grobe Verunreinigungen bleiben an den Rechen hängen. Die zurückgehaltenen Abfälle werden durch den Rechenkamm abgestreift. Die Räumung des Rechens erfolgt über eine Niveau Steuerung durch Messung des Wasserspiegels vor und nach dem Rechen. Beim Erreichen der einstellbaren Niveau Differenz setzt sich der Rechenkamm in Bewegung und entfernt die Grobstoffe vom Rechen.

In der ARA Untermarch sind 2 Siebrechen mit 3mm x 45mm Spaltweite im Einsatz. Die Lochsiebe sind als drehende Trommeln ausgeführt und haben einem Durchmesser von 1'200mm. Die 2 Siebrechen sind, mit einer Neigung von 35 Grad, im Rechenkanal eingebaut. Wenn sich die Trommel dreht ist das benetzte Sieb innerhalb einer halben Umdrehung gereinigt. Jeder Sieb Rechen kann maximal 150 Liter/Sekunde sieben.

Das entnommene Rechengut kommt in die Rechengut Waschpresse. Mit dieser Waschpresse werden organische Inhaltstoffe aus dem Rechengut ausgewaschen und können wieder in den Anlagen Zulauf zurückgeführt werden. Das zurückbleibende Rechengut wird ausgepresst und zur Geruchsvermeidung hygienisch abgesackt in den bereitstehenden 800 Liter Container deponiert. Diese werden zweimal pro Woche mit der Kehricht Abfuhr entsorgt.

Das Abwasser enthält grobe, sperrige, oder zur Zopf Bildung neigende Stoffe. Diese stören den Betrieb der Abwasser Reinigung und deshalb müssen sie aus dem Abwasser entfernt werden. Das abgestreifte Rechen Gut wird in der Rechengut Waschpresse gewaschen, anschliessend gepresst und aus hygienischen Gründen der Verbrennung zugeführt.


Rechenanlage im Rechengebäude und Blick in die Rechengut Waschanlage


Rechenanlage Strainpress und Sandwaschanlage

Rechenanlage Strainpress und Sand Waschanlage

am 10.10.2017


Rechengut nach erfolgter Auswaschung und Pressung

Rechengut nach erfolgter
Auswaschung und Pressung

am 01.12.2015

Die Abwasser Reinigungs Anlage

Ab hier fliesst das Abwasser im freien Gefälle durch die Anlage. Einzig zu den im Betriebsjahr 2004 - 2006 erstellten zwei grossen Biologie Becken für die Nitrifikation, wird die Belebtschlamm Menge 3 Meter angehoben.

Die Proben Entnahme und die ersten Messsonde

Nachdem das Abwasser die Rechen Anlage durchquert hat wird die Temperatur und der pH-Wert des Abwassers gemessen, ausgewertet und registriert. Die Ermittlung des pH-Wertes ist ein wichtiger Indikator für die biologische Reinigung. Wenn ein Wert ausserhalb der Vorgabe gemessen wird, setzt das Prozess Leitsystem eine Alarm Meldung ab. Das Betriebspersonal ergreift, wenn nötig entsprechende Gegen Massnahmen, damit die Biologie nicht beschädigt wird.

Unmittelbar bei dieser Messsonde ist der erste Probensammler installiert. Dieser ist programmiert: Er entnimmt während 24 Stunden, mindestens 144 Proben Anteile, Zeit- und Mengen- Proportional, aus dem Abwasser.


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Die Sand- und Fettfang- Becken

Nachdem das Rohabwasser die Siebrechen Anlage durchströmt hat bleiben wasser unlösliche, schwerere und aufschwimmende Feststoffe kleiner 4mm im Abwasser. Sie gelangen ins Sandfang- und Fettfang- Becken und hier werden die schweren Feststoffe und aufschwimmenden Feststoffe getrennt. Die Entfernung des Sandes aus dem System ist deshalb so wichtig, weil Sand biologisch nicht abbaubar ist. Zudem kann Sand Betriebs Störungen durch Ablagerungen und hohen Verschleiss verursachen. Am Ende des Sandfang Becken befindet sich eine Tauchwand, die verhindert dass aufschwimmende Feststoffe zum nächsten Anlagen Teil gelangen können. Der Sandfang Beckenteil ist durch eine Tauchwand, und eine spezielle Lammellen Wand zum auf der Seite angeordneten Fettfang Beckenteil, abgetrennt. Die Tauchwand ist aus Beton bis zur Eintauch Tiefe von zirka 40cm. Ab hier sind 110 Lammellen Streifen: Breite 10cm, Länge 2m und einem Abstand 5cm angeordnet.

