Kein Tropfen Wasser geht verloren!

Das gesamte auf der Erde verfügbare Wasser befindet sich in einem ständigen Kreislauf, im Wechsel von Verdunstung, Kondensation, Niederschlag und Abfluss. Unermüdlicher Motor des Wasserkreislaufs ist die Sonne. Unter dem energiereichen Einfluss ihrer Strahlen wechselt Wasser seinen Aggregatzustand und seinen Standort: Wo immer es sich befindet, in Gewässern und Meeren, aber auch im Boden und in Pflanzen, verdunstet es und steigt als Wasserdampf in die Atmosphäre auf.

Wolkenbildung

In den oberen kalten Luftschichten der Atmosphäre kühlt der Wasserdampf wieder ab und verdichtet sich zu kleinen Tröpfchen, die sich ihrerseits zu Wolken zusammenballen. Wenn diese Tröpfchen eine gewisse Größe erreicht haben, entstehen Regen, Schnee oder Hagel. In diesen Formen fällt das Wasser auf die Erde zurück.

Niederschlag und Abfluss

Wenn Niederschläge auf das Land fallen, fließt ein Teil des Wassers in die Gewässer, in Bäche, Flüsse oder Seen. Von dort aus gelangt das Wasser meist irgendwann wieder ins Meer. Der Teil des Niederschlags, der nicht in die Gewässer abfließt, wird von Pflanzen aufgenommen oder versickert in den Boden, bis es auf eine wasserundurchlässige Schicht trifft, zum Beispiel auf Ton. Über dieser Schicht staut sich das Wasser,  füllt Hohlräume aus und bildet das Grundwasser. Aus Grundwasser werden etwa 75 Prozent des gesamten Trinkwasserbedarfs gewonnen.

In Industrie und Gewerbe, aber auch im Haushalt wird täglich Trinkwasser genutzt und verschmutzt. Klärwerke haben die Aufgabe, das verschmutzte Trinkwasser zu reinigen, bevor es wieder in die Flüsse fließt.

  • Der Weg des Wassers
  • Grundstücksentwässerung
  • Der Weg des Abwassers
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  • 1: Schmutzwasser-Fallleitungen, privat
  • 1: Schmutzwasser-Fallleitungen, privat
  • 2: Schmutzwasser-Grundleitungen, privat
  • 2: Schmutzwasser-Grundleitungen, privat
  • 3: Schmutzwasser-Kontrollschacht, privat
  • 4: Schmutzwasser-Anschlusskanal, öffentlich
  • 5: Schmutzwasser-Hauptkanal, öffentlich
  • 6: Grundstücksgrenze
  • 7: Regenwasser-Fallleitungen, privat
  • 7: Regenwasser-Fallleitungen, privat
  • 8: Regenwasser-Grundleitungen, privat
  • 9: Regenwasser-Kontrollschacht, privat
  • 10: Regenwasser-Anschlusskanal, öffentl.
  • 11: Regenwasser-Hauptkanal, öffentlich
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1 Zulaufpumpwerk

Das Zulaufpumpwerk fördert das Abwasser in das Klärwerk.

Das Abwasser erreicht das Klärwerk in mehr als zehn Metern Tiefe. Bevor es gereinigt werden kann, muss es in das Klärwerk gepumpt werden. Diese Arbeit erledigen in Hetlingen vier Schneckenpumpen, von denen jede 5.000 Kubikmeter Wasser pro Stunde fördern kann.

Die Förderschnecken sind mit einer Kunststoffverkleidung abgedeckt, um Geruchsbelästigungen zu vermeiden. Die Luft unter der Abdeckung wird abgesaugt und in einer Abluftreinigungsanlage behandelt. So lassen sich Geruchsemissionen vermeiden.

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2 Rechenanlage

In der Rechenanlage werden Grobstoffe aus dem Abwasser entfernt.

Hinter dem Zulaufpumpwerk wird das Abwasser zunächst in mehreren Stufen einer mechanischen Reinigung unterzogen. In der ersten Stufe, der Rechenanlage, werden grobe und feste Stoffe aus dem Abwasser entfernt. 

Das Abwasser fließt durch einen Harkenumlaufrechen. Das Zurückhalten der Grobstoffe ist ein wichtiger Schutz für nachfolgende Maschinen, wie etwa Pumpen, Rührwerke und Rohrleitungen im Klärwerk. Der Abstand zwischen den Rechenstäben beträgt nur 10 Millimeter. Fünf Harken laufen auf Ketten an den Außenseiten des Rechens entlang und reinigen so automatisch den Rechenrost. Das zurückgehaltene Rechengut wird gepresst, entwässert, auf Container verladen und anschließend kompostiert.

