Die Funktionsweise der ARA Birmensdorf

Das Abwasser besteht hauptsächlich aus organischem Material, Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Zusätzlich enthält es Feststoffe wie Plastik- und Metallteile, Sand, Kies oder Schlammpartikel.  Die Reinigung in der ARA Birmensdorf erfolgt in mehreren Stufen, bei denen die verschiedenen Belastungsstoffe fortlaufend entfernt werden. Man unterscheidet zwischen mechanischer, biologischer und chemischer Reinigung. Neu hinzugekommen ist die vierte Stufe zur Eliminierung von Mikroverunreinigung.

 1  Einlass des Abwassers – Ankunft in der Kläranlage

Das Abwasser aus Haushalten, Industrie und Gewerbe gelangt über das Kanalnetz zur Kläranlage. Es enthält eine Vielzahl von Stoffen: organische Abfälle, Fäkalien, Fette, Sand, Papier, aber auch gelöste Schadstoffe wie Nährstoffe, Medikamentenrückstände oder Chemikalien. Am Einlass der Anlage beginnt der systematische Reinigungsprozess. Ziel ist es, das Wasser Schritt für Schritt von groben, feinen und schliesslich auch unsichtbaren Verunreinigungen zu befreien, bevor es in ein Gewässer zurückgeleitet wird. 

2  Schutz bei Regen und Starkbelastung

Bei starkem Regen gelangt kurzfristig sehr viel zusätzliches Wasser in die Kanalisation. Um eine Überlastung der Kläranlage zu verhindern, wird dieses Mischwasser in Wasserrückhaltebecken zwischengespeichert. Die Becken wirken wie Puffer: Sie nehmen überschüssiges Abwasser auf und geben es zeitverzögert an die Kläranlage zurück, sobald wieder genügend Kapazität vorhanden ist. So wird verhindert, dass ungereinigtes Wasser in Gewässer gelangt oder die Reinigungsleistung der Anlage beeinträchtigt wird. 

3  Rechenanlage – Entfernung grober Stoffe

Als erstes durchfliesst das Abwasser die Rechenanlage. Hier halten eng stehende Metallstäbe grobe Bestandteile wie Holz, Plastik, Textilien oder Hygieneartikel zurück. Diese Stoffe würden nachfolgende Anlageteile beschädigen oder verstopfen. Das Rechenmaterial wird maschinell entfernt, entwässert und anschliessend in der Kläranlage verbrannt. Das Wasser fliesst danach deutlich «aufgeräumter» weiter, enthält aber weiterhin viele feinere und gelöste Stoffe. 

4  Sand- und Fettfang – Abtrennung schwerer und leichter Stoffe

Im Sand- und Fettfang wird die Fliessgeschwindigkeit des Abwassers gezielt reduziert. Schwere mineralische Stoffe wie Sand, Kies oder Glassplitter sinken zu Boden und werden abgesaugt. Gleichzeitig steigen leichtere Stoffe wie Fette und Öle an die Oberfläche und werden abgeschöpft. Dieser Schritt schützt Pumpen und Becken vor Abrieb und Ablagerungen und sorgt für einen stabilen Betrieb der gesamten Anlage. 

5  Vorklärbecken – Absetzen organischer Feststoffe

Im Vorklärbecken kommt das Abwasser für mehrere Stunden zur Ruhe. Dabei setzen sich feine organische Feststoffe als sogenannter Primärschlamm am Boden ab. Leichte Schwimmstoffe werden an der Oberfläche entfernt. Bereits hier wird ein erheblicher Teil der Schmutzstoffe aus dem Wasser entfernt. Das vorgereinigte Abwasser fliesst weiter in die biologische Stufe, während der Schlamm in die Schlammbehandlung geleitet wird. 

