Abwasserreinigung
Unsere Abwasserreinigungsanlage (ARA) im Buholz in Emmen hat die Aufgabe, das vorwiegend durch häusliches Abwasser verunreinigte Schmutzwasser von organischen Verbindungen, sowie von Stickstoff und Phosphor zu befreien.
Dadurch wird verhindert, dass durch die anschliessende Einleitung des gereinigten Abwassers in die Reuss keine Überdungung stattfinden kann. Das von der ARA gereinigte Wasser ist aber kein Trinkwasser.
Bei Trockenwetter beträgt die Abwassermenge, welche die ARA zu Reinigen hat rund 1'200 l/s. Bei Regenwetter werden 3'500 l/s mechanisch und 2'400 l/s biologisch gereinigt.
Mechanische Reinigung
Pumpwerk
Da die ARA an der tiefsten Stelle des Verbandsgebietes liegt, muss das Abwasser mittels Schneckenpumpen und Zentrifugalpumpen zuerst angehoben werden.
Eckdaten:
Förderhöhe Seite Luzern 3 m,
Förderleistung 3 x 1'500 l/s
Förderhöhe Seite Rothenburg 7 m,
Förderleistung Zentrifugalpumpen 500 l/s und Schneckenpumpen 2 x 500 l/s und 1 x 1'600 l/s
Rechen
Die Rechenanlage entnimmt Feststoffe wie Toilettenartikel (z.B. WC-Papier, Binden, Feuchttücher), Speisereste etc. aus dem Abwasser. Das sehr nasse Rechengut wird in einer Presse entwässert und danach in der KVA verbrannt.
Eckdaten:
Grobrechenanlage: 2 Rechen mit 5 cm Spaltweite
Feinrechenanlage: 4 Rechen mit 10 mm Spaltweite
Rechengut: ca. 50 t / Monat
Sand- und Fettfang
Im anschliessenden Sandfang sinken Sand und Kies auf den Boden und werden von dort abgepumpt. Sand und Kies stammen vom Winterdienst, von Baustellen, sowie vom Abrieb der Strassen und der Kanalisationen.
Mitgeschwemmtes Fett und Öl, sowie Schwebstoffe welche an der Oberfläche aufschwimmen, werden von einem Räumer abgeschöpft.
Eckdaten:
Becken: 4 x 325 m3
Sandmenge: ca. 10 – 15 t / Monat
Vorklärbecken
Im Vorklärbecken wird die Fliessgeschwindigkeit soweit verlangsamt, dass sich die Fäkalstoffe, sowie alle restlichen Feststoffe auf dem Boden des Beckens als Schlamm absetzen. Von dort wird der Schlamm mit einem Räumer in einen Trichter geschoben und anschliessend abgepumpt. Das Wasser welches zur biologischen Reinigung fliesst, enthält nur noch gelöste Schmutzstoffe.
Eckdaten:
Becken: 2 x 2‘500 m3
Aufenthaltszeit: 1 – 2 Stunden
Biologische Reinigung des Abwassers
Biologie
Das Herzstück der ARA Buholz ist die biologische Reinigungsstufe, welche im A/I-Verfahren betreiben wird. D.h. die Biologiebecken werden alternierend mit Abwasser beschickt und intermittierend mit Luft belüftet. In der Biologie werden die im Abwasser gelösten Schmutzstoffe entfernt, welche im Gewässer zu einer Überdüngung (Eutrophierung) führen können. Es sind dies organische Verbindungen, Stickstoff und Phosphor. Die Reinigung des Abwassers erfolgt durch Mikroorganismen, welche die im Abwasser enthaltenen Schmutzstoffe herausfressen. Damit die Mikroorganismen leben können, brauchen sie sehr viel Luft. Diese Luft wird von Gebläsen über am Boden der Biologiebecken eingebaute, feingelochte Membranteller eingeblasen. Je kleiner die Luftblasen sind, je grösser ist die Oberfläche an welcher der Austausch von Sauerstoff stattfinden kann. Zusätzlich bewirkt die eingeblasene Luft, dass der Beckeninhalt gut durchmischt wird und die Mikroorganismen ihre Nahrung möglichst einfach finden.