Ebenso wichtig ist die sofortige Beseitigung von Fetten und Ölen. Obwohl Fette und Öle 100 prozentig, organische Stoffe sind, können sie aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften, zu Verstopfungen im weiteren Anlagen Verlauf führen. Zudem kann Fett und Öl in der Biologischen Reinigung, Prozesse stören, durch Ablagerung an den Bakterien Zellen und deren Nährstoff Aufnahme behindern.

Für die Trennung des Sandes von den übrigen organischen Feststoffen wird das höhere spezifische Gewicht des Sandes und dessen höhere Absetz Geschwindigkeit ausgenutzt. Zu diesem Zweck wird im Sandfang Beckenteil über Düsen Luft eingeblasen. Durch welche dem Abwasser eine konstante Zirkulations Geschwindigkeit unabhängig von der Zulaufmenge gegeben wird. Die Geschwindigkeit der Wasserwalze ist so gewählt, dass sich möglichst nur Sandkörner absetzten, die restlichen Feststoffe aber in der Schwebe gehalten werden.

Der Sand setzt sich in der Rinne auf die Beckensohle ab. Wo der Sandfang Räumer die abgesetzten Sedimente zum Trichter der Mammut Pumpe befördert. Diese fördert das Sand- Wasser- Gemisch in die Sand Wasch Anlage. Dort werden noch vorhandene organische Rückstände ausgewaschen und werden dem Zulauf zum Vorklärbecken zugeführt. Der gewaschene Sand wird in der Sand Transportmulde gesammelt und von dort zur Entsorgung in eine Innert Deponie transportiert.

Parallel zur Sandfang Beckenteil befindet sich der Fettfang Beckenteil. Der Fettfang hat eine ruhige Wasser Oberfläche wo Fette und Öle und leichtere Schwebstoffe an die Oberfläche treiben. Man spricht von der sogenannten Flotation Strecke. Mit dem Oberflächen Schild des Sandfang Räumers wird die gebildete Fettschicht von der Wasser Oberfläche entfernt und in den Fettschacht befördert. Von dort wird das Fett- und Öl- Gemisch der Schlammbehandlung zugeführt.


Sandfang Gebläse Raum     und     Sandfang und Fettfang Becken leer ohne Abwasser


Das neuinstallierte Sandfanggebläse 1 mit Schallschutzhaube

Das neue Sandfang Gebläse 1
mit Schallschutz Haube

am 31.08.2017


SF-Becken 1 Sandtrichter mit Mammutpumpenrohr

SF Becken 1 mit Sand Trichter und Mammut Pumpe
links die Lammellen Trennwand zum Fettfang

am 25.07.2012


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Vorklärbecken (VKB) 2 x 550m3

Vom Sand- und Fett- Fangbecken fliesst das Abwasser weiter zu den Vorklärbecken. Die Vorklärbecken sind Absetz Becken. In diesen Becken sind die hydraulischen Bedingungen so gewählt, dass leichtere Inhaltstoffe ausreichend Zeit haben sich auf die Beckensohle abzusetzen. Diese absetzbaren Inhaltstoffe bilden dann den Primärschlamm.

Am Ablauf der Vorklärbecken ist das Abwasser mechanisch gereinigt. Das bedeutet, dass alle Schwimmstoffe und Feststoffe aus dem Abwasser entfernt sind. Was jetzt noch zurückbleibt sind gelöste Stoffe und Schwebstoffe. Nun sind etwa 30 Prozent der Schmutz Fracht aus dem Abwasser entfernt.


