Das Verbandsklärwerk „Obere Lutter“

1. Einleitung

Das Verbandsklärwerk „Obere Lutter“, Niehorster Str. 254, 33334 Gütersloh ist eine Einrichtung des Abwasserverbandes „Obere Lutter“ (AOL).

Der AOL ist ein Wasser- und Bodenverband im Sinne des neuen Wasserverbandsgesetzes vom 12.02.1991. Gegründet wurde er am 19.01.1965. Mitglieder dieses in Ostwestfalen gelegenen Verbandes sind die Städte Bielefeld mit 86 % und Gütersloh mit 14 % Anteilen.

Die Aufgabe des AOL ist es, Abwasser in den verbandseigenen Sammlern aus den Mitgliedsgemeinden abzuleiten und in dem Verbandsklärwerk „Obere Lutter“ zu reinigen. Hierzu betreibt der AOL seit 1967 ca. 20 km Sammler und das Verbandsklärwerk mit einer Ausbaugröße von 380.000 EW (90.000 Einwohner und 290.000 Einwohnergleichwerte).

Angeschlossen sind zur Zeit ca. 80.000 Einwohner und 170.000 Einwohnergleichwerte.

Bei Trockenwetter wird zur Zeit eine Abwassermenge von ca. 20.000 m³/Tag gereinigt.

2. Die technischen Einrichtungen des Verbandsklärwerks „Obere Lutter“

Wie in dem Lageplan zu erkennen ist, wird das Abwasser zunächst in einer Siebrechenanlage (Stufenrechen) vorgereinigt. Das anfallende Rechengut wird automatisch gewaschen, entwässert und mit einem Sammelbehälter zur Verbrennung verbracht.

Nach dieser mechanischen Vorreinigung muss alles Abwasser mittels trocken aufgestellter Kanalpumpen ca. 7 m hochgefördert werden. Das Abwasser durchläuft nun in freiem Gefälle einen belüfteten Sandfang mit Fettfangkammern. Die Aufenthaltszeit beträgt hier im Mittel 14 Minuten und im Minimum 8 Minuten.

In den 4 Vorklärbecken mit insgesamt 3000 m³ Größe werden der Rohschlamm (Primärschlamm und Überschussschlamm aus der 1. und 2. biologischen Stufe) und auch Schwimmschlamm abgeschieden.

Die hochbelastete 1. biologischen Stufe mit 5.000 m³ Reaktorvolumen und 5.880 m³ Absetzvolumen baut ca. 75% des im Ablaufs der Vorklärung enthaltenen Kohlenstoffs ab.

Eine Nitrifikation findet in dieser 1. biologischen Stufe nicht statt. Im Ablauf der 1. biologischen Stufe liegt der gesamte Stickstoff als Ammoniumstickstoff vor. Wegen des hohen Anteils aus der Industrie werden Stickstoffwerte von bis zu 80 mg/l gemessen.

Aus technischen Gründen - unkontrollierte Denitrifikation in den damaligen Nachklärbecken - wurde bei der Erweiterung des Verbandsklärwerks im Jahre 1984 der neuen 2. biologischen Stufe eine Denitrifikation mit einem Volumen von 2.200 m³ vorgeschaltet. Die Reaktoren der 2. biologischen Stufe haben ein Gesamtvolumen von 9.200 m³.

Wie in der 1. biologischen Stufe, so erfolgt auch in der 2. biologischen Stufe die Sauerstoffzufuhr über Mammutrotoren. Zur Rückhaltung der Biomasse sind insgesamt 16 Nachklärbecken mit einem Gesamtvolumen von 12.480 m³ vorhanden.

Die Analyse des Ablaufs der 2. Biologischen Stufe ergibt folgende Durchschnittswerte:

CSB:	ca. 50 mg/l
BSB5	ca. 5 mg/l
NH4-N:	< 10 mg/l
NO3-N:	ca. 10 mg/l
PO4-P:	ca. 1,5 mg/l

Da sich durch den Wegfall eines Indirekteinleiters mit hohen Stickstoff-Frachten die Stickstoffbelastung des Klärwerks erheblich reduzierte, kann zwischenzeitlich durch alternierende bzw. simultane Fahrweise der zweiten biologischen Belebungsstufe die Stickstoffkonzentration weitgehend abbauen.

Um auch bei hohen Nitratfrachten eine ausreichenden Abbau dieses Nitrats zu gewährleisten, ist die 1997 in Betrieb genommene Festbettdenitrifikation weiterhin im Einsatz.

Bei der Bemessung dieser Denitrifikationsanlage, die aus 8 Festbettkammern mit jeweils 5 m Schütthöhe und 37,5 qm Oberfläche besteht, wurde seinerzeit nicht die Stickstoffspitzenfracht im Klärwerkszulauf kalkuliert, sondern der damalige Stickstoffmittelwert zugrundegelegt.

Dies konnte deshalb so durchgeführt werden, weil aus vorhandenen Becken zwischen der 1. biologischen Stufe und der 2. biologischen Stufe Zwischenspeichereinrichtungen für fast 10.000 m³ vorgereinigtem Abwassers kostengünstig realisiert werden konnten.

