Mechanische Reinigung von Abwasser
- Was bedeutet die mechanische Reinigung in einer Kläranlage?
- Erklärung der mechanischen Reinigung – Definition
- Erster Schritt der mechanischen Reinigung: der Rechen
- Zweiter Schritt der mechanischen Reinigung: der Sandfang
- Dritter Schritt der mechanischen Reinigung: das Vorklärbecken
- Wie geht es nach der mechanischen Reinigung weiter?
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Grundlagen zum Thema Mechanische Reinigung von Abwasser
Was bedeutet die mechanische Reinigung in einer Kläranlage?
Nach dem Spülen, dem Duschen oder dem Toilettengang verlässt das verschmutzte Wasser das Wohnhaus durch einen Kanal. Doch wo führt dieser Kanal hin? Das Abwasser aus den Haushalten und auch das Regenwasser, das in die Gullys läuft, fließt durch die Kanalisation bis in das nächste Klärwerk.
In diesem Text geht es um den ersten Teil einer Kläranlage, in der Abwasser so gereinigt wird, dass es wieder als sauberes Wasser in die Gewässer geleitet werden kann. Der erste Teil eines Klärwerks wird als mechanische Reinigung bezeichnet. Doch was versteht man unter dieser mechanischen Stufe einer Kläranlage, welche Trennverfahren werden bei der mechanischen Reinigung angewandt und was bedeutet die mechanische Wasseraufbereitung genau? Antworten auf diese Fragen und weitere Informationen zur mechanischen Reinigung bekommst du in der folgenden Übersicht einfach erklärt.
Erklärung der mechanischen Reinigung – Definition
Ist das Abwasser in der Kläranlage angekommen, durchläuft es verschiedene Stufen. Der erste Bereich ist die mechanische Reinigungsstufe. Hier wird das Abwasser von grobem Schmutz und festen Bestandteilen mit mechanischen Hilfsmitteln getrennt.
Die mechanische Stufe ist in drei Schritte unterteilt:
| Mechanische Stufe |
|---|
| 1. Schritt: Rechen |
| 2. Schritt: Sandfang |
| 3. Schritt: Vorklärbecken |
Erster Schritt der mechanischen Reinigung: der Rechen
Die mechanische Reinigung von Wasser beginnt mit dem Rechen. Der Rechen funktioniert ähnlich wie ein grobes Sieb und filtert große Feststoffe wie Äste, Steine, Hygieneartikel und Essensreste heraus. Diese großen Verunreinigungen des Abwassers werden in einem Container gesammelt und zum Beispiel als Füllmaterial zur Rekultivierung eingesetzt.
Zweiter Schritt der mechanischen Reinigung: der Sandfang
Im nächsten Schritt fließt das grob gereinigte Abwasser in den sogenannten Sandfang. Wie der Name schon sagt, wird hier der im Wasser enthaltene Sand abgefangen. Aber wie funktioniert das genau? Der Rechen kann nur grobe Bestandteile und große Steine herausfiltern, die beispielsweise bei starkem Regen in den Gully gespült werden. Es gelangen aber auch viele kleine Steine in das Abwasser, die nun in diesem Schritt abgefangen werden. Das Wasser läuft nur sehr langsam durch das Sandfangbecken, sodass sich die feinen Steinchen am Boden absetzen können.
Gleichzeitig sammeln sich bei dieser langsamen Fließgeschwindigkeit auch im Wasser enthaltene Fette und Öle an der Oberfläche, weil sie leichter als Wasser sind. Der Sand am Boden wird von sogenannten Räumerbrücken eingesammelt, die langsam in dem langen Becken hin- und herfahren. Das Fett an der Oberfläche wird von Saugern oder Schiebern abgetragen, was man als Abscheidung von Fetten bezeichnet.
Dritter Schritt der mechanischen Reinigung: das Vorklärbecken
Nachdem das Abwasser von groben Verunreinigungen, Sand und Fetten befreit wurde, wird es im letzten Schritt der mechanischen Reinigung in die sogenannten Vorklärbecken gepumpt. Das Vorklärbecken funktioniert ähnlich wie der Sandfang, nur bewegt sich das Wasser hier noch langsamer und die Räumerbrücke fährt in dem runden Becken im Kreis. Auf diese Weise setzen sich innerhalb weniger Stunden weitere feine Teile, Fäkalien oder Klopapierreste als Schlamm am Boden ab und können entfernt werden.
Wie geht es nach der mechanischen Reinigung weiter?
Die Reise des Abwassers ist hier noch nicht zu Ende. Nach der mechanischen Wasseraufbereitung folgt noch die biologische Reinigung. Interessiert es dich, wie es mit dem von Grob- und Feinstoffen gereinigten Wasser weitergeht? Dann schau dir gerne das Video mit dem Titel Biologische Reinigung von Abwasser auf sofatutor an.
Um dein Wissen zu überprüfen und zu erweitern, findest du im Anschluss an diesen Text Arbeitsblätter und Übungen zum Thema Mechanische Reinigung von Abwasser. Viel Spaß!
