Abwasserreinigung und Umweltschutz

Luftbild Kläranlage Seit Gründung des Zweckverbandes Abwasserreinigung in Balingen im Jahr 1971 haben sich die Verbandsgemeinden Balingen, Geislingen, Dotternhausen, Dormettingen und Albstadt mit dem Stadtteil Laufen einer umweltorientierten und zugleich wirtschaftlichen Abwasserreinigung verschrieben.
Der Einsatz neuer und innovativer Abwassertechnologien sowie die Nutzung regenerativer Energien ist dabei eine Selbstverständlichkeit und zugleich Ausdruck unseres eigenen Anspruchs an den Betrieb einer modernen Kläranlage. Neben der Verantwortung für die Abwasserreinigung sind wir uns auch unserer besonderen Verantwortung hinsichtlich des Umweltschutzes bewusst und stellen uns dieser auch.

Neueste Abwassertechnologie

Belebungsbecken Ergänzend zu den gängigen mechanischen und biologischen Reinigungsverfahren sind zwei weitere Reinigungsstufen installiert worden, die dem neuesten abwassertechnologischen Stand entsprechen. Diese ermöglichen den umfassenden Abbau der in den Abwässern vorhandenen Nährstoffe. In diesem Zusammenhang sind insbesondere die Stickstoffverbindungen und Phosphate zu erwähnen. Eine moderne Feinrechenanlage entfernt auch kleinste Feststoffe und Hygieneartikel, die schließlich ausgewaschen und über eine Presse der Entsorgung zugeführt werden. Durch eine Sandwascheinrichtung lassen sich zudem die aus dem Sandfang entstehenden Rückstände auf ein Minimum reduzieren. Ebenfalls erheblich verringern lassen sich die Klärschlammmengen durch eine spezielle Faulschlammentgasungsanlage. Der Umbau des Nachklärbeckens und dessen Schwellenerhöhung führte zudem zu einer noch besseren Absetzwirkung und damit zu einer weiteren Steigerung der Gesamtklärleistung. Der Einsatz neuer und innovativer Abwassertechnologien erfolgt stets unter der Prämisse der Verbesserung der Reinigungsleistung und unter Beachtung der Betriebskosten.

Nutzung regenerativer Energien

Photovoltaikanlage Der Betrieb von Blockheizkraftwerken ermöglicht es, das in der Kläranlage entstehende Klärgas in nutzbare Wärme und elektrische Energie umzuwandeln. Allein die Blockheizkraftwerke decken bereits 60 - 90 % des Gesamtverbrauchs an elektrischer Energie. Durch den Einbau einer Wasserkraftturbine im Kläranlagenauslauf und durch den Einbezug der Photovoltaiktechnik trägt der Zweckverband weiter zu einer äußerst positiven Energiebilanz bei und nutzt dabei auch die vorhandenen Potentiale einer Kläranlage optimal aus. Ein positives Beispiel dafür, dass Ökologie und Ökonomie sich nicht gegenseitig ausschließen. Unsere Vision liegt im energieautarken Betrieb der Kläranlage. Die Nutzung regenerativer Energien ist dabei ein wichtiger Grundpfeiler für das Erreichen dieses Zieles.

Innovative Umwelttechnik

Energetische Klärschlammverwertungsanlage Eine optimale Reinigung der Abwässer, die Reduzierung der Betriebskosten, ein energieautarker Betrieb der Gesamtanlage sowie eine umweltgerechte und nachhaltige Verwertung anfallender Klärschlämme – zur Erreichung dieser Ziele hat der Verband im Laufe der letzten Jahre immer wieder auch innovative Wege beschritten. Ein Beispiel hierfür ist die Installation einer solaren Klärschlammtrocknungsanlage, deren Energiebedarf vollständig über eine Photovoltaikanlage abgedeckt wird. Aber auch der Einsatz der Energetischen Klärschlammverwertungsanlage – ein bundesweites Modellprojekt – setzt Maßstäbe. Der zuvor getrocknete Klärschlamm wird durch die Anlage nicht nur volumenmäßig weiter reduziert und gleichzeitig zur Strom- und Wärmegewinnung genutzt, sondern auch umweltverträglich behandelt und verwertet. Diese Technik nutzen aktuell auch weitere Kläranlagenbetreiber im Rahmen einer interkommunalen Zusammenarbeit. Der Zweckverband hat mit seiner erfolgreich umgesetzten Gesamtkonzeption in ökologisch und zugleich wirtschaftlicher Hinsicht Maßstäbe gesetzt. Dabei haben sich insbesondere die Verbandsgemeinden – im Bewusstsein ihrer besonderen Verantwortung für die Umwelt – den ökologischen Fragestellungen gestellt und sehen sich durch die bislang erzielten Fortschritte und Erfolge in ihrem Handeln bestätigt. Wir werden uns daher im Rahmen unserer finanziellen Möglichkeiten auch weiterhin konsequent den ökologischen Herausforderungen, die uns die Zukunft vorgibt, stellen und damit unserem Auftrag zur Erhaltung der natürlichen Lebensgrundlagen nachkommen.

