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ARA
Beschreibung
Einzugsgebiet
Die Eckpunkte unseres Einzugsgebietes sind etwa:
Gäbris, Schwäbrig, Sommersberg, Stoss, Sammelplatz, Gemeindegrenze Gais, Idustriegebiet Strahlholz AI, Mehlersweid AI, Gemeidegrenze Bühler, Unterer Steigbach, Dachsbühl, Rothalden, Weissegg, Buche ob Bühler. So kommt insgesamt das Abwasser von etwa 4'500 natürlichen Einwohnern mit rund 5’000 Einwohnergleichwerten aus der Industrie zusammen.
Im ganzen Einzugsgebiet erfolgt die Entwässerung im „Trennsystem“. Somit wird nur das verschmutzte Abwasser aus Haushaltungen, Industrie und Gewerbe der ARA zugeleitet. Gefasstes sauberes Grundwasser, aber auch Abwasser von Dächern, Plätzen (keine Autos etc. waschen!) und Strassen wird direkt in die Gewässern abgeleitet; Versickerung ist nur vereinzelt möglich.
Das Abwasser aus der Industrie wird durch diese teilweise vorgereinigt; dadurch kann die Industrie Gebühren sparen und die ARA Bühler – Gais wird entlastet, d.h. sie muss vorläufig nicht vergrössert werden. Die grossen Industriebetriebe bezahlen dem Abwasserverband Gebühren entsprechend der effektiven Belastung der ARA.
Der Hauptkanal, welcher das Abwasser zur ARA führt, verläuft etwa dem Rotbach entlang.
Die gemeinsame ARA von Bühler und Gais wurde in der Unteren Au in Bühler erstellt und 1976 in Betrieb genommen. Sie wurde nach dem System „Attisholz“ gebaut, d.h. das Abwasser wird in zwei aufeinanderfolgenden biologischen Stufen gereinigt, das Phosphat wird durch Zugabe einer Eisen- oder Aluminiumlösung ausgefällt. Der anfallende Klärschlamm wurde ursprünglich belüftet und als Dünger verwertet.
1988 bis 1990 wurde die Anlage modernisiert und ausgebaut. So wurde das Volumen der Belüftungen, das heisst der „Hauptort“ der biologischen Abwasserreinigung, vergrössert. Dadurch wurde eine vollständigere Reinigung der Abwässer möglich. Um Schwebestoffe im Ablauf der Anlage möglichst vollständig zurückhalten zu können, wurde eine Filtration nachgeschaltet. Zur Behandlung des Klärschlammes wurde eine Schlammfaulung nachgerüstet; darin wird der Schlamm unter Luftausschluss verfault. Das gewonnene Faulgas wird in einem Blockheizkraftwerk zur Gewinnung von Elektrizität und Wärme genutzt. Im Laboratorium werden regelmässig Proben von Abwasser aus der Industrie, aus dem Reinigungsprozess der ARA und aus dem Rotbach untersucht, auch die verschiedenen Schlämme müssen zur Optimierung der Prozesse regelmässig analysiert werden.
Kies- / Sand- und Fettfang
Durch das einseitige Einpressen von Luft wird das Abwasser gezielt in Bewegung gehalten. Durch die regulierte Strömung sollen sich Steine und Sand absetzen, Fett aufschwimmen und organische Bestandteile in Schwebe gehalten werden.
Rechenanlage
Hier werden dem Abwasser gröbere Feststoffe wie WC-Papier entnommen und für die Entsorgung zusammengepresst. Dieses sog. Rechengut wird mit dem kommunalen Kehricht in der Verbrennungsanlage entsorgt.
Belüftungsbecken erste Stufe
Im Zufluss zu diesem Becken wird ein erster Teil der Eisenlösung zur Ausfällung des Phosphors ins Abwasser dosiert. Im Belüftungsbecken wird nun Belebtschlamm gezüchtet; zahlreiche Kleinstorganismen (kein Gift ins Abwasser!), welche hauptsächlich gelöste organische Verbindungen mit Hilfe von Sauerstoff „verbrennen“. Mit der dabei frei werdenden Lebensenergie vermehren sich die Organismen. Der für die „Verbrennung“ benötigte Sauerstoff wird mit Luft eingetragen. Diese Luft hat auch den Zweck, den Belebtschlamm in Schwebe zu halten. Die Menge des im Becken vorhandenen Schlammes wird durch die Entnahme von sogenanntem „Überschussschlamm“ geregelt.