Transkript Mechanische Reinigung von Abwasser
Das Kanalsystem hat ein natürliches Gefälle bis zum Klärwerk im Norden der Stadt. 120 Millionen Kubikmeter Abwasser kommen jährlich hier an. Das sind fast 130000 Schwimmbadfüllungen. Die erste Station, das Rechenhaus. In diesem Gebäude wird das Abwasser zunächst vom gröbsten Ballast befreit. Drei Stunden war die grüne Farbe mit dem Abwasser bis hierher unterwegs. Auch im Klärwerk hat Lisa einen Fachmann an der Seite, Betriebsleiter Klemens Plail. Er führt Lisa zum Rechen, der wie ein Sieb funktioniert. -zeigen, den kann man öffnen.. Oh, okay. und sieht einige tolle Sachen. Hier kommen die ganzen groben Sachen raus, also... Okay, wie Klopapier. Klopapier, Paprika, Tampon, Lorbeerblatt, Gurke. Stinkt aber schon ganz gewaltig. Oh, ja, hier stinkt es am meisten im ganzen Klärwerk, aber danach wird es schon immer besser. Und wo kommt der Dreck dann hin? Wo wird der gelagert? Dieser Dreck wird dann von diesem Rechen mit Bürsten und Wasser abgemacht, hier oben quer gefördert und dann über eine Presse diesen ganzen Weg mit dieser Rinne da oben.. Ach, hier. und plumpst dann in diesen Container. Der Container ist gerade voll. Das sind im Jahr ungefähr 4000 Tonnen, die alleine hier aus dem Abwasser rausgenommen werden. Auch dafür gibt es Verwendung. Das Material wird kompostiert. Ach, das wird Kompost? Es wird wieder kompostiert, aber dann für Rekultivierungen verwendet, also nicht für Gartenerde oder Ähnliches. Keine Sorge, diesen Kompost gibt es nicht im Baumarkt. Er dient zum Auffüllen von Deponien und Brachflächen. Das Abwasser verlässt jetzt das Rechenhaus und fließt in den Sandfang. Knapp die Hälfte der Grobstoffe ist schon raus. Trotzdem, einiges ist durch das Sieb geschlüpft, zum Beispiel Sand und Splittsteinchen, die bei Regen in die Gullys gespült werden. Die gelangen zusammen mit dem Abwasser in das riesige unterirdische Sandfangbecken. Mithilfe von Druckluft kann sich der Sand besser am Boden absetzen. Auf diesem Fließweg setzt sich der Sand ab. Und wie viel Sand fällt hier jährlich an? Im Jahr fallen ungefähr 1200 Tonnen von diesem Sand an und-. Eine ganze Menge. Ja, das ist so viel wie 1200 Autos. Die vielen Tonnen Sand und Steinchen werden jetzt eingesammelt von einer fahrenden Räumerbrücke. Diese Räumerbrücke fährt so alle ein, zwei Stunden einmal in diese Richtung. Und wenn die Brücke unten ist, geht da ein Räumschild nach unten, dann schaltet es um und die Brücke fährt wieder nach vorne und kratzt dann diesen ganzen Sand, der da am Boden sich abgesetzt hat, nach vorne in einen Trichter. Also so. Genau. Die zweite Funktion-. Der Sandfang hat noch eine andere Aufgabe. Er entfernt die leichten Stoffe, die oben schwimmen, zum Beispiel Öle und Fette. Na, das ist so eine Schwimmschlammschicht. Und das ist also das Fett aus meiner Küche. Ja, das Fett aus der Küche, das eigentlich nicht in die Kanalisation gelangen sollte. Nach dem Sandfang ist die Reise des schmutzigen Wassers durch das Klärwerk noch lange nicht zu Ende. Die letzte Station der mechanischen Reinigung, die Vorklärbecken. Auch im Vorklärbecken gibt es eine Räumerbrücke, ähnlich wie die im Sandfang, nur fährt sie im Kreis. Das Abwasser aus den Sandfängen wird über eine große Rohrleitung in die Mitte des Rundbeckens geleitet. Feine Stoffe, Fäkalien oder Klopapierfasern, die noch im Abwasser mitschwimmen, setzen sich in ein, zwei Stunden auf dem Boden des Beckens ab. Die Räumerbrücke räumt den Schlamm in die Mitte. Das von den Feststoffen befreite Abwasser wird dann hier heraußen gesammelt. Wir stehen quasi drauf, das ist die Rinne unter uns. Da sammelt sich das Wasser und wird dann wieder zusammengeführt und fließt dann zum nächsten Schritt.
Mechanische Reinigung von Abwasser Übung
-
Gib wichtige Informationen zur mechanischen Reinigung wieder.
TippsZwei Informationen sind richtig. Zwei Informationen sind falsch.
Organismen wie Bakterien und chemische Stoffe werden nicht bei der mechanischen Reinigung eingesetzt.
