Enorme Kosteneinsparung bei Erweiterung der Kläranlage Tauberbischofsheim um eine Denitrifizierungsstufe

Vielen Kläranlagen fehlen noch die technischen Einrichtungen für die Stickstoff-Eliminierung. Im hier vorgestellten Beispiel konnte die kommunale Kläranlage der Stadt Tauberbischofsheim die geforderten Einleitwerte für Ammonium- und Gesamtstickstoff nicht zuverlässig einhalten. Ein Ingenieurbüro schlug Erweiterungsmaßnahmen in Höhe von etwa 22 Millionen DM vor. Dies war der Kommune zu teuer. Daher wurde das Fraunhofer IGB beauftragt, Vorschläge für eine kostengünstigere Kläranlagenerweiterung zu erarbeiten.

Systemanalyse und Messung

Als erstes wurden die in den Betriebstagebüchern der Kläranlage festgehaltenen Werte analysiert. Diese Analyse ergab, dass das Ingenieurbüro eine deutlich zu große Erweiterung der Anlage geplant hatte. Als Bemessungsgrundlage hatte das Büro lediglich ein mehrtägiges Messprogramm durchgeführt. Durch die wesentlich höhere Zahl der Messwerte aus dem Betriebstagebuch waren die vom IGB errechneten Mittelwerte erheblich sicherer als bei der Auswertung des Messprogramms, das zudem zufällig zu hohe Trockenwetterwerte für die hydraulische Belastung ergeben hatte. Außerdem wurde gefunden, dass der Fremdwasseranteil der Anlage durch Eindringen von Grundwasser in die Kanalisation sehr groß war.

Die Planung der Stickstoffeliminierung war ein weiterer Grund für die hoch veranschlagten Erweiterungskosten. Da zur N-Eliminierung über das Betriebstagebuch nur wenige Daten zu beschaffen waren, führte das IGB zusätzlich ein spezifisches Messprogramm an der bestehenden Anlage durch. Unter anderem wurden längs eines Belebungsbeckens an drei Tagen unter verschiedenen Betriebszuständen Messungen mit örtlicher Auflösung durchgeführt, wobei unterschiedlich viele Gebläse zur Versorgung der Belüftungseinrichtungen in Betrieb waren. Messungen des Gelöstsauerstoffs und der Ammoniumkonzentration zeigten, dass bei ausreichender Sauerstoffversorgung die vorhandene Anlage durchaus in der Lage ist, vollständig zu nitrifizieren.

Maßnahmen

Die Kläranlage erhielt eine vorgeschaltete Denitrifizierungszone, die zu etwa zwei Dritteln in den üppig dimensionierten Vorklärungsbecken realisiert wurde. Nach der Umrüstung wurde unser Messprogramm fortgesetzt, um den Erfolg zu überprüfen und die günstigsten Betriebsparameter festzulegen.

Zusätzlich wurden die Belüftungskerzen in den Belebungsbecken gereinigt, wodurch die Begasung feinblasiger und die Sauerststoffausnützung verbessert werden konnte.

Durch geeignete Sanierungsmaßnahmen konnte der Fremdwasseranteil deutlich reduziert werden. Weiteres Potenzial zum sicheren Betrieb steckt in der dezentralen Vorreinigung der Abwässer von zwei Betrieben. Dies wäre kostengünstiger als eine zusätzliche Erweiterung der kommunalen Kläranlage.

Erfolg und Kostenersparnis

Wie erwartet, erreichte die Kläranlage allein durch die beschriebenen Maßnahmen die gesetzlich vorgeschriebenen Ablaufwerte. Durch das stufenweise Vorgehen beliefen sich die Gesamtkosten für die Erweiterung auf weniger als 1 Million DM. Gegenüber dem ursprünglichen Kostenvoranschlag von mehr als 20 Millionen DM stellt dies eine erhebliche Einsparung dar.