In jedem Vorklärbecken ist ein Seilzug- Schlepp- Räumer

Die automatisierten Räumer schieben den Primärschlamm, regelmässig mit den beweglichen Boden Schilden, zu den 2 Schlamm Trichtern auf der Zulauf Seite der Vorklärbecken. Ebenfalls den Schwimmschlamm, mit den Oberflächen Schilden, zur Schwimmschlamm Rinne. Die Schwimmschlamm Rinne leitet die Schwimmstoffe direkt in den Frischschlamm Schacht.

Der Seilzug- Schlepp- Räumer Wagen im Vorklärbecken befindet sich, über der Wasser Oberfläche an seiner Start Position mit abgesenktem Boden- Schild und abgesenktem Schwimm- Schild. Die Start Position befindet sich am Ende des Vorklärbecken auf der Ablauf Seite. Der Räumer Wagen besitzt 4 Laufrollen die, wintersicher in den zwei C-Profilen die zirka 70 Zentimeter, über der Wasser Oberfläche an den Seitenwänden befestigt sind. Auf den beweglichen Räumer Wagen sind keine elektrischen Komponenten notwendig. Die Konstruktion, für das Absenken der Bodenschlamm- und Schwimmschlamm- Schilde, ist rein mechanisch gelöst und besteht aus der oberen "EIN" Klink Funktion und der unteren "AUS" Klink Funktion.

Der Antrieb der Räumer Wagen ist mechanisch gelöst. Die auf der Mauer Krone montierte Seilwinde ist auf der Ablauf Seite angeordnet. Damit der Räumer Wagen in beide Richtungen gezogen werden kann befindet sich auf der Mauer Krone, der Zulauf Seite eine Umlenkrolle. Die zwei Seil Enden sind in der Mitte des Räumer Wagen mit je einer Zugfeder befestigt.

Das rostfreie Stahlseil führt vom Befestigungspunkt auf dem Räumer Wagen zur Umlenkrolle. Von dort zurück über die seitlich bewegliche Rolle der Seil Hoch Haltung, zur Seilwinde. Das Seil ist auf der Seiltrommel, mit etwas mehr als der Beckenlänge aufweist umschlingt. Von dort zurück zum Befestigungspunkt auf dem Räumer Wagen. Diese geniale Konstruktion ist wintersicher und sehr Energie effizient.


Vorklärbecken 1 + 2 leer mit Seilzug Schlepp Räumer       und       die Schlamm Trichter auf der Becken Zulaufseite


Vorklärbecken 2 leer Räumer Bodenschild Blick Richtung Zulauf

Vorklärbecken 1 leer mit Räumer
Bodenschild Blick Richtung Zulauf

am 19.10.2010


Vorklärbecken leer mit den 2 Schlammtrichtern

Inbetriebnahme des neuen Schleppräumer 2012
im leeren VKB 2 während der Rückfahrt

am 15.03.2012


Die mit Aufzugsrampe für den Einklink Mechanismus       und       Ausklink Mechanismuss beim Seilzug Schlepp Räumer


VKB-Räumer Einklink Mechanismus VKB 2

Hier zu sehen die "Auffahr Rampen Konstruktion"
mit Feder des schwenkbaren Auffahr Rampen Teil
Konstruktion im Vorklärbecken 2

am 16.03.2012


VKB-Räumer Ausklink Mechanismus VKB 2

Der schwenkbare Hebel Arm der "Einklink Konstruktion"
Aussparung, Auffahr Rolle sowie den grünen Anschlag
für den Ausklink Vorgang im Vorklärbecken 2

am 16.03.2012


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Die Biologische Reinigung

Was nun folgt ist die biologische Reinigung. In der biologischen Reinigung wird das natürliche Phänomen der Selbstreinigung Kraft der Flüsse auf Industrieller Basis angewendet. Das Besondere in der Biologie ist der dass die im Wasser gelösten organischen Stoffe mit Hilfe von Bakterien und anderen Mikro Organismen in Feststoffe umgewandelt werden und als solche durch mechanischen Vorgänge vom Wasser getrennt werden können.

Mikro Organismen sind die kleinsten Lebewesen, die vom blossen Auge nicht erkennbar sind. Nur durch ein Mikroskop wird dies möglich. Überall auf der Erde sind sie anwesend, in der Luft, im Wasser und im Boden bilden sie Gemeinschaften. Sie haben die Eigenschaft organische oder anorganische Stoffe abzubauen oder umzubauen.

Damit vermindern sie die Konzentration solcher Verbindungen und bauen sie vollständig ab. Deshalb sind Mikro Organismen ein Teil der natürlichen Selbstreinigung Prozesse. Die häufigsten Mikro Organismen, die mit dem Abwasser in die Abwasser Reinigungsanlage geleitet werden, sind Bakterien. Hauptsächlich von menschlichen Ausscheidungen gelangen sie in den Reinigung Prozess es können aber auch losgelöste Vegetation Reste von den Kanalisation Leitungen sein.

Die Gesamtheit der Bakterien, welche im Belebtschlamm der biologischen Reinigung zu finden sind, arbeitet in Synergien. Die Bakterien assimilieren nicht nur organische Substanzen wie Kohlenstoff Verbindungen beispielsweise Zucker und Fette, sondern auch Stickstoff und Phosphor. Sie benötigen diese für die ausgewogene Nährstoff Aufnahme und den ausgeglichenen Stoffwechsel. Die Anwesenheit von Stickstoff und Phosphor im Abwasser ist hauptsächlich auf den menschlichen Stoffwechsel und die Verwendung von Reinigungs Mittel zurückzuführen. Der Stickstoff kommt im Abwasser vor allem als Ammonium Stickstoff vor. Wenn diese Substanzen nicht fachgerecht entsorgt werden, können diese das gereinigte Abwasser hochgradig belasten.

Grosse Mengen von Phosphor und Stickstoff Verbindungen können in den Flüssen und Seen eine Wucherung der Unterwasser Pflanzen verursachen. Um in diesen Gewässern zu leben entziehen sie ihrer Umgebung und den Unterwasser Pflanzen und den Tieren den Sauerstoff. Der verursachte Sauerstoff Mangel in den Gewässern kann zum Tod von allen im Wasser befindlichen Lebensformen führen. Der Fäulnis Prozess der erstickten Tiere und Pflanzen verbraucht weiteren Sauerstoff bis das gesamte Gewässer abgetötet ist.

Deshalb darf das gereinigte Abwasser beim Verlassen der Abwasser Reinigungsanlage den Gesetzlichen Grenzwert von 10 Milligramm Stickstoff pro Liter nicht übersteigen.

Der Stickstoff Abbau

Es ist wichtig in Abwasser Reinigungsanlagen eine angemessene Umgebung für Bakterien zu schaffen damit sie Stickstoff Verbindungen, über ihren Stoffwechsel aufnehmen können und sie zu Gasen aufspalten, die frei in die Atmosphäre entweichen können. Der biologische Umbau der Stickstoff Verbindungen in Abwasser Reinigungsanlagen erfolgt in zwei Schritten:

Nitrifikation (Einfache Beschreibung)

Die Nitrifikation läuft in zwei Phasen ab


In der ersten Phase wird die Stickstoff Verbindung "Ammonium" mit den Bakterien "Nitrosomonas" zur Stickstoff Verbindung "Nitrit" umgebaut



Nitrifikation Ablauf Schritt 1

Nitrifikation Abbau
des Ammonium zum Nitrit


In der zweiten Phase wird die gebildete Stickstoff Verbindung "Nitrit" mit den Bakterien "Nitrobakter" zur Stickstoff Verbindung "Nitrat" umgebaut



Nitrifikation Ablauf Schritt 2

Nitrifikation Abbau
des Nitrit zum Nitrat

Nitrifikation (Detaillierte Beschreibung)