Zwischenklärbecken
Nach dem Belüftungsbecken gelangt das Gemisch aus teilgereinigtem Abwasser und Belebtschlamm in das Zwischenklärbecken. Da hier keine nennenswerte Strömung herrscht, setzt sich der Belebtschlamm ab. Er wird durch den „Räumer“ mittels Bodenschild in trichterförmige Vertiefungen an den beiden Schmalseiten des Beckens geschoben. Aus diesen Trichtern wird der Schlamm mit Hilfe von Drucklufthebern in das Belüftungsbecken zurückgefördert und muss dort erneut arbeiten. Der überschüssige Schlamm wird nach wenigen „Arbeitstagen“ als sogenannter Frischschlamm entnommen und in einen Eindicker gepumpt.
Belüftungsbecken zweite Stufe
Hier wird die biologische Abwasserreinigung fortgesetzt. Die Organismen in diesem Belebtschlamm müssen die nach der ersten Stufe verbliebenen Verbindungen weiter oxidieren. Dabei handelt es sich vorwiegend um schwerer abbaubare organische Verbindungen und um den Stickstoff; dieser muss nun vom problematischen Ammoniak / Ammonium in das weitgehend ungiftige Nitrat umgewandelt werden (Nitrifikation). Solch anspruchsvolle Prozesse sind „Spezialistenarbeit“; die entsprechenden Kleinstorganismen vermehren sich teilweise sehr langsam, sodass sie im Mittel meist über zehn Tage lange arbeiten und sich vermehren müssen, sie benötigen auch viel (Luft-)Sauerstoff. In diese Stufe wird auch die restliche Eisenlösung zur vollständigen Ausfällung des Phosphors dosiert.
Nachklärbecken
Auch in der zweiten biologischen Stufe fliesst das Gemisch von Belebtschlamm und gereinigtem Abwasser anschliessend durch ein Absetzbecken. Der Schlamm wird wie im Zwischenklärbecken (siehe oben) durch Absetzung vom Abwasser getrennt und in das Belüftungsbecken der zweiten Stufe zurückgefördert. Der nicht mehr benötigte überschüssige Schlamm der zweiten Stufe wird zum Belüftungsbecken der ersten Stufe gepumpt und dort zusammen mit jenem Überschussschlamm als Frischschlamm entnommen.
Filtration
Das soweit gereinigte Abwasser wird nun noch über eine Filtration geleitet. Hier werden leichte Flöcklein, welche sich in der Nachklärung nicht abgesetzt haben, zurückgehalten. Der Filter besteht aus zwei Doppelkammern, durch welche das Abwasser von unten nach oben strömt. Das Filtermedium – Quarzsand – ist ebenfalls in Bewegung und strömt langsam von oben nach unter durch das Filter (Gegenstromprinzip). Wenn der Sand unten im Filter mit Schmutzstoffen beladen ist, so gelangt er in das zentrale Rohr jeder Filtereinheit und wird dort mittels Druckluft durch Schikanen nach oben gewirbelt und dabei gereinigt. Anschliessend rieselt er wieder auf das Filterbett. Der Sand wird etwa drei Mal täglich umgewälzt.
Abfluss der ARA
Das so mechanisch, biologisch und chemisch gereinigte Abwasser fliesst nun in den Rotbach; es ist zwar nach dem Stand der Technik sehr gut gereinigt, weist aber weder Trinkwasser- noch Badewasserqualität auf.
SCHLAMMBEHANDLUNG
Eindicker Frischschlamm
In diesen Becken soll der aus der Zwischenklärung entnommene Frischschlamm durch Absetzung weiteres Wasser abtrennen. Der Prozess wird durch die Beigabe eines Flockungshilfsmittels unterstützt. Das abgetrennte sog. Trübwasser wird mit einer absenkbaren Tauchpumpe entnommen und in den Zufluss zur Kläranlage geleitet. Der eingedickte Schlamm wird nun in den Faulraum gepumpt.
Faulraum
Im Faulraum wird der Schlamm während etwa 35 Tagen unter Ausschluss von Luft (anaerob) gefault. Dieser biologische Abbauprozess verläuft über mehrere Stufen bei einer Temperatur von knapp 40 °C. Dabei fällt Faulgas an, welches in einem Gasometer zwischengestapelt wird. Der ausgefaulte Schlamm wird nun in den Stapelraum verdrängt.
Stapelräume Faulschlamm und Schlammentsorgung
Der ausgefaulte Schlamm besteht nach dem Faulraum zu etwa 97 % aus Wasser. In Stapelräumen wird von diesem Faulschlamm durch Absetzung ein Teil des Wassers abgetrennt. Dieses sog. Faulwasser ist sehr stark belastet und wird dem Zufluss der Anlage wieder beigemischt. Durch die Eindickung erreichen wir zur Zeit einen Schlamm mit etwa 6 % Trockenrückstand. Dieser Schlamm wird mit Tanklastwagen auf die Kläranlage Altenrhein geführt. Dort wird er zuerst durch Zentrifugen auf etwa 30% Trockenrückstand entwässert und anschliesssend thermisch getrocknet. Der so entstandene Brennstoff mit rund 96 % Trockenrückstand wird im Zementwerk Untervaz verwertet.