6  Biologische Reinigung – Abbau durch Mikroorganismen

In der biologischen Stufe übernehmen Milliarden von Mikroorganismen die Hauptarbeit. In belüfteten Belebungsbecken bauen sie gelöste organische Stoffe ab und entfernen Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor. Zusätzlich wird eine Eisen-Salz-Lösung ins Abwasser dosiert, welche mit Phosphor reagieren kann, und diesen so aus dem Abwasser entfernt. Unter Sauerstoffzufuhr (aerobe Phase) werden organische Stoffe zu Kohlendioxid und Wasser umgewandelt. In sauerstoffarmen Zonen (anoxische Phase) wird Stickstoff biologisch in unschädlichen gasförmigen Stickstoff umgewandelt, der in die Atmosphäre entweicht. 

7  Nachklärbecken – Trennung von Wasser und Belebtschlamm

Im Nachklärbecken wird die Mischung aus gereinigtem Wasser und Mikroorganismen erneut zur Ruhe gebracht. Der Belebtschlamm sinkt zu Boden, während das nun weitgehend saubere Wasser oben abfliesst. Ein Teil des Schlamms wird zurück in die biologische Stufe geführt, um dort weiterhin Reinigungsarbeit zu leisten. Der Überschussschlamm wird in die Schlammbehandlung abgeführt. 

8  EMV – Elimination von Mikroverunreinigungen (4. Reinigungsstufe)

Moderne Kläranlagen verfügen zusätzlich über eine Anlage zur Elimination von Mikroverunreinigungen (EMV). Diese entfernt Stoffe, die in herkömmlichen Reinigungsstufen kaum abgebaut werden, etwa Medikamentenrückstände, Hormone, Pestizide oder Kosmetikinhalts-stoffe. Häufig kommen Ozonung, Aktivkohle oder eine Kombination beider Verfahren zum Einsatz. Die Mikroverunreinigungen werden chemisch zerstört oder an Aktivkohle gebunden und anschliessend entfernt. Diese zusätzliche Reinigungsstufe verbessert den Gewässerschutz erheblich.   

9  Ablauf in das Gewässer – Rückgabe sauberen Wassers

Nach Abschluss aller Reinigungsstufen verlässt das gereinigte Abwasser die Kläranlage und fliesst in die Reppisch. Es ist nun klar, geruchlos und erfüllt strenge gesetzliche Anforderungen. Die Kläranlage hat damit ihre zentrale Aufgabe erfüllt: den Schutz von Umwelt, Gewässern und Trinkwasserressourcen. 

10  Schlammbehandlung – Eindicken und Vorbereitung

Der in Vor- und Nachklärung anfallende Schlamm wird zunächst eingedickt. Dabei wird überschüssiges Wasser entfernt, um das Volumen zu reduzieren. Der eingedickte Schlamm enthält noch viele organische Stoffe und eignet sich daher gut für die weitere energetische Nutzung im Faulungsprozess.

11  Faulungsprozess – Anaerober Abbau im Faulturm

Im Faulturm wird der Schlamm unter Luftabschluss (anaerob) und bei kontrollierter Temperatur um 38 Grad Celsius von Bakterien zersetzt. Dieser Prozess verläuft in mehreren biologischen Stufen: komplexe organische Stoffe werden zunächst in kleinere Bestandteile zerlegt, anschliessend in organische Säuren umgewandelt und schliesslich zu Methan und Kohlendioxid abgebaut. Das entstehende Faulgas ist energiereich und wird zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt. Gleichzeitig wird der Schlamm stabilisiert, geruchsärmer und hygienisch sicherer.

12  Entwässerung und Verwertung des Faulschlamms

Nach der Faulung wird der Schlamm mechanisch entwässert. Das verbleibende Schlammwasser wird zurück in die Kläranlage geleitet. Der entwässerte Klärschlamm wird in der Kehrichtverbrennungsanlage verbrannt. Somit sind die Aufgaben der Kläranlage beendet, das Abwasser wurde gereinigt, Energie aus dem Schlamm zurückgewonnen und Reststoffe verantwortungsvoll behandelt.