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ARA Zwingen
Die ARA Zwingen wurde im Jahr 1977 in Betrieb genommen. Seither wurde die Kläranlage laufend erweitert und modernisiert, um den zunehmenden Anforderungen an die Abwasserreinigung gerecht zu werden.
Die ARA Zwingen behandelt die Abwässer von etwa 23‘000 Einwohnern aus den 15 Verbandsgemeinden. Jährlich werden in der Kläranlage Zwingen ca. 2 Mio. m3 Abwasser gereinigt.
Das Abwasser gelangt aus den Gemeinden über das Verbandskanalisationsnetz zur Kläranlage. In der mechanischen Reinigungsstufe wird der grösste Teil der festen Grob- und Schmutzstoffe eliminiert. In der nachfolgenden biologischen Reinigungsstufe werden die organischen Abwasserinhaltsstoffe von Mikroorganismen abgebaut und somit aus dem Abwasser entfernt. Auch die Umwandlung des fischtoxischen Ammoniums in unbedenklichen Nitrat-Stickstoff erfolgt durch die Mikroorganismen nahezu vollständig. Parallel zu den biologischen Prozessen wird durch den Einsatz von Fällmitteln der grösste Teil der Phosphate chemisch aus dem Abwasser entfernt.
Aus dem bei der Abwasserreinigung anfallenden Klärschlamm entsteht in der Schlammbehandlung Biogas, das im Blockheizkraftwerk energetisch genutzt wird. Mit der dabei produzierten Energie werden der gesamte Wärmebedarf und ca. 70% des Strombedarfs der ARA Zwingen gedeckt.
Das Abwasser der Verbandgemeinden gelangt über die Kanalisation im freien Gefälle zur ARA Zwingen. Bei starken Regenereignissen fliessen bis zu 4‘000 l/s zur Kläranlage. Da der Zulauf der ARA auf den doppelten Trockenwetteranfall, also 400 l/s begrenzt ist, wird Abwasser, welches nicht der Kläranlage zugeführt werden kann, mittels bestehendem Siebrechen vorbehandelt und im Mischwasserbecken zwischengespeichert resp. dem Vorfluter zugeführt.
Das Mischwasserbecken auf der ARA verfügt über ein Volumen von 820 m3 und dient der Speicherung des Abwassers, welches bei einem Niederschlagsereignis aufgrund der Zuflussbegrenzung nicht direkt behandelt werden kann. Sobald nach dem Ende des Regenereignisses wieder ausreichende Kapazitäten zur Verfügung stehen, wird das zwischengespeicherte Abwasser aus dem MWB in den Zulauf der Kläranlage gepumpt.
Mit dem Abwasser gelangen ebenfalls Sand und Steine, die grösstenteils durch Regen in die Kanalisation gespült wurden, zur Kläranlage. Zum Schutz der Kläranlage und der installierten Aggregate werden Sand und Steine im Rundsandfang aus dem Abwasser entfernt, anschliessend gewaschen und an die benachbarte Kiesaufbereitung abgegeben.
Die zweistrassige Rechenanlage mit einem Stabstand von 15 mm entfernt Grobstoffe, wie Holz, Wattestäbchen, Hygieneartikel etc. aus dem Abwasserstrom. Das entfernte Rechengut wird anschliessend gewaschen, entwässert und in der Kehrichtverbrennungsanlage entsorgt.
In der zweistrassigen Vorklärung mit einem Volumen von jeweils 830 m3 wird die Fliessgeschwindigkeit des Abwassers so weit verlangsamt, dass die partikulären Abwasserinhaltsstoffe auf den Boden absinken können. Die abgesetzten Partikel werden mittels Seilzugräumern zum Schlammtrichter befördert und als Primärschlamm aus der Vorklärung abgezogen.
In der zweiten Stufe, der biologischen Reinigungsstufe, wird das Abwasser in zwei Belebungsbecken biologisch gereinigt. Die im mechanisch gereinigten Abwasser enthaltenen nicht absetzbaren Schmutzstoffe dienen als Nahrung für zahlreiche Mikroorganismen, die den Reinigungsprozess bewirken, in dem sie Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen soweit abbauen, dass sie für die Gewässer keine Belastung mehr darstellen. Der für diese Prozesse notwendige Sauerstoff wird über ein feinblasiges Belüftungssystem zugeführt.
In den zwei Belebungsbecken wird parallel zu den biologischen Prozessen zusätzlich durch die Zugabe eines Fällmittels (dritte Reinigungsstufe, die
chemische Stufe) der grösste Teil der Phosphate, die nebst Nitraten als Dünger für Wasserpflanzen und Algen wirken, an den Belebtschlamm gebunden und so aus dem Abwasser eliminiert.
Das Gemisch aus Belebtschlamm und gereinigtem Abwasser wird weiter in die vier Nachklärbecken geleitet. In diesen setzt sich der Belebtschlamm am
Boden ab und das gereinigte Abwasser fliesst via Überfallkanten in die Birs. Der Schlamm am Boden der Nachklärbecken wird mittels Räumeinrichtungen teilweise als Rücklaufschlamm abgezogen und in
die Belebungsbecken gefördert. Der überschüssige Schlamm wird in den Zulauf der Vorklärbecken geleitet. Aus den Vorklärbecken wird er als Frischschlamm in die Schlammbehandlung
gepumpt.
Der täglich aus dem Vorklärbecken abgezogene Frischschlamm wird zur Vermeidung von Verstopfungen der Schlammleitungen durch Haare, Wattestäbchen sowie andere Fremdkörper in der Strainpresse gesiebt.
Der Frischschlamm wird vor der Behandlung in der Schlammfaulung auf einen Trockensubstanzgehalt von etwa 5% eingedickt (Bild: Revision Rotomat)
Der voreingedickte Frischschlamm wird während mindestens 20 Tagen bei Temperaturen von etwa 38 °C im Faulraum ausgefault. In dem luftdicht abgeschlossenen Faulraum bauen
Methanbakterien
einen Drittel des Schlamms ab. Dabei entsteht Klärgas, eine Mischung aus ca. 65% Methan und 35% CO2.
Der ausgefaulte Schlamm wird in den Stapel gepumpt, in dem er zwischengelagert und statisch voreingedickt wird. Das dabei abgezogene Prozesswasser wird wieder den Belebungsbecken zugeführt.
Bevor der Schlamm der Entsorgung zugeführt wird, wird dieser maschinell entwässert, um einerseits die zu transportierende Schlammemenge, andererseits die Entsorgungskosten zu reduzieren. Bei der Schlammentwässerung werden dem Schlamm Flockungshilfsmittel zugefürt, die den Abtrennvorgang unterstützen. Der auf ca. 30% entwässerte Schlamm wird in der Kehrichtverbrennung entsorgt.
Das beim Faulprozess entstehende Klärgas wird im Gasspeicher gesammelt und zur Erzeugung von Strom und Wärme im Blockheizkraftwerk genutzt.
Das Blockheizkraftwerk (BHKW) besteht aus einem Gasmotor, einem Generator und einem Wärmetauscher. Das produzierte Klärgas wird im Gasmotor verbrannt, welcher den Generator antreibt. Der produzierte Strom reicht aus, um mehr als 70% des Gesamtstromverbrauchs der Kläranlage zu decken. Mit der Abwärme aus dem BHKW kann gar der gesamte Wärmebedarf der Kläranlage gedeckt werden.