So funktioniert die ARA Wangen-Wiedlisbach
Sauberes Wasser mit innovativer Technologie
Die unerwünschten Stoffe im Abwasser bestehen zur Hauptsache aus organischem Material, Stickstoff- und Phosphorverbindungen. Zudem finden sich Feststoffe wie Plastik- und Metallteile, Fliesstofftücher, Sand, Kies, Schlammpartikel usw. im Abwasser. Die Reinigung in der ARA Wangen wird durch eine fortlaufende Abtrennung von Verschmutzungsbestandteilen erreicht. Dabei unterscheidet man zwischen der mechanischen, biologischen und chemischen Verfahrensstufe.
Die Reinigungsprozesse in einer Kläranlage sind so aneinandergereiht, dass zuerst Grobstoffe und anschliessend Feinstoffe und gelöste Stoffe abgetrennt und abgebaut werden. In der ARA Wangen werden durchschnittlich ca. 1.5 Mio. m3Abwasser pro Jahr gereinigt.
Einlaufbauwerke
Insgesamt fliesst Abwasser von neun Verbandsgemeinden mit einer Bevölkerung von 8‘630 Personen in die ARA Wangen. Die Abwässer aus dem Einzugsgebiet von sieben Verbandsgemeinden gelangen durch den regionalen Hauptsammelkanal parallel dem rechten Aareufer auf das ARA-Areal in der Unteren Breite. Dieser Kanal hat einen Durchmesser von 1 Meter.
Das erste Bauwerk in der ARA Wangen ist das Regenwasserpumpwerk, wo bei Regenwetter die maximal ankommenden Abwassermengen von ca. 1 m3/s auf den in der ARA zu behandelnden Anteil und den direkt in das Regenwasserklärbecken fliessenden Teil aufgeteilt wird.
Die Abwässer aus den beiden Walliswil werden gemeinsam in den Pumpensumpf des Rohwasserhebewerkes eingeleitet. Dort werden sie mit den Abwässern aus den sieben Verbandsgemeinden vereinigt und in die ARA gepumpt. Das Rohwasserpumpwerk ist mit zwei Schneckenpumpen ausgerüstet, welche das Abwasser in das Rechengebäude transportieren. Die Fördermenge beträgt je 180 l/s. Eine der betriebenen Schnecken dient abwechselnd als Reserve.
Mechanische Stufe
Im Rechengebäude befindet sich ein Feinrechen mit einem Stababstand von 4 mm. Der Feinrechen scheidet Feststoffe (z.B. Binden, Feuchttücher, sonstige Abfallprