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Rund 48 Stunden dauert durchschnittlich an einem Trockenwettertag der Reinigungsprozess des Abwassers im Klärwerk Düsseldorf-Süd. Das ist die Zeit, die das Abwasser vom Eintreffen im Klärwerk (Zulauf) bis zum Auslauf in den Rhein braucht.


Über die beiden Hauptsammler gelangt das Wasser in den Zulaufkanal. Da das Klärwerk sich am tiefsten Punkt des Kanalnetzes befindet muss das Abwasser aus diesem Grund auf das Klärwerk - Niveau angehoben werden. Dies geschieht mittels eines Hebewerkes, dem Zulaufpumpwerk. Dieses Hebewerk besteht aus acht Schneckenpumpen, die das Abwasser in die Rechenanlage leiten.

In der Rechenanlage werden grobe feste Bestandteile (Toilettenpapier, Hygieneartikel, Essenreste und vieles mehr) aus dem Abwasser entfernt. Die Reinigungseinrichtung besteht aus Harkenumlaufrechen mit einem Abstand von minimal 8 mm. Die Feststoffe werden hiermit von den Rechenrosten geschoben, anschließend auf ein Förderband abgeworfen und über die Rechengutwäsche gewaschen. Das Wasser fließt durch die eingelassenen Stäbe hindurch. Das gewaschene Rechengut wird im Nachgang entwässert und der Verwertung zugeführt. Pro Tag fallen circa 3 – 4 Tonnen Rechengut an, größtenteils Papier und ähnliches. Anschließend gelangt das Wasser in den Sandfang.


Nächste Station ist ein belüfteter Längssandfang. Dort wird die Fließgeschwindigkeit soweit verringert, dass körnige, vor allem mineralische Bestandteile absinken können. Auch mit Hilfe von eingeblasener Luft kann der Abscheidegrad sehr genau eingestellt werden. Die Räumung des Sandes erfolgt mittels Räumern, die diesen zu einer Sandaustragsöffnung schieben. Das Sandfanggut wird in einer Sandwaschanlage gereinigt und wiederverwertet (zum Beispiel im Straßenbau).


Danach fließt das Wasser in die Vorklärbecken. Hier wird abermals die Fließgeschwindigkeit gedrosselt. Dadurch trennen sich die absetzbaren und die schwimmenden Stoffe (z. B. Fette). Die absetzbaren Stoffe setzen sich als Schlamm auf dem Boden ab. Der sedimentierte Schlamm wird von der Beckensohle durch Räumeinrichtungen entfernt und in Form von Primär- (auch Vorklärungs-) schlamm genannt, aus dem System abgezogen. Die tägliche Menge an abgezogenem Schlamm beträgt ca. 1.000 m3 pro Tag. Fette werden abgeschöpft und der weiteren Behandlung zugeführt. Das nunmehr mechanisch geklärte Abwasser läuft über die Ablaufrinnen der Vorklärung der biologischen Stufe, dem Herzstück einer jeden biologischen Kläranlage, zu.


Es folgt in den drei parallel betriebenen Belebungsbecken die zeitaufwändige biologische Reinigungsstufe. Im Belebungsbecken sind viele Mikroorganismen, d. h. Bakterien, denen die noch im Abwasser enthaltenen organischen Schmutzstoffe als Nahrungsquelle dienen. Auf die genauen chemischen Prozesse soll hier nicht eingegangen werden, generell kann man jedoch sagen, dass hier Stickstoff (N), Kohlenstoff (C) und Phosphor (P) eliminiert werden. Kohlenstoff dient jedem Bakterium als Energiequelle, d. h. je mehr Bakterien im Abwasser sind, desto mehr Kohlenstoff wird abgebaut.


Durch ein genaues EDV unterstütztes Belüften der Belebungsbecken durch die Gebläsestation, bestehend aus drei großen Turbogebläsen, wird eine energiearme Stickstoff-Verbindung (Ammonium) in eine energiereiche Stickstoffverbindung (Nitrat) überführt.


Dieses Nitrat besteht aus Stickstoff und Sauerstoff. Es gibt nun einen Bereich in der Belebung, in dem kein elementar gelöster Sauerstoff, d. h. Luft zugeführt wird, jedes Bakterium benötigt jedoch Sauerstoff – was passiert? Die Bakterien stellen die Atmung um, sie entziehen dem Nitrat den Sauerstoff und dadurch entsteht gasförmiger Stickstoff, der aus dem System in die Luft entweichen kann, da es leichter ist als Wasser.


In der Fällmitteldosierstation werden mit Hilfe von Aluminium und Eisensalzen noch zusätzlich Phosphate aus dem Abwasser in der Belebung entfernt.


Aus zwei löslichen Stoffen (Phosphat- und Eisen-Lösungen) entsteht durch eine Reaktion eine feste Verbindung, die schwerer ist als Wasser und somit entfernt werden kann, da sie zu Boden sinkt.


Nach ca. 1 Tag ist das Abwasser biologisch gereinigt, nunmehr muss das gereinigte Abwasser von den Bakterien getrennt werden, dies erfolgt in der Nachklärung.


In der Nachklärung finden quasi die gleichen Vorgänge statt wie im Sandfang.


Die Fließgeschwindigkeit wird in den insgesamt 9 Nachklärbecken soweit vermindert, dass sich die Bakterienmasse vom gereinigten Abwasser trennen kann. Das gereinigte Abwasser gelangt in die Filtration während die Bakterien in die Belebungsbecken zurückgeführt werden, damit sie dort weiter ihre Arbeit verrichten können. Mit einer Ausnahme: Die Vermehrungsrate der Bakterien wird abgezogen, diese Menge bezeichnet man als Überschussschlamm.


Die Filtration zielt auf die Entfernung feinster noch fester Inhaltsstoffe aus dem gereinigten Abwassers nach der biologischen Abwasserreinigung. Die Filter bestehen aus Betonwannen mit einem Filterboden, in denen sich über einer 20–30 cm starken Stützschicht aus Filterkies der Filter aus Anthrazitkohle und Sand befindet. Der Filter wird von oben durchströmt und die feinen Inhaltsstoffe werden vom Filter zurückgehalten. Die Filter müssen alle 24 Stunden durch Spülung von den zurückgehaltenen Schmutzstoffen befreit werden. Im Anschluss an die Filtration gelangt das gereinigte Wasser in den Rhein.


Das war, ganz in Kürze erklärt, der Weg des Abwassers durch das Klärwerk Düsseldorf-Süd.

Der hierbei anfallende Schlamm wird jedoch auch auf dem Klärwerk behandelt, dies soll nun weiter betrachtet werden.

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