Vision: Energieautarke Kläranlage

60 - 90 % des Strombedarfs der Kläranlage Balingen werden durch Blockheizkraftwerke mit Faulgasverwertung des im Faulturm anfallenden Biogases erzeugt. Hinzu kommen weitere alternative Energieträger wie die Photovoltaikanlage sowie die Stromerzeugung aus der (Ab-)Wasserkraftturbine. Je nach Witterungslauf (Sonnenschein, Regenwassermenge für die Turbine) kann der Fremdstromverbrauch der Kläranlage über die Jahre schwanken. Er betrug zum Beispiel im Jahre 2006 lediglich 8%. Das zur Beheizung der Faultürme zum Teil notwendige Erdgas wird durch die Blockheizkraftwerke ebenfalls zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt und kann somit noch positiv zum Energiehaushalt beitragen. Durch den beschriebenen Energiemix konnte die Kläranlage Balingen im Bereich des Strombezugs in den vergangenen Jahren zum Teil gänzlich energieautark betrieben werden. Hier leistet auch das bei der energetischen Klärschlammverwertung gewonnene Synthesegas einen weiteren Beitrag, da dies auch in einem Blockheizkraftwerk verwertet werden kann. Hinsichtlich des Energiebedarfs nehmen wir landesweit eine Spitzenstellung ein und liegen mit einem Strombedarf von ca. 17-18 kWh/EW deutlich unter dem Landeswert von 33 kWh/EW sowie unter dem empfohlenen Zielwert,welcher mit 21 kWh/EW angegeben wird.
Mit dem Energiemix aus Biogas, Klärschlammverwertung, Sonne- und Wasserkraft sowie Energiesparmaßnahmen konnte in den letzten Jahren dieser geringe Energiebedarf und ein wesentlicher Beitrag zur CO2-Reduktion erreicht werden. Hierauf aufbauend werden wir unseren Weg hin zu einer energieautarken Kläranlage weitergehen, weitere Optimierungen vornehmen und vorhandene Potentiale nutzen.

Der SBR-Reaktor

Der SBR-Reaktor Zur Begrenzung der Ammoniumstickstoffeinleitungen in das Gewässer kommt in Balingen das erst seit kurzem bekannte Verfahren der einstufigen Deammonification (Demon®) zum Einsatz. Dieses Verfahren konnte auf der Kläranlage Balingen in eine bestehende Belebungsbeckenkammer integriert werden, sodass diese nunmehr als sogenannte SBR-Anlage (Sequencing Batch Reactor) genutzt wird.
Beim Demon-Verfahren wird Ammonium nur zu 50 % zu Nitrit oxidiert, anschließend wird das Nitrit mit dem restlichen Ammonium zu Stickstoff reduziert. Hierbei finden die Reinigungsprozesse, wie die Abtrennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm nacheinander im selben Becken statt. In diesem sogenannten SBR-Reaktor wird das Trübwasser aus der Kammerfilterpresse sowie weitere interne Stickstoffkreisläufe als "Teilstrom" behandelt und die Stickstoffablaufkonzentrationen weitgehend reduziert.
Da beim Demon-Verfahren auf die Zudosierung einer sonst üblichen Kohlenstoffquelle verzichtet werden kann, hat dieses Verfahren neben einer günstigen Energiebilanzen auch geringe Betriebskosten.

Die "Fremdwasser-Problematik" in den Jahreswassermengen

Abhängig vom Witterungsverlauf fließen der Kläranlage Balingen pro Jahr rund 10 Mio. m³ Abwasser als sogenanntes Mischwasser aus dem Kanalsystem zu. Dieses Wasser besteht aus den Schmutzwassereinleitungen der Haushalte sowie der Industrie. Bei Regenereignissen wird außerdem der Niederschlag, welcher über die Dächer, Straßen und sonstigen befestigten Flächen in die Kanäle gelangt, als Mischwasser der Kläranlage zugeführt. Der Schmutzwasseranteil beträgt hierbei in der Regel rd. 1,9 Mio. m³/a und macht daher den geringsten Anteil aus.
Wie aus der untenstehenden Grafik zu entnehmen ist, wird ein erheblicher Anteil der Jahresabwassermenge durch das sogenannte Fremdwasser verursacht (5,4 Mio. m³/a).
Beim Fremdwasser handelt es sich um ungewollte Einleitungen von Wässern, welche eigentlich keiner weiteren Reinigung bedürfen. Dies sind in der Regel Grundwassereinleitungen über Drainagen (Hausdrainagen) sowie über undichte Kanäle eintretendes Grundwasser. Auch Brunnenüberläufe oder Einleitungen aus Feldgräben bei Regen- oder Schneeschmelze sind als Fremdwassereinleitung anzusehen.
Aufgrund des hohen Fremdwasseranteiles ist der Zweckverband Abwasserreinigung Balingen und die an ihn angeschlossenen Städte und Gemeinden gehalten, diese Fremdwassereinleitungen zu minimieren. Ziel ist es, das saubere Grundwasser direkt in die Bäche einzuleiten und nicht zuerst mit dem zu reinigenden Schmutz- und Regenwasser zu vermischen, um es dann anschließend in der Kläranlage zu reinigen.
In einem mehrjährigen Stufenprogramm wird daher die Reduktion des Fremdwassers seitens des Zweckverbandes Abwasserreinigung Balingen und der Städte und Gemeinden aktiv umgesetzt. Hierzu zählen Maßnahmen, wie die Sanierung von undichten Abwasserkanälen (Kanalsanierung) sowie die gezielte Ableitung von Fremdwasseranfallstellen über getrennte Kanäle direkt in die Bäche.