Einführung
Die Abwasserbehandlung ist für den Schutz der öffentlichen Gesundheit und die Erhaltung einer nachhaltigen Wasserumwelt von entscheidender Bedeutung. A Abwasser Ablaufdiagramm der Behandlung veranschaulicht jede Behandlungsstufe, vom ersten Screening bis zur abschließenden Desinfektion. Dieser Artikel enthält eine detaillierte Erläuterung der einzelnen Schritte, gestützt auf Branchendaten, und zeigt, wie KACISE Sensoren die Effizienz und die Genauigkeit der Überwachung verbessern.
Ablaufdiagramm der Abwasserbehandlung
Hier finden Sie einen Überblick über die wichtigsten Stufen der Abwasserbehandlung und die wesentlichen Parameter, die in den einzelnen Stufen überwacht werden müssen.
Weltweite Daten zur Abwasserbehandlung
| Indikator | Wert | Quelle |
|---|---|---|
| Jährlich weltweit anfallendes Abwasser | ~380 Milliarden m³ | UN-Weltwasserentwicklungsbericht |
| Prozentualer Anteil des weltweit behandelten Abwassers | ~56% | UNEP 2023 |
| Wiederverwendungspotenzial von geklärtem Abwasser | >65% der industriellen Nachfrage | Weltbank |
| Energieverbrauch in Kläranlagen | bis zu 3% des nationalen Stroms | IEA |
Abwasserbehandlung Detaillierte Aufschlüsselung des Prozesses
1. Vorbehandlungsphase
Das Hauptziel der Vorbehandlung besteht darin, größere Feststoffpartikel zu entfernen und die Belastung der nachfolgenden Behandlungsstufen zu verringern. Dazu gehören in der Regel Verfahren wie das Sieben und die Sandausscheidung.
Kernprozesse:
- Sieben: Entfernt große Feststoffe wie Kunststoffe, Papier und andere Verunreinigungen.
- Sandausscheidung: Entfernt gröbere Partikel wie Sand, Kies und andere anorganische Feststoffe.
Zu überwachende Parameter:
- Durchflussmenge: Zur Überwachung der Menge des anfallenden Abwassers.
- Schwebstoffe (SS): Zur Messung der Konzentration von Schwebeteilchen vor und nach der Siebung und der Sandausscheidung.
- Partikelgröße: Um eine effektive Entfernung großer Fremdkörper durch eine geeignete Siebmaschenweite zu gewährleisten.
2. Primäre Behandlungsphase
Die Vorbehandlung ist ein physikalischer Prozess, bei dem ein Teil der Schwebstoffe und organischen Stoffe aus dem Abwasser entfernt wird. Sie umfasst in der Regel die Sedimentation (Vorabsetzung).
Kernprozesse:
Primärsedimentation: In einem Primärklärbecken setzen sich die Schwebstoffe am Boden ab und bilden Schlamm, während die verbleibende Flüssigkeit zur Sekundärbehandlung weitergeleitet wird.
Zu überwachende Parameter:
- Schwebstoffe (SS): Zur Bewertung der Entfernung von Schwebstoffen während der Sedimentation.
- Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): Zur Bestimmung der Konzentration organischer Schadstoffe im Abwasser.
- Sedimentationsgeschwindigkeit: Zur Überwachung der Effizienz der Sedimentation.
3. Sekundäre Reinigungsstufe
Die Zweitbehandlung ist das Herzstück des Abwasserreinigungsverfahrens. Dabei kommen in erster Linie biologische Verfahren wie das Belebtschlammverfahren zum Einsatz, um gelöste und suspendierte organische Stoffe, Stickstoff und Phosphor zu entfernen.
Kernprozesse:
- Belebtschlamm: Mikroorganismen bauen organische Schadstoffe zu einfacheren Verbindungen ab, darunter Kohlendioxid und Wasser.
- Kontaktstabilisierung: Mikroorganismen oxidieren organische Stoffe, und das behandelte Wasser wird anschließend von der Mikrobenmasse getrennt.
- Biologische Filter: Eine mikrobielle Gemeinschaft auf der Oberfläche eines Filtermediums trägt zum Abbau von Schadstoffen bei.
