Die Kläranlage des
Abwasserverbandes „Mittlerer Rheingau“

Biologische Abwasserreinigung

Die beiden Belebungsbecken sind als sogenannte Umlaufbecken ausgebildet und haben ein Volumen von je 4000 m3. In der biologischen Reinigungsstufe werden Schwebstoffe sowie gelöste organische und anorganische Stoffe von verschiedenen Mikroorganismen durch biologische Stoffumsetzung aus dem Abwasser entfernt. Der dabei durch das Wachstum der Mikroorganismen entstehende Überschüssige Klärschlamm wird dann in den Nachklärbecken nach dem absetzten aus dem Abwasser entfernt.

Belebungsbecken

Die beiden Belebungsbecken bilden das biologische Zentrum der Abwasserreinigung, in denen sowohl der Abbau des Hauptteils der gelösten organischen Verbindungen, als auch die Stickstoff- und Phosphorelimination stattfindet.
Bei dem, auf der Kläranlage Mittlerer Rheingau angewendeten Verfahren finden die beiden Reinigungsschritte der Stickstoffelimination, Nitrifikation und Denitrifikation, in einem Becken statt. Da im Becken abwechselnd zeitweise nitrifiziert und denitrifiziert wird, spricht man auch von einer intermittierenden Betriebsweise.
In der Nitrifikationsphase wird über Gebläse, die sich in einer Gebläsestation befinden, die erforderliche Luftmenge in das Abwasser-Schlamm-Gemisch eingeblasen. Dabei wird zum einen der gelöste organische Kohlenstoff (gemessen als BSB oder CSB) weitgehend abgebaut, zum anderen erfolgt als erste Stufe der Stickstoffentfernung die Oxidation von Ammonium über Nitrit zu Nitrat. Die nitrifizierten Bakterien, Nitrifikanten genannt, nutzen die Stickstoff-Oxidation als Energiequelle.
In der zweiten Stufe der Stickstoffentfernung, der Denitrifikation, wird das gebildete Nitrat zu molekularem, gasförmigem Stickstoff (Luftstickstoff) umgewandelt und entweicht als unschädliches Gas in die Atmosphäre. Da das Nitrat von den Bakterien als Ersatz für Sauerstoff beim Abbau organischer Verbindungen verwendet wird, erfolgt die Denitrifikation nur bei weitgehender Abwesenheit von gelöstem Sauerstoff (anoxische Bedingungen).

Belebungsbecken Messsonden

Während der Denitrifikationsphase werden somit die Gebläse, die in der Nitrifikationsphase die Belebungsbecken belüften, abgeschaltet.

In den Belebungsbecken und der zugehörigen Ablaufkammer des Verteilerbauwerkes sind verschiedene Mess-, Steuer- und Überwachungseinrichtungen angeordnet, die zur Kontrolle und Optimierung des biologischen Reinigungsprozesses und zur Einhaltung der amtlichen Ablaufwerte dienen. Insbesondere die Ablaufkonzentrationen von Nitrat, Ammonium und Phosphat sowie der Sauerstoffgehalt in den Belebungsbecken werden kontinuierlich gemessen.

Beginn und Ende der Nitrifikations- und Denitrifikationszyklen werden über die Ammonium-Messung geregelt. Wird ein vorgegebener Wert des Ammoniumgehalts überschritten, wird die Belüftung eingeschaltet und die Nitrifikationsphase beginnt. Fällt nach einer ausreichend langen Nitrifikationsphase der Ammoniumgehalt wieder unter einen festgelegten Schaltwert, werden die Gebläse abgeschaltet und die Denitrifikationsphase beginnt.