Als Nitrifikation bezeichnet man die biologische Oxidation von Ammoniak zum Nitrat. Diese erfolgt mit Hilfe von Bakterien welche die organische Kohlenstoff Verbindungen als Kohlenstoff Lieferanten nutzen während sie die Energie für das Wachstum aus dem Prozess Oxidation von Ammonium zu Nitrat nutzen. Diese Bakterien sind aerob. Das heisst der Sauerstoffanteil in der Belebtschlamm Masse muss mehr als 0.5 Milligramm Sauerstoff pro Liter betragen. Sie vermehren sich proportional zur vorhandenen oxidierbaren Stickstoff Menge bei einer Belebtschlamm Temperatur von 20 - 30 Grad Celsius und einem pH-Wert zwischen 7.2 und 8.5. Die Nitrifikation erfolgt in zwei Phasen. Anfangs assimilieren die Bakterien den anorganischen Kohlenstoff indem sie ungelösten Sauerstoff aufnehmen und erzeugen so aus Ammonium Stickstoff das Nitrit. Danach werden die Nitrite von den Bakterien in eine stabile und für die Umwelt unschädliche Verbindung oxidiert die Nitrate. Auch dieser zweite Prozess erfordert Sauerstoff und anorganischen Kohlenstoff. Das Endergebnis sind Nitrat, die aus dem Prozess gewonnene Energie die für den Stoffwechsel, und der Zuwachs der Belebtschlamm Masse. Die so erzeugten Nitrate werden zudem von weiteren denitrifizierenden, Bakterien abgebaut um bestmöglich, verschiedene Formen von Stickstoff Verbindungen zu eliminieren.


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Denitrifikation (Einfache Beschreibung)

In der Denitrifikation wird die in der Nitrifikation entstandene Stickstoff Verbindung "Nitrat" mit "autotrophen" und "heterotrophen" Bakterien in "gasförmigen Stickstoff" der in die Atmosphäre entweicht umwandelt.

Denitrifikation (Detaillierte Beschreibung)

Die Denitrifikation ist die biologische Reduzierung von Nitraten zu gasförmigem elementarem Stickstoff. Die Bakterien sind heterotroph. Der Energie Träger Kohlenstoff stammt von den organischen Substanzen. Wahlweise können sie ungelösten Sauerstoff Nitrate und Sulfate als Sauerstoff Quelle nutzen. Damit die Aufspaltung zum gasförmigen Stickstoff durchgeführt werden kann müssen die Bakterien ein bestimmtes Enzym erzeugen, das es ihnen ermöglicht, den Sauerstoff für den eigenen Stoffwechsel aus dem Nitrat zu entziehen. Das geschieht allerdings nur bei einem Mangel an gelöstem Sauerstoff. Der mit Nitraten angereicherte Belebtschlamm aus dem Prozess Nitrifikation wird deshalb in anoxe Becken geleitet. Dort erzeugen die Bakterien durch ihren Stoffwechsel die speziellen Enzyme und verbrauchen die organischen Inhaltstoffe als Energie Träger. Dadurch wird das Nitrat in gasförmigen Stickstoff umgewandelt, der in die Atmosphäre entweicht. Dieser Prozess verursacht eine Zunahme der Belebtschlamm Masse durch Zellteilung.


Denitrifikation Ablauf

Denitrifikation Abbau Ablauf
vom Nitrat zum reinen Stickstoff


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Phosphat Fällung

Nur ein geringer Teil, der im Belebtschlamm vorhandenem Phosphor wird als Spurenelement für den Zellaufbau der Bakterien benötigt. Der überschüssige Phosphor wird durch chemische Fällung aus dem Belebtschlamm entfernt. Zu diesem Zwecke werden Metall Salze der Belebtschlamm zudosiert. Die Metall Jonen gehen mit den Phosphat Jonen eine wasserunlösliche Verbindung ein und fällen aus. Nach einer Aufenthaltszeit von zirka 10 - 24 Stunden im Belebungsbecken fliesst das Belebtschlamm Gemisch in die Nachklärbecken. Nachklärbecken sind Absetzbecken mit geringer Strömung.

In den Belüftungs Becken wird der im Abwasser vorhandene Phosphor mit Eisen (III) Chlorid Sulfat Lösungen und Poly Aluminium Hydroxid Chlorid Lösung Fällmittel ausgefällt. Die Phosphat Elimination wird gleichzeitig mit der biologischen Abwasser Reinigung durchgeführt.


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Nachklärbecken (NKB)

Die Nachklärbecken sind Absetzbecken und wie es der Begriff nachklären aussagt. Am Ende der biologischen Reinigung wird nachgeklärt. Denn jetzt wirkt die chemische Verbindung des Fällmittels mit dem Phosphat, das zusammen wesentlich schwerer ist als Wasser. Jetzt kann das Sedimentation Gesetz aus der Physik voll genutzt werden.

