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Kleinkläranlagen

Kleinkläranlagen

Kleinkläranlagen sind für Gebäude und Standorte von Bedeutung, die nicht an eine zentrale Abwasserentsorgung angeschlossen sind

Die effektive Behandlung von Abwasser durch kleine Kläranlagen schützt Gewässer und die Umwelt vor Verschmutzung. Eine sorgfältige Planung, Installation und Wartung von kleinen Abwasserbehandlungsanlagen ist entscheidend, um die gesetzlichen Vorschriften einzuhalten. Durch den Einsatz moderner Verfahren in kleinen Kläranlagen können Unternehmen den Energieverbrauch und den Ressourceneinsatz reduzieren.

Kleinkläranlagen

Im Rahmen des Facility Managements ist nicht zu erwarten, dass große Kläranlagen betrieben werden. Dies bleibt das Hauptgeschäft von Fachunternehmen. Allerdings kann das Facility Management für kleinere Abwasserbehandlungsanlagen verantwortlich sein, wenn Umstände wie finanzielle, technische oder rechtliche Überlegungen dies erfordern, insbesondere wenn das Abwasser nicht über die zentrale örtliche Abwasserentsorgungsanlage entsorgt werden kann.

Aufbau, Verfahren

Kleine Kläranlagen werden als "Anlagen zur Abwasserbehandlung mit einer Nennleistung von 4 bis 50 EW (Einwohnerwerte)" definiert. Feststoffe, Fette und andere Stoffe im Abwasser werden in einem (mehrstufigen) Absetzbecken getrennt. Anschließend erfolgt die biologische Behandlung des Abwassers, ein Verfahren, das in größeren Kläranlagen analog angewendet wird.

Die Verfahren werden gemäß der Tabelle differenziert:

Name des Verfahrens

Erläuterung

Belebtschlammverfahren

im Durchlaufbetrieb oder intermittierend

Membranbelebungsreaktoren (MBR)

Einsatz von Ultrafiltration (Membranen zwischen 0,1 und 0,01 µm),

Membranen unterschiedlicher Bauform

Festbettverfahren

Auf Grund des mechanisch einfacheren Aufbaus können Verfahren mit Festbetten mit weniger Aufwand stabil betrieben werden. Pflanzenkläranlage, Tropfkörper, getauchtes Festbett, Sandfilterkläranlagen, Abwasserverrieselung.

Nicht technische Anlagen

Kommen ohne technische Bauteile aus, wie zum Beispiel Abwasserteiche, Pflanzenbeete, Bodenkörper.

Diese haben größeren Platzbedarf als technische Anlagen, sind aber einfacher in der Eigenkontrolle, brauchen weniger Wartung durch einen Fachmann (meist nur die Beprobung durch einen Fachmann, Fernwartungssoftware ist einsetzbar)

Tropfkörper

Siehe Abbildung „Anlagenschema mit Tropfkörper“

Tabelle: Klärverfahren

Anlagenschema mit Tropfkörper (Quelle: Wikipedia)

Ein Trickling-Filter ist eine spezialisierte Vorrichtung in der Abwasserbehandlung. Sie besteht aus einem Behälter mit einem festen Bett, das aus Materialien wie Lavaschlacke oder Kunststoffen besteht. Das Abwasser wird über Düsen durch dieses feste Bett geleitet, und Luft wird ihm im Gegenstromprinzip zugeführt. Das feste Bett dient als Plattform für einen "Bakterienteppich", durch den das Wasser durchsickert. Dieser Prozess erleichtert den biologischen Abbau der Inhaltsstoffe des Wassers, bei denen ein solcher Abbau möglich ist. Wenn das Trickling-Wasser über den Bakterienteppich strömt, bewirkt es das Wachstum der Bakterienkultur und spült sie schließlich in einen Sekundärklärer zur Trennung.