HILFS- UND NEBENBETRIEBE
Gasbehandlung
Dem bei der Schalmmfaulung anfallenden Klärgas wird zunächst in einem Wasserabscheider – einem mit Kies gefüllten, kühl aufgestellten Topf - die überschüssige Feuchtigkeit entzogen. Trockenes Klärgas besteht im Wesentlichen zu rund 2/3 aus Methan und zu rund 1/3 aus Kohlendioxid. Um es rationell verwerten zu können, wird es in einem Gasometer, in unserem Fall einem aufblasbaren Sack im Estrich, zwischengestapelt.
Blockheizkraftwerk
Wenn genügend Gas im Gasometer gestapelt ist, wird es durch ein Gebläse dem Blockheizkraftwerk (BHKW) zugeführt. Der Motor des BHKW treibt einen Generator, welcher etwa 1/6 des Strombedarfes unserer Kläranlage deckt. Mit der Abwärme des BHKW decken wir rund 95 % des Wärmebedarfes der Anlage.
Wärmepumpe
Die fehlende Wärme für den Betrieb der Kläranlage wird mittels Wärmepumpe aus dem gereinigten Abwasser gewonnen.
Gebläsestation Luft
5 teilweise geregelte Gebläse liefern die Luft für den Betrieb von Sandfang, Belüftungsbecken und Drucklufthebern. Druckluftheber, sog. „Mammutpumpen“ werden eingesetzt zur Anhebung von Abwasser und Rücklaufschlämmen um geringe Höhendifferenzen.
Kompressoren
Zwei Kompressoren verdichten Luft für den Antrieb von pneumatischen Schiebern und die Sandwäsche in den Abwasserfiltern.
Fällmittelanlage
In einem Tank wird die Eisenlösung zur Ausfällung des Phosphors gelagert; eine Tankfüllung reicht für etwa 3 Monate. Das Fällmittel wird durch zwei Dosierpumpen an die Zugabestellen zum Abwasser (Zufluss zur ersten und zur zweiten Biologie) gefördert.
Probenahmen Abwasser
Um den Reinigungsprozess auf allen Verfahrensstufen laufend überwachen und an die sich ändernden Verhältnissen anpassen zu können, werden vom ankommenden Rohabwasser wie auch nach jeder Reinigungsstufe über 24 Stunden automatisch Abwasserproben entnommen und periodisch im Laboratorium untersucht. Die Proben geben auch wertvolle Hinweise auf die Ursache von Betriebsstörungen.
Laboratorium
Um die komplexen Prozesse bei Abwasserreinigung und Schlammbehandlung laufend zu überwachen und gegebenenfalls den sich ändernden Gegebenheiten anpassen zu können, müssen verschiedene Proben von Abwasser und Schlämmen physikalisch, chemisch und biologisch untersucht werden. Aus den Resultaten der Online-Messungen und der Laboranalysen werden die optimalen Betriebsparameter berechnet.
Betriebswarte
Steuerung, Protokollierung und Unterhaltsplanung sind einige der Arbeiten, welche in der Betriebswarte durchgeführt werden.
Werkstatt
Abwasser fällt jahraus, jahrein rund um die Uhr an – und es muss immer gereinigt werden, sonst entsteht eine (strafbare) Gewässerverschmutzung. Dementsprechend muss durch einen vorausschauenden, guten Unterhalt der Anlagen deren dauerhafte Funktion gewährleistet werden.
Feststoffe
Kehrricht
Textilien, Strümpfe, Wegwerfwindeln, Hygieneartikel, Watte, Wattestäbchen, Verpackungen, Rasierklingen, grobe Speisereste, Katzenstreu usw.
Speise- und Maschinenöl
getrennt in die Ölsammelstelle der Gemeinde
Benzin, Verdünner und ähnliches
(Explosionsgefahr!)
Verkaufsstellen => Kleinmengen zur Gemeinde-Sammelsstelle
Gifte, Chemikalien, alte Medikamente, Säuren, Laugen und ähnliches
Verkaufsstelle => Kleinmengen zur Gemeinde-Sammelsstelle
Konzentrierte Farbstoffe möglichst aufbrauchen
Verkaufsstelle => Kleinmengen zur Gemeinde-Sammelsstelle
Zement- und Gipswasser
Absetzgruben oder als Schutt abführen