Die Rechenanlage ist in einem eigenen Gebäude untergebracht. Dies garantiert einen effektiven Lärm- und Geruchsschutz. Außerdem ist die Anlage so vor Frost gesichert.

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3 Sandfang

In dem Sandfang werden Sand und Fettstoffe aus dem Abwasser entfernt.

Der Sandfang ist die zweite Stufe der mechanischen Reinigung.

Im Vergleich zu industriellen Abwässern enthält kommunales Abwasser besonders viel Sand. Dieser könnte die technischen Anlagen des Klärwerks beschädigen und wird daher aus dem Abwasser entfernt. 

Im Sandfang setzt sich der Sand ab. Anschließend wird er in eine Sandwaschanlage gepumpt. Hier wird der Sand von organischen Verunreinigungen getrennt und kann danach als Bausand weiter verwendet werden.

Der Sandfang wird belüftet, um die im Abwasser enthaltenen Fettstoffe an die Oberfläche zu schwemmen. Dort werden sie gesammelt und als wertvoller Energieträger in die Faulbehälter transportiert.

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4 Vorklärbecken

In den Vorklärbecken werden feine, ungelöste organische Bestandteile abgetrennt.

Die Vorklärung ist die dritte und letzte Stufe der mechanischen Reinigung. Hier macht man sich das Prinzip der Schwerkraft zu Nutze: Das Wasser fließt so langsam durch die Vorklärbecken, dass sich feine Fest- und Schwebstoffe als Schlamm am Beckengrund absetzen. Ein mechanischer Räumer schiebt diesen so genannten Primärschlamm in einen Schlammtrichter im Boden der Vorklärbecken. Ein Pumpwerk befördert ihn anschließend in die Schlammbehandlungsanlage des Klärwerks.

Die Vorklärung ist wie der Sandfang zeltartig abgedeckt. Die Luft über den Becken wird abgesaugt und in einer Abluftreinigungsanlage behandelt, um Geruchsbelästigungen zu vermeiden.

In der mechanischen Abwasserreinigung wird der Verschmutzungsgrad des Abwassers insgesamt um ein Drittel reduziert.

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5
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5 Belebungsbecken

Die Belebungsbecken sind Teil der biologischen Reinigungsstufe.

Die biologische Abwasserreinigung basiert auf dem natürlichen Selbstreinigungsprozess der Gewässer: Mikroorganismen, Bakterien und Einzeller wandeln Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen in den Belebungsbecken so um, dass sie aus dem Abwasser entfernt werden können. Diese Nährstoffe würden sonst nach Einleitung in die Elbe das ökologische Gleichgewicht des Flusses stören.

Die Mikroorganismen in der Belebungsanlage werden besonders gepflegt, damit sie sich stark vermehren und eine hohe Abbauleistung erreichen. Die Biomasse aus Mikroorganismen, Bakterien und Einzellern wird auch Belebtschlamm genannt.

In Hetlingen wird der Belebtschlamm in großen unterirdischen Becken mit dem Abwasser vermengt. Um den Stoffwechsel der Mikroorganismen anzuregen, wird über großflächige Belüfterfelder am Beckenboden reichlich Sauerstoff in das Wasser geblasen.

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5 Belebungsbecken

Die Belebungsbecken sind Teil der biologischen Reinigungsstufe.

Die biologische Abwasserreinigung basiert auf dem natürlichen Selbstreinigungsprozess der Gewässer: Mikroorganismen, Bakterien und Einzeller wandeln Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen in den Belebungsbecken so um, dass sie aus dem Abwasser entfernt werden können. Diese Nährstoffe würden sonst nach Einleitung in die Elbe das ökologische Gleichgewicht des Flusses stören.

Die Mikroorganismen in der Belebungsanlage werden besonders gepflegt, damit sie sich stark vermehren und eine hohe Abbauleistung erreichen. Die Biomasse aus Mikroorganismen, Bakterien und Einzellern wird auch Belebtschlamm genannt.

In Hetlingen wird der Belebtschlamm in großen unterirdischen Becken mit dem Abwasser vermengt. Um den Stoffwechsel der Mikroorganismen anzuregen, wird über großflächige Belüfterfelder am Beckenboden reichlich Sauerstoff in das Wasser geblasen.