Zu überwachende Parameter:
- Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): Um den Abbau organischer Substanz zu verfolgen.
- Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB): Zur Bestimmung des biologischen Sauerstoffbedarfs des Wassers, der Aufschluss über den Gehalt an biologisch abbaubarem organischem Material gibt.
- Gesamtstickstoff (TN): Stickstoff ist einer der wichtigsten Nährstoffe, die in der Zweitbehandlung entfernt werden müssen.
- Gesamtphosphor (TP): Die Phosphorentfernung ist entscheidend, um die Eutrophierung von Gewässern zu verhindern.
- Gelöster Sauerstoff (DO): Dies ist für aerobe biologische Prozesse von entscheidender Bedeutung. Niedrige Sauerstoffgehalte können die mikrobielle Aktivität und den Abbau organischer Stoffe hemmen.
4. Tertiäre Reinigungsstufe
Die tertiäre Abwasserbehandlung dient der weiteren Reinigung des Abwassers und zielt häufig auf bestimmte Schadstoffe wie Stickstoff, Phosphor und Krankheitserreger ab. Dabei kommen üblicherweise Verfahren wie chemische Fällung, Filtration und Desinfektion zum Einsatz.
Kernprozesse:
- Chemische Fällung: Es werden Chemikalien wie Alaun oder Eisensalze zugesetzt, um Phosphor aus dem Wasser auszufällen.
- Filterung: Sandfilter oder andere Filter entfernen zusätzlich Schwebstoffe und Bakterien.
- Membranfiltration: Verfahren wie Umkehrosmose oder Nanofiltration entfernen gelöste Verunreinigungen.
- Desinfektion mit ultraviolettem (UV) Licht: UV-Licht tötet Krankheitserreger wie Bakterien und Viren ab.
Zu überwachende Parameter:
- Gesamtphosphor (TP): Um sicherzustellen, dass Phosphor wirksam entfernt wird.
- Gesamtstickstoff (TN): Der Stickstoffgehalt sollte weiter gesenkt werden.
- Krankheitserreger: Das Vorkommen schädlicher Mikroorganismen wie E. coli oder coliformer Bakterien sollte überwacht werden, um die Wassersicherheit zu gewährleisten.
- Trübung: Gibt die Klarheit des Wassers nach der Filterung an und liefert damit einen Hinweis auf die Wirksamkeit des Reinigungsvorgangs.
- Mikrobielle Aktivität: Stellt sicher, dass die Desinfektion wirksam ist und keine Krankheitserreger zurückbleiben.
5. Schlammbehandlung
Bei der Abwasserbehandlung fällt Klärschlamm an. Die Klärschlammbehandlung zielt darauf ab, das Volumen des Klärschlamms zu reduzieren und ihn für die Entsorgung oder die weitere Verwertung, beispielsweise zur Energiegewinnung oder zur Kompostierung, aufzubereiten.
Kernprozesse:
- Eindickung: Der Schlamm wird eingedickt, um sein Volumen zu verringern, indem man die Feststoffpartikel absetzen lässt.
- Anaerobe Vergärung: Mikroorganismen zersetzen organische Stoffe unter Ausschluss von Sauerstoff und produzieren dabei Methangas.
- Entwässerung: Durch mechanische Verfahren wie Zentrifugen oder Bandpressen wird dem Schlamm Wasser entzogen.
- Trocknung: Das restliche Wasser wird verdampft, wodurch sich das Volumen des Schlamms verringert.
Zu überwachende Parameter:
- Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms: Zur Bestimmung des Wassergehalts im Schlamm.
- Schlammmenge: Zur Ermittlung der während des Aufbereitungsprozesses anfallenden Schlammmenge.
- pH: Zur Überwachung des Säure- oder Basengehalts des Schlamms, der dessen Stabilität und Wiederverwendbarkeit beeinflussen kann.
- Flüchtige Feststoffe (VS): Dieser Wert gibt den Gehalt an organischem Material im Schlamm an und dient zur Beurteilung des Klärprozesses und des mikrobiellen Abbaus.