Der Name Fällmittel sagt aus: der beschwerte Schlamm setzt sich in den Nachklärbecken gut ab. Der beschwerte Schlamm kann jetzt mit dem Gesetz der Physik sehr gut vom gereinigten Abwasser getrennt und entsorgt werden.

Im Nachklärbecken wird auch die Eigenschaft der Mikroorganismen genutzt, Flocken zu bilden, die etwas schwerer sind als Wasser. Die Schlammflocken setzen sich nach einer gewissen Zeit ab und der klare Überlauf verlässt die biologische Reinigungsstufe.

Das in den Nachklärbecken überstehende Wasser wird als gereinigtes Abwasser zum Zürichsee geleitet. An dieser Stelle sind mehr als 99 Prozent der gesamten Schmutzfracht abgebaut.

Durch diese Wasser werden unsere Gewässer erheblich entlastet, so dass für die Natur keine Gefahr besteht. Allerdings hat das gereinigte Abwasser keine Trinkwasser Qualität, da sich darin immer noch anorganische Substanzen und pathogene Keime befinden.


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Rücklaufschlamm (RLS)

Beim Belebtschlamm Verfahren erfolgt, nach dem Abbau der Schadstoffe in den Belebtschlamm Becken, in den Nachklärbecken die Trennung des Belebtschlammes vom gereinigten Abwasser. In den Nachklärbecken wird der abgesetzte Belebtschlamm von Kettenräumern in die Trichter der Nachklärbecken geräumt. Dort dickt die Belebtschlamm Fracht, durch Sedimentation, auf die doppelte Trockensubstanz ein. Dieser abgesetzte, eingedickte Belebtschlamm bekommt nun die neue Bezeichnung Rücklaufschlamm. Rücklaufschlamm wird wie es die Bezeichnung aussagt, in die Biologie Becken zurückgeführt.

Der eingedickte Belebtschlamm wird von dort kontinuierlich als Rücklauf Schlamm in die Biologie Becken der vorgeschalteten Denitrifikation zur Impfung des neuankommenden Abwassers zurückgeleitet. Dort steht er wieder für die Reinigung des zufliessenden zur Verfügung.

Grund dafür ist:

Der Rücklaufschlamm ist reichlich besiedelt mit Organismen (Bakterien, ). Dies wird genutzt um das neu ankommende Abwasser anzuimpfen, damit die Abbauprozesse schneller zur Verfügung zu stehen.


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Überschussschlamm (UeSS)

Die Fracht der Biomasse in einer gut funktionierenden Abwasser Reinigung muss konstant gehalten werden. Ein Teil des Rücklauf Schlammes wird als Überschuss Schlamm aus der Biologischen Reinigung entnommen. Diese Menge entspricht genau der täglich in Biomasse umgewandelter Schmutzfracht. Allerdings vermehren sich die Mikroorganismen und Bakterien und es wird aus einem Teil ihrer organischen Substanz neue Biomasse. Durch das Entfernen dieser Überschuss Schlamm Menge wird das Gleichgewicht zwischen der vorhandener Bakterien Masse und der anfallenden Schmutzfracht reguliert. Es ist ganz einfach es muss aus den Belebtschlamm Becken genau so viel Überschussschlamm aus der Anlage abgezogen werden, wie zuwächst.

Ein wichtiger Parameter bei der Abwasserreinigung ist das Schlammalter. Überschussschlamm Menge die entfernt wird zur Konstanthaltung des Schlammalters in der Belebungs Becken.

Schlammalter

Die Überschussschlamm Fracht ist der Parameter der das Schlammalter bestimmt:

Beispiel: Wenn pro Tag 10 Prozent der Belebtschlamm Fracht, als Überschussschlamm Fracht, aus der Biologie entfernen.

Erhalten wir bei der Schlammalter Berechnung ein Schlammalter von genau 10 Tagen.

Wenn keine Vermehrung der Mikroorganismen stattfinden würde hätte es nach 10 Tagen keine Biomasse mehr in den Belebtschlamm Becken.