Für die Denitrifikation wurde damals die nachgeschaltete Festbettvariante gewählt, da mittels Kostenbarwertmethode die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens für den AOL nachgewiesen werden konnte. Ein weiteres Kriterium für die Wahl dieses Verfahrens war darin zu sehen, dass bei einem Industrieanteil von 71 % im Zulauf des Klärwerks es als sinnvoll erscheint, wenn stickstoffrückhaltende Maßnahmen auch bei den Industrieeinleitern und nicht nur auf dem Klärwerk durchgeführt werden.

Bereits seit 1992 betreibt der AOL eine Flockungsfiltrationsanlage vom Typ Biofor mit 10 Kammern von jeweils 40 qm. Dadurch konnten seitdem die Überwachungswerte für CSB, BSB5, Ammonium-Stickstoff und Phosphor sicher eingehalten werden.

Vor Inbetriebnahme der nachgeschalteten Festbettdenitrifikation war die Flockungsfiltration der 2. Biologischen Stufe direkt nachgeschaltet.

Seit Inbetriebnahme der Denitrifikationsanlage übernimmt sie nun die Abwässer aus der Denitrifikation. Es ist dadurch sichergestellt, dass ein feststofffreier Ablauf in die zwei Schönungsteiche, die dem Vorfluter noch vorgeschaltet sind, eingeleitet werden kann. Das Volumen der Schönungsteiche beträgt insgesamt 42.640 m³.

Die anaerobe Schlammbehandlung auf dem Verbandsklärwerk „Obere Lutter“ erfolgt in drei Faulbehältern mit einem Gesamtvolumen von 12.200 m³, so dass eine Ausfaulzeit von 24 Tagen erreicht wird.

Nachgeschaltet sind diesen Faulbehältern vier Schlammspeicherbehälter mit zusammen 6.400 m³ und ein Nacheindicker mit 1.780 m³.

Aus diesem Nacheindicker wird der eingedickte Faulschlamm entnommen, mit Polymeren konditioniert und mittels zweier Kammerfilterpressen auf einen Feststoffgehalt von etwas über 30 % entwässert. Nach einer Nachkalkung zur Verbesserung der Akzeptanz in der Landwirtschaft und zur Verbesserung der Lagereigenschaften wird der Klärschlammfilterkuchen in einer geschlossenen Lagerhalle mit 4 Kammern a 2.000 m³ gelagert.

Während dieser Lagerung wird die entstehende Abluft abgesaugt und zusammen mit der Abluft aus den sonstigen abgedeckten Klärwerkseinrichtungen in einem chemischen Wäscher gereinigt.

Nach der Lagerung des Klärschlammes über einen Zeitraum von ca. 7 Monaten kann eine Erhöhung des Trockenrückstands auf über 40 % festgestellt werden.

Der gesamte anfallende Klärschlamm wird landwirtschaftlich verwertet.

Die Verwertung des auf dem Verbandsklärwerkes „Obere Lutter“ anfallenden Klärgases erfolgt in sechs BHKW-Modulen mit 1.000 kW elektrischer Gesamtleistung. Einige dieser Module sind auch wahlweise mit Erdgas zu betreiben.

3. Zusammenfassung

Eine Besonderheit des Verbandsklärwerks „Obere Lutter“ ist der für ein kommunales Klärwerk hohe industrielle Anteil von 71 %. Da ein großer Teil der angeschlossenen Industrie organisch hochbelastete Abwässer einleitet, sind die für die Bemessung eines Klärwerks wichtigen Parameter wie CSB, BSB5, Stickstoff besonders hoch.

Gemessen wurden im Zulauf folgende Werte:

CSB	800 – 2.500 mg/l
BSB5	600 - 900 mg/l
Nges.	30 - 80 mg/l
PO4-P	6 - 25 mg/l

Um die geforderten Überwachungswerte von

CSB	60 mg/l
BSB5	12 mg/l
NH4-N	3 mg/l
N-ges.anorg	14 mg/l
PO4-P	0,7 mg/l
AOX	0,1 mg/l

einhalten zu können, hat sich die Vielstufigkeit des Verbandsklärwerks „Obere Lutter“ bewährt.

Für eine effektive Planung der Denitrifikation hat der AOL einen besonders hohen Aufwand betrieben und zunächst einmal eine herkömmliche vorgeschaltete Denitrifikation zusammen mit einer nachgeschalteten Festbett-Denitrifikation nach einem europaweiten Bieterwettbewerb beschränkt ausgeschrieben. Dieses aufwendige Verfahren wurde mittels einer Wirtschaftlichkeitsberechnung nach der Kostenbarwertmethode ausgewertet.

Es hat sich hierbei gezeigt, dass in dem speziellen Fall des Klärwerks „Obere Lutter“ die nachgeschaltete Denitrifikation im Festbett mit der Zugabe von externen Kohlenstoff sinnvoll ist. Verstärkt wurde diese Entscheidung noch dadurch, dass bei diesem gewählten Verfahren jeder Eingriff bei der Industrie, sei es eine Verminderung der Stickstofffracht in dem Betrieb oder aber - was auch nicht auszuschließen ist - der Wegfall eines industriellen Einleiters sofort zu monetären Verbesserungen für den AOL führt.

Die aktuelle Minderung der Auslastung unseres Klärwerks konnte diese Entscheidung nur unterstreichen.