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5 Belebungsbecken

Die Belebungsbecken sind Teil der biologischen Reinigungsstufe.

Die biologische Abwasserreinigung basiert auf dem natürlichen Selbstreinigungsprozess der Gewässer: Mikroorganismen, Bakterien und Einzeller wandeln Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen in den Belebungsbecken so um, dass sie aus dem Abwasser entfernt werden können. Diese Nährstoffe würden sonst nach Einleitung in die Elbe das ökologische Gleichgewicht des Flusses stören.

Die Mikroorganismen in der Belebungsanlage werden besonders gepflegt, damit sie sich stark vermehren und eine hohe Abbauleistung erreichen. Die Biomasse aus Mikroorganismen, Bakterien und Einzellern wird auch Belebtschlamm genannt.

In Hetlingen wird der Belebtschlamm in großen unterirdischen Becken mit dem Abwasser vermengt. Um den Stoffwechsel der Mikroorganismen anzuregen, wird über großflächige Belüfterfelder am Beckenboden reichlich Sauerstoff in das Wasser geblasen.

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5 Belebungsbecken

Die Belebungsbecken sind Teil der biologischen Reinigungsstufe.

Die biologische Abwasserreinigung basiert auf dem natürlichen Selbstreinigungsprozess der Gewässer: Mikroorganismen, Bakterien und Einzeller wandeln Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen in den Belebungsbecken so um, dass sie aus dem Abwasser entfernt werden können. Diese Nährstoffe würden sonst nach Einleitung in die Elbe das ökologische Gleichgewicht des Flusses stören.

Die Mikroorganismen in der Belebungsanlage werden besonders gepflegt, damit sie sich stark vermehren und eine hohe Abbauleistung erreichen. Die Biomasse aus Mikroorganismen, Bakterien und Einzellern wird auch Belebtschlamm genannt.

In Hetlingen wird der Belebtschlamm in großen unterirdischen Becken mit dem Abwasser vermengt. Um den Stoffwechsel der Mikroorganismen anzuregen, wird über großflächige Belüfterfelder am Beckenboden reichlich Sauerstoff in das Wasser geblasen.

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6 Nachklärbecken

In den Nachklärbecken wird die Biomasse vom gereinigten Wasser getrennt.

Nach den biologischen Reinigungsprozessen fließt das Abwasser in die Nachklärbecken. In diesen Becken wird die Fließgeschwindigkeit des Wassers so weit reduziert, dass sich die Biomasse, der Belebtschlamm, vom gereinigten Wasser trennt.

Der Belebtschlamm wird als so genannter Rücklaufschlamm in die Belebungsbecken zurückgeführt, um dort erneut den biologischen Reinigungsprozess zu unterstützen. Während des Reinigungskreislaufes nimmt die Schlammmenge wegen der starken Vermehrung der Mirkoorganismen jedoch zu, so dass nicht der gesamte Rücklaufschlamm in den Belebungsbecken wieder verwertet wird. Der nicht benötigte Schlamm wird als Überschussschlamm in den Schlammbehandlungsanlagen des Klärwerks weiter verarbeitet.

Das gereinigte Abwasser fließt aus den Nachklärbecken über die Ablaufleitung in die Elbe.

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7 Labor

Das Labor liefert Analysen zur Überwachung der Abwasserqualität.

Sobald das Abwasser im Klärwerk ankommt, beginnt das Labor mit ersten Untersuchungen. Die Analysen dienen der Steuerung und Optimierung der Abwasserreinigung und seiner Nebenprozesse, beispielsweise der Schlammbehandlung. Relevante Parameter wie der Stickstoff- und Phosphorgehalt werden regelmäßig an den einzelnen Stationen erhoben. Zudem wird unter dem Mikroskop kontinuierlich die Artenvielfalt des Belebtschlamms untersucht.

Der azv Südholstein ist als Betreiber des Klärwerks Hetlingen gesetzlich zur Selbstüberwachung verpflichtet. Alle vorgeschriebenen Untersuchungen werden im eigenen Labor vorgenommen. Anhand der Ergebnisse überprüft die Umweltbehörde die ordnungsgemäße Reinigungsleistung der Kläranlage und die Einhaltung der Grenzwerte für die Einleitung in die Elbe.

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8 Hochwasserpumpwerk

Bei Hochwasser muss das gereinigte Abwasser aus dem Klärwerk gepumpt werden.