Eckdaten:
Becken: 6 x 5‘500 m3
Aufenthaltszeit: ca. 8 Stunden
Organische Stoffe (Kohlenstoff)
Herkunft: Zucker, Stärke, Eiweiss, etc.
Organische Stoffe werden von den Mikroorganismen in der Biologie aus dem Abwasser herausgefressen. Die Mikroorganismen leben im sogenannten Belebtschlamm. Dies ist ihr Zuhause.
Stickstoff
Herkunft: Urin (Ammonium = gelöst / Ammoniak = gasförmig)
Der Stickstoff wird von den Mikroorganismen so umgewandelt, dass er nicht mehr giftig ist (Nitrifikation) oder gasförmig als Luftstickstoff aus dem Abwasser austritt (Denitrifikation).
Phosphor (chemische Reinigungsstufe)
Herkunft: Reinigungsmittel, Duschmittel, Kosmetika
Phosphor wird durch chemische Bindung mit einer Eisen- oder Aluminiumlösung im Belebtschlamm gebunden und so aus dem Abwasser entfernt.
Nachklärung
Im Nachklärbecken geht es um die Abtrennung der Mikroorganismen vom gereinigten Abwasser. Der Belebtschlamm mit den Mikroorganismen ist in der Regel schwerer als das Wasser. Durch eine Tauchwand am Einlauf der Nachklärbecken wird der Belebtschlamm an den Beckenboden geführt und steigt aufgrund seiner Schwere nicht mehr auf. Anschliessend fliesst das gereinigte Abwasser durch einen Ablaufkanal zur Reuss. Das gereinigte Abwasser ist aber kein Trinkwasser.
Eckdaten:
Becken 12 x 3'200 m3
Aufenthaltszeit: ca. 6 Stunden
Auslauf in die Reuss
Die Reststoffe im gereinigten Abwasser, welches in die Reuss fliesst sind ausgeschwemmte Mikroorganismen, Krankheitserreger (z.B. Darmbakterien), Rückstände von Medikamenten etc. Durch die Verdünnung mit dem Reusswasser und dank der natürlichen Reinigungsleistung der Natur wird auch nach dem Auslauf der ARA in die Reuss eine sehr gute Badewasserqualität erreicht
Schlammbehandlung
Primärschlamm
Der Schlamm aus der Vorklärung wird im Voreindicker durch absetzten eingedickt.
Sekundärschlamm (Überschussschlamm)
Durch die ständige Vermehrung der Mikroorganismen in der Biologie entsteht ein Überschuss an Belebtschlamm. Dieser Überschussschlamm wird mittels zweier Zentrifugen von ca. 0.3 % auf 5 – 6% Trockensubstanz (TS) eingedickt.
Faulung
Der Primär- und Sekundär-Schlamm, welcher zu 2/3 aus organischen Feststoffen und zu ca. 1/3 aus anorganischem Feststoff (Sand) besteht, wird in den 3 Faulräumen gepumpt. Dort wird der Schlamm auf 38°C erwärmt. Bei dieser Temperatur sind die Methanbakterien am aktivsten und wandeln ca. die Hälfte der organischen Feststoffe (oder 1/3 der gesamten Feststoffe) in Klärgas um.
Eckdaten:
Faulbehälter: 3 x 2'750 m3
Aufenthaltszeit: ca. 24 Tage
Klärgas: ca. 65% Methan (CH4) / ca. 35% Kohlendioxid (CO2)
Schlammentwässerung
Der ausgefaulte Faulschlamm wird mittels zweier Zentrifugen von ca. 3% auf ca. 25% Trockensubstanz (TS) entwässert und anschliessend verbrannt.