Der Sandfang funktioniert rein mechanisch.
LösungBei der mechanischen Reinigung werden noch keine Organismen oder chemische Stoffe eingesetzt.
- Im Rechenhaus wird das Abwasser zuerst von den groben Verschmutzungen gereinigt.
- Im sogenannten Sandfang werden Sand und Öl aus dem Abwasser herausgefiltert. Hier werden in einem Klärwerk über 1.000 Tonnen Sand pro Jahr entfernt.
- Der letzte Schritt der mechanischen Reinigung ist das Vorklärbecken.
-
Stelle den Weg des Abwassers dar.
TippsErreicht das Abwasser der Kanalisation das Klärwerk, werden zuerst mit einem großen Rechen grobe Verschmutzungen herausgesiebt.
Nach der Bearbeitung im Rechenhaus spielt Sand eine große Rolle.
LösungDas Abwasser fließt, wenn es das Klärwerk erreicht, in das sogenannte Rechenhaus. Hier werden grobe Verschmutzungen mit Hilfe eines großen Rechens herausgesiebt. Einen Rechen, den du vielleicht von der Gartenarbeit kennst, siehst du in der Abbildung.
Nach dem Rechenhaus fließt das Abwasser erst in den Sandfang und anschließend in das Vorklärbecken. Dies ist die letzte Station der mechanischen Reinigung. Meist schließt sich jedoch noch die sogenannte biologische Reinigung an.
-
Bestimme die einzelnen Elemente der mechanischen Reinigung.
TippsDies wird z. B. im Sandfang herausgefiltert.
LösungDu hast nun viel über die mechanische Reinigung erfahren. Hier siehst du noch einmal Beispiele für Stoffe, die in den einzelnen Bereichen entfernt werden.
Rechenhaus
- grobe Verschmutzungen
- Tampons
- Essensreste
Sandfang
- kleine Steinchen
- Sand
- Fette und Öle
Vorklärbecken
- feine Stoffe (z. B. Restfäkalien)
- Klopapierfasern
Aus den Abfällen, die im Rechenhaus herausgefiltert werden, wird zum Teil Kompost zur Rekultivierung von Flächen hergestellt.
-
Erläutere das Rechenhaus und den Sandfang im Detail.
TippsDie Abbildungen helfen dir weiter. Sie zeigen jeweils ein einzusetzendes Wort.
Der Sandfang ist die Station nach dem Rechenhaus.
Im Sandfang wird eine sogenannte Räumerbrücke zum Abtragen des Sandes eingesetzt.
Öle und Fette werden teils auch als leichte Stoffe bezeichnet und schwimmen oben.
LösungDu hast nun zwei wichtige Stationen in einem Klärwerk kennengelernt. Hier hast du nochmal die wichtigsten Informationen im Überblick.
Rechenhaus:
- Ein Rechen entfernt die groben Verschmutzungen.
- Diese werden in Container geleitet.
- Das Material wird kompostiert und für die Rekultivierung eingesetzt.
Sandfang:
- Druckluft bewirkt, dass sich der Sand unten im Becken absetzt.
- Eine fahrende Räumerbrücke leitet den Sand und kleine Steinchen vom Boden in einen Trichter.
- Im Sandfang werden ebenfalls Öle und Fette entfernt.
-
Zeige eine Besonderheit des Kanalisationsbaus auf.
TippsDas Wasser in der Kanalisation muss gereinigt bzw. geklärt werden.
Flüsse bzw. Wasserfälle besitzen dies auch.
Das Klärwerk liegt meist tiefer als die Kanalisation.
LösungIm Idealfall besitzt die Kanalisation auf ihrem Weg zum Klärwerk ein natürliches Gefälle. Liegt ein solches Gefälle vor, kann das Abwasser ohne Pumpen zum Klärwerk fließen. Liegt kein Gefälle vor, werden Pumpen eingesetzt.
-
Erkläre den Aufbau einer Kläranlage.
TippsSchaue dir die oben stehende Abbildung genau an. Sie hilft dir weiter.
Fällungsmittel sind chemische Stoffe.
Die biologische Reinigung ist der letzte Schritt der Abwasserreinigung, bevor das Wasser wieder in die Gewässer zurückgeleitet wird.
LösungWie du nun gelernt hast, schließen sich an die mechanische Reinigung eine chemische und eine biologische Reinigung an. Dies kannst du in der Abbildung genau nachvollziehen.
Chemische Reinigung:
- Hier werden Stoffe wie Phosphor mit Hilfe sogenannter Fällungsmittel aus dem Wasser entfernt.
Biologische Reinigung
- Diese besteht, wie die mechanische Reinigung, aus verschiedenen Schritten und Becken.
- Im Belebungsbecken werden gezielt Mikroorganismen zur Entfernung von Stoffen, wie beispielsweise Ammonium, eingesetzt.
- Nach der Nachklärung, dem letzten Schritt der biologischen Reinigung, kann das Wasser in die natürlichen Gewässer geleitet werden.
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