Überschuss Schlamm Eindickung

Der Überschuss Schlamm wird weiter maschinell eingedickt, dadurch wird das Volumen zusätzlich verringert. Sein Trocken Rückstand Gehalt liegt hier bei etwa 6 - 9 Gramm pro Liter. Mit der Eindickens Anlagen wird dieser Wert auf bis zu 70 - 90 Gramm pro Liter eingedickt. In unserer Anlage ist eine Hochleistung Zentrifuge im Einsatz.

Der eingedickte Überschussschlamm wird zum Frischschlamm Schacht gefördert. Dort mit dem Primärschlamm vermischt direkt in die Schlamm Behandlung gepumpt.


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Entfernung von Micro Verunreinigungen (EMV)

Entfernung von Micro Verunreinigungen mit Ozonung / Aktivkohlebehandlung:
Gemäss aktuellem Stand der Gesetzgebung müssen rund 100 Kläranlagen der Schweiz mittelfristig mit einer zusätzlichen Stufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen (Spurenstoffe) ausgerüstet werden. Diese Elimination kann nach der Nachklärung durch eine Ozonung oder / und durch eine Aktivkohlebehandlung erfolgen. Die Planung und Umsetzung bei den entsprechenden Anlagen im Kanton wird in den nächsten Jahren folgen.


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Filtration

Optional wird das Abwasser aus dem Nachklärbecken durch einen Sandfilter geleitet. Der Sandfilter entfernt die restlichen suspendierten Stoffe (Feststoffe) auf geringe Restkonzentrationen. Die ARA Untermarch wird noch ohne Filtration betrieben.

Die ARA Höfe ist mit der Filtration ausgebaut. Durch die Filtration wird zusätzlich die Phosphor Elimination verbessert. Weil der in den Feststoffen gebundene Phosphor im Sandfilter ebenfalls zurückbehalten wird.


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Das gereinigte Abwasser

Das gereinigte Abwasser fliesst, aus den 4 Nachklärbecken der ARA Untermarch, in den oberen Zürichsee. Es enthält eine geringe Restbelastung, da auch in Abwasser Reinigungs Anlagen nicht alle Verunreinigungen eliminiert werden können. In allen 4 Nachklärbecken führen 4 getauchten Ablauf Rohre zu den Auslauf Kasten.

Die Ablauf Rohre sind oben mit 32 Lochungen von 30mm Durchmesser versehen, die sich zirka 200mm unter der Wasser Linie befinden. Die Ablauf Rohre von den NKB 1 + 2 sind aussen am Becken 1 auf der Ostseite angeordnet. Die Ablauf Rohre von den NKB 3 + 4 sind aussen am Becken 4 auf der Westeite angeordnet. Mit dieser Anzahl Löchern wird eine Durchflussmenge von 4 x 75 l/s pro NKB erreicht.

Das gereinigte Abwasser ist soweit aufbereitet, dass die gesetzlichen Anforderungen gemäss Anhang 3.1 der Gewässerschutzverordnung eingehalten wird. Es wird in den Vorfluter Zürichsee eingeleitet.


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Primärschlamm (PS)

Klärschlamm aus den Vorklärbecken ist Primärschlamm. Primärschlamm besteht aus ungelösten Abwasser Inhaltsstoffen in der mechanischen Reinigungs Stufe. Primärschlamm ist der erste Schlamm der Abwasser Reinigungs Anlage. Daher ist auch der Name Vorklärschlamm oder Rohschlamm verbreitet. Im Vorklärbecken wirkt die Schwerkraft und der Primärschlamm sinkt auf die Sohle ab.

Primärschlamm sammelt sich im Vorklärbecken auf der Beckensohle. In den Vorklärbecken ist immer eine Räum Vorrichtung installiert. Je zwei Trichter pro Becken sich jeweils bei der Zulaufseite der Vorklärbecken angeordnet. Die Räum Vorrichtung hat die Aufgabe die am Beckengrund physikalisch abgesetzten Feststoffe (Primärschlamm) in die Trichter zurück zu schieben.