Normalerweise fließt das gereinigte Abwasser in freiem Gefälle von den Nachklärbecken in die Elbe. Bei Hochwasser kann der Wasserstand in der Elbe aber erheblich über der Höhe des Klärwerkgeländes liegen. Das Klärwerk selbst ist durch Deiche geschützt, das gereinigte Abwasser würde aber ohne weitere Maßnahmen nicht in die Elbe, sondern in das Klärwerk zurückfließen. Bei drohendem Hochwasser werden daher im Klärwerk die „Schotten dicht gemacht“ und das gereinigte Abwasser wird über das Hochwasserpumpwerk in die Elbe geleitet.

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C
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C Chemische Abwasserbehandlung

In der chemischen Abwasserbehandlung wird Phosphor durch die Zugabe von Metallsalzen aus dem Abwasser entfernt.

Bei der chemischen Phosphoreliminierung werden dem Abwasser entsprechend dem Phosphorgehalt Metallsalze zugegeben. Im Klärwerk Hetlingen werden überwiegend Eisensalze eingesetzt. Diese Eisensalze verbinden sich mit den gelösten Phosphorverbindungen und bilden eine neue, unlösliche Phosphatverbindung, die sich in Form von Schlammflocken absetzt.

Die chemische Abwasserbehandlung erfolgt zeitgleich zur biologischen Reinigung im Belebungsbecken.

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1 Eindicker

In den Eindickern wird Wasser vom Schlamm getrennt.

In den Eindickbehältern kommt ein simples Prinzip zur Anwendung: Aufgrund der Schwerkraft sinken die Schlammpartikel im Wasser-Schlamm-Gemisch nach einiger Zeit zu Boden. Das verbleibende Schlammwasser im oberen Bereich des Behälters wird anschließend ins Abwasser zurückgeleitet und einem neuen Reinigungskreislauf unterzogen. Der Schlamm wird vom Grund des Behälters in die Schlammbehandlungsanlage gepumpt. Er enthält jetzt deutlich weniger Wasser.

Das Eindicken des Schlamms findet vor und nach der eigentlichen Schlammbehandlung in den Faulbehältern statt. Daher gibt es im Klärwerk so genannte Vor- und Nacheindicker.

Die Eindickbehälter sind nach oben verschlossen, um Geruchsbelästigungen zu vermeiden. Die Abluft wird eingesaugt und in einer speziellen Behandlungsanlage gereinigt.

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2
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2 Faulbehälter

In den Faulbehältern wird die Schlammmenge reduziert und Methangas gewonnen.

Die Faulbehälter sind der zentrale Bestandteil der Schlammbehandlung. Hier kommen Methanbakterien zum Einsatz: Sie ernähren sich von den organischen Schmutzstoffen im Schlamm und bilden daraus das Faulgas, einen wichtigen Energieträger.

Bei 35 Grad Celsius fühlen sich die Bakterien richtig wohl. Im Faulbehälter wird der Schlamm daher ständig in Bewegung gehalten und über so genannte Wärmetauscher geleitet. Dies garantiert die gleichmäßige Erwärmung des Schlamms.

Das von den Methanbakterien produzierte Faulgas wird im Klärwerk direkt weiterverwendet: Es treibt große Gasmotoren zur Stromerzeugung an. Ein Großteil des für den Betrieb der technischen Anlagen notwendigen Stroms kann so im Klärwerk selbst produziert werden. Mit dem Kühlwasser der Motoren werden wiederum die Faulbehälter geheizt.

Sind keine organischen Schmutzstoffe mehr im Schlamm vorhanden, wird auch kein Faulgas mehr gewonnen. Dann wird der Schlamm in die Nacheindicker geleitet und dort über große Zentrifugen erneut entwässert.

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3
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3 Trocknungsanlage

In großen Trockentrommeln wird das restliche Schlammwasser verdampft.

Auch nach der Nacheindickung hat der Schlamm noch immer einen hohen Wasseranteil. Dieser lässt sich aber mit mechanischen Maschinen kaum noch reduzieren.

Da der Schlamm auf dem Klärwerk nicht zu verwenden ist, muss er mit großen Fahrzeugen abtransportiert werden. Das kostet viel Geld und belastet die Umwelt. Um die Transportmenge insgesamt zu reduzieren, ist es wichtig, möglichst wenig Wasser mitzutransportieren.

In der Trocknungsanlage wird deshalb der restliche Wasseranteil des Schlamms in großen Trockentrommeln verdampft. Zurück bleibt ein trockenes Granulat, das praktisch kein Wasser mehr enthält und beim Transport viel weniger Platz beansprucht.

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