Dieses Prinzip ahmt einen natürlichen Prozess nach, ähnlich wie wenn man sich Steine in einem Bach mit einer schleimigen biologischen Oberfläche vorstellt. Der Trickling-Filter reproduziert im Wesentlichen die Funktion dieser Steine. Wenn das System keine unangenehmen Gerüche erzeugt, ähnlich wie ein unbelasteter Bach, kann man davon ausgehen, dass die kleine Kläranlage ordnungsgemäß funktioniert.

Die Auslegung von Tropfkörpern erfolgt nach BR , d. h.

  • nach der BSB5-Belastung je m³ Füllmaterial bei brockengefüllten Anlagen

  • oder nach der Flächenbelastung, das heißt BSB5 je m² der Füllmaterialoberfläche bei kunststoffgefüllten Systemen.

Typische Raumbelastung

Klär-Maßnahmen

(bei brockengefüllten Tropfkörpern)

0,4 kg BSB5/m³

Kohlenstoffentfernung

0,2 kg BSB5/m³

Kohlenstoffentfernung + Nitrifikation

Typische Flächenbelastung

(bei Kunststofffüllungen)

4g BSB5/m²

Kohlenstoffentfernung

2g BSB5/m²

Kohlenstoffentfernung + Nitrifikation

Typische Raum- bzw. Flächenbelastungen

Als zusätzlicher Reinigungsschritt können Trickling-Filter auch nach einem stärker belasteten ersten Reinigungsstadium nach dem Belebtschlammverfahren installiert werden. In diesem Aufbau fungiert der Nachklärer des ersten Stadiums als Zwischenklärbecken, und der Trickling-Filter übernimmt die Funktion eines zweiten biologischen Reinigungsstadiums. Gemäß den jeweiligen Landesgesetzen unterliegen kleine Kläranlagen der Baugenehmigungspflicht und müssen regelmäßig von einem Fachmann gewartet werden. Darüber hinaus sind Betreiber verpflichtet, eine verantwortungsvolle Eigenüberwachung durchzuführen. Das behandelte Abwasser aus kleinen Kläranlagen kann beispielsweise in einen offenen Kanal eingeleitet werden. Wenn sichergestellt ist, dass ein sicherer Abstand zum Grundwasser eingehalten wird, besteht auch die Möglichkeit der Versickerung ins Untergrund. Natürlich können Herausforderungen auftreten, wenn es um die Entsorgung von Abwasser aus einer kleinen Kläranlage geht.

Solche Schwierigkeiten bestehen beispielsweise dann,

  • Solche Schwierigkeiten bestehen beispielsweise dann,

  • wenn ein offenes Gerinne nicht zur Verfügung steht,

  • wenn ein hoher Grundwasserspiegel vorhanden ist,

  • wenn die Gefahr besteht, rutschgefährdete Hänge zu sehr zu durchnässen

Die Lösung für solche Fälle könnte die Weiterleitung des Abwassers durch eine Rohrleitung in einen (hoffentlich in der Nähe befindlichen) Abwasserkanal sein.

Die Kosten von Kleinkläranlagen sind aus den folgenden Einzelkosten zu ermitteln:

  • Errichtungskosten

  • Betriebskosten Energiekosten (Stromkosten für Pumpen, Kompressor und Steuerung), die Wartung der Anlage, die betrieblich notwendigen und behördlich vorgeschriebenen Kontrollen der Ablaufqualität und die Entsorgung des anfallenden Klärschlammes.

Es werden zurzeit auch Betreibermodelle von Kläranlagen beobachtet, bei denen der Betriebvon Kleinkläranlagen im Verbund einer Gemeinde gemeinsam mit der Kläranlage organisiert wird (sogenannter Wartungsverbund).

Wichtige Regelwerke für Kleinkläranlagen sind u.a.:

  • DIN EN 12566-1 Kleinkläranlagen für bis zu 50 EW - Teil 1: Werkmäßig hergestellte Faulgruben (enthält Änderung A1:2003); Deutsche Fassung EN 12566-1:2000 + A1:2003

  • DIN 4261-1 Kleinkläranlagen - Teil 1: Anlagen zur Abwasservorbehandlung

  • DIN 4261-2 Kleinkläranlagen - Teil 2; Anlagen mit Abwasserbelüftung; Anwendung, Bemessung, Ausführung und Prüfung

  • DWA-M 221 Grundsätze für Bemessung, Bau und Betrieb von Kleinkläranlagen mit aerober biologischer Reinigungsstufe

  • DWA-A 222 Grundsätze für Bemessung, Bau und Betrieb von kleinen Kläranlagen mit aerober biologischer Reinigungsstufe bis 1.000 Einwohnerwerte.

SBR-Kleinkläranlage System Klaro Easy XL begehbar (Bild: Otto Graf GmbH Kunststofferzeugnisse 79331 Teningen)

Wenn ein Unternehmen eine kleine Kläranlage benötigt, wird diese in der Regel im Rahmen einer Ausschreibung beschafft. Dafür müssen bestimmte Mindestinformationen bereitgestellt werden. Die folgende Tabelle zeigt, welche Informationen in der Regel erforderlich sind. Diese müssen vom Facility Management-Abteilung für die Ausschreibung bereitgestellt werden. Bei der Planung sind nicht nur die rein technischen Parameter wichtig, sondern auch die spezifischen Aufgaben der Anlage. Kleinkläranlagen werden in der Regel eingesetzt, um die gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte zu erreichen.

Voraussetzungen hierfür sind:

  • einerseits eine ausreichende Auslegung

  • und die sorgfältige Wartung entsprechend der geltenden Vorschriften.

Bezüglich der Entfernung von Kohlenwasserstoffverbindungen reichen die Maßnahmen bei Kleinkläranlagen üblicherweise aus. Wenn es aber darum geht,

  • auch Nährstoffe zu entfernen (Nitrifikation, Denitrifikation)

  • oder Hygienisierung (UV-Behandlung)

  • bzw. die Entfernung des Phosphors (Simultanfällung),

Exemplarischer Auslegungsfragebogen für eine Kleinkläranlage

Diese Anforderungen sollten natürlich bereits während der Planungsphase berücksichtigt werden.

Die zuverlässige Funktion der kleinen Kläranlage erfordert regelmäßige Wartung, einschließlich der darin enthaltenen planmäßigen Wartung. Die Zulassungskriterien des Deutschen Instituts für Bautechnik verlangen einen Wartungsvertrag mit einem zertifizierten Wartungsunternehmen. Es ist entscheidend sicherzustellen, dass dieser Wartungsvertrag tatsächlich dem geforderten Leistungsumfang entspricht. Die Wartung erfolgt halbjährlich, wobei die Reinigungsleistung anhand mehrerer analysierter Abwasserproben überprüft wird.

Wartung von Kleinkläranlagen

Wie bereits erwähnt, erfolgt die Wartung über einen abzuschließenden Wartungsvertrag mit einer zugelassenen Firma. Die unteren Wasserbehörden liegen in der Regel die Anzahl der jährlichen Wartungen fest (meist 2 Mal/a).

Der abzuschließende Wartungsvertrag sollte idealerweise die folgenden Punkte beinhalten:

  • Anschriften der Vertragsparteien

  • Beschreibung der Kläranlage / Typ, EW, Standort

  • Anzahl der Wartungen pro Jahr / ungefährer Zeitpunkt

  • Organisatorisches wie zum Beispiel Vereinbarungen zur Terminierung der Wartungen, Abschlussgespräche

  • Kosten für die Wartung

  • Wer übernimmt die Kosten für Ersatz- und Verschleißteile

  • Dauer des Vertrags, Kündigung usw.

  • Gerichtsstand

  • Anzahl der Wartungsprotokolle und deren Inhalt

  • Festlegungen zur dauerhaften Aufbewahrung der Wartungsprotokolle (wer?, wie?).

  • Ermächtigungen der Wartungsfirma Zutrittsrechte, Weiterleitung der Wartungsprotokolle an die zuständige Behörde, Pflege des Behördenkontaktes im Interesse des Auftraggebers, Ansprechpartner für die Behörde.

Das Wartungsprotokoll fasst die Untersuchung der Kleinkläranlage zusammen.

Die folgenden Inhalte sollten Bestandteile eines idealtypischen Wartungsprotokolls sein:

  • Allgemeine Daten und AngabenNummer des Protokolls / Ihre Aktenzeichen bei der Behörde, Betreiber & Standort der Kleinkläranlage, Technik & Typ der Anlage, Datum der Wartung, Anzahl der tatsächlichen Nutzer zum Wartungszeitpunkt, Art des Abwassers: Haushalt, Restaurant...Vermerk ob das Betriebsbuch ordentlich geführt wird, Termin der letzten Schlammabfuhr

  • Technische Daten und Analysen Durchführung der Betreiberkontrollen:Laufen die Pumpen oder Gebläse und ähnliches...Zählerstände von Pumpen und Gebläsen. Sofern vorhanden Wartung von Gebläsen: Luftfilter, Lamellen oder ähnliche Anlagenteile. Beurteilung des Grubenkörpers der Kleinkläranlage auf:
    Korrosion, Zustand der Trennwände, Dichtigkeit ...Bei etlichen technischen Anlagen -Beurteilung des Belüfterbildes in der Klärgrube (blubbert es so wie es soll?). Schlammspiegelmessung und Beurteilung von Schwimmschlamm in der Grube. Kontrolle des Ablaufs / Der Einleitungsstelle / von Pumpenschächten. bei Belebungsanlagen: Messung der Sauerstoffwerte in Reaktionskammer und Ablauf. Temperatur des Abwassers im Ablauf. Vermerk, ob die Abfuhr veranlasst werden muss

  • Probenahme und Laborergebnisse Trübung, Geruch und Färbung des Abwassers, CSB (chemischer Sauerstoffbedarf), pH-Wert, absetzbare Stoffe, selten: (je nach Reinigungsklasse) NH4-N (Ammonium Stickstoff), Nanorg., (Phosphat PO4-P), selten: BSB5 (biologischer Sauerstoffbedarf)

Leistungsbilder der Wartung von Kleinkläranlagen

Im Zuge der Weiterentwicklung von kleinen Kläranlagen wurden auch neue Regelungen in der Normung geschaffen. So entstand beispielsweise EN 12566 Teil 3, aufgrund dessen durch die Einführung einer automatischen Alarmvorrichtung die Wartungskosten für neue Zulassungen von vollbiologischen kleinen Kläranlagen reduziert wurden. Der Systemhersteller muss angeben, bei welchen Prozessfehlern der Alarm ausgelöst wird, einschließlich des möglichen Ausfalls der netzunabhängigen Stromversorgung.

Sinkstoffabscheider, Schlamm- und Sandfänge

Suspendierte Schwebstoffabscheider werden dort eingesetzt, wo mit Rückständen zu rechnen ist, die Sedimente mit Gips, Kalk und tonhaltigen Ablagerungen enthalten. Schlamm- und Sandfänger erfassen Sedimente wie Schlamm, Sand und Erde und verhindern effektiv Verstopfungen im Abwassersystem.

Rückstände aus Schlamm- und Sandfängen werden in Absetzbecken mit flexiblen Dachelementen geleitet, bis sie durchstichfest sind. Anschließend werden sie zunächst in einer chemisch-physikalischen Aufbereitungsanlage behandelt. Abhängig von ihrer Qualität gelangen die Feststoffe aus der Anlage dann zur biologischen und thermischen Behandlung oder zu einer spezialisierten Entsorgungsstelle für Sonderabfälle. Schließlich werden sie an ein externes Entsorgungsunternehmen übergeben.

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