Der Primärschlamm wird periodisch, jeweils aus einem der Trichter in den abgetrennten Frischschlamm Schacht abgezogen. Er besteht zu einem hohen Anteil aus organischen Stoffen, wie:
Fäkalien, Gemüse, Obst, Textilien, Papier usw. Primärschlamm neigt zur sauren Gärung und Geruchs Bildung. Seine Konsistenz ist dickbreiig, mit einem Wasser Anteil zwischen 93% und 97%.


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Frischschlamm (FS)

Frischschlamm besteht aus Primärschlamm aus der Vorklärung und Sekundärschlamm (Überschussschlamm) aus der biologischen Reinigungsstufe. Der Frischschlamm muss vor der Verwertung aufgrund des hohen Gehalts an organischer Substanz und der damit verbundenen hohen biologischen Aktivität zunächst ausgefault und stabilisiert werden.

Im Frischschlamm Schacht wird der periodisch abgezogene Primärschlamm mit dem eingedickten Überschuss Schlamm (Sekundärschlamm) gut vermischt. Die Chargen von zirka 2 Kubikmeter wird stündlich dem Faulraum der Schlammbehandlung zugeführt.


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Faulraum (FR)

Faulräume sind Bauwerke aus Beton, Spannbeton oder Stahl, die in Abwasser Reinigungs Anlagen eingesetzt werden. Diese Anlagenteile dienen dem Abbau des organischen Trockenrückstandes und der anaeroben Stabilisierung des in der Abwasserreinigung anfallenden Frischschlammes aus der Abwasserreinigung.

Frischschlamm Stabilisierung

In hochbelasteten Abwasser Reinigungs Anlagen fallen täglich frische Abwasser Schlämme mit hohem Gehalt an organischen Substrat an. Die Verwertung dieser Schlämme setzt eine Schlamm Stabilisierung voraus. Übliches Verfahren hierzu ist die anaerobe Schlamm Stabilisierung (Schlammfaulung).

Anaerobe Schlamm Stabilisierung

Die anaerobe Schlamm Stabilisierung (Schlammfaulung) findet unter Luftausschluss statt. Dabei werden die organischen Bestandteile des Frisch Schlammes abgebaut und in Methan, Kohlendioxid und Schwefel Wasserstoff übergeführt.

Die anaerobe Stabilisierung von Frischschlamm wird zur Energie Produktion angewendet und erfolgt in geschlossenen Faulräumen. Unter anaerober Stabilisierung versteht man den Abbau von organischen Verbindungen, die in den Bakterien Zellen des Klärschlammes eingeschlossen sind.

Das entstehende Klärgas kann als Energie Träger für Heizungs Zwecke oder als Antriebs Energie für Gasmotoren oder Block Heiz Kraftwerke (BHKW) verwendet werden. Die dabei anfallende Wärme Energie wird für die Beheizung der Faulräume verwendet.


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Faulschlamm (FAS)

Der Klärschlamm enthält grosse Mengen an Pflanzen Nährstoffen wie Phosphor und Stickstoff. Er kann aber auch Schadstoffe und Krankheits Erreger aus Industrie, Gewerbe und Privat Haushalten enthalten. Deshalb ist die Verwendung als Düngemittel in landwirtschaftlichen Betrieben ab Sonntag, 1. Oktober 2006 in allen Kantonen verboten (BAFU, 2003). Seither verbrennen Kehricht- oder Schlamm-Verbrennungs Anlagen (KVA resp. SVA) sowie die Zement Industrie, den gesamten anfallenden Klärschlamm. Eine weitere Möglichkeit bieten Schlammtrocknungs Anlagen.

Wegen des grossen Wasser Anteils meist grösser 70% muss bei der Verbrennung oder bei der vorgängigen Trocknung zusätzlich eine grosse Energie Mengen aufgewendet werden. Alle anorganischen Reststoffe werden im Zement eingebettet. Es entstehen keine Abfälle, die entsorgt werden müssen.


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Nacheindicker (NED)

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FAS Entwässerung

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Trübwasser oder Zentrat

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Gas Produktion

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Gas Speicher

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Blockheizkraftwerk (BHKW)

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letztes Update: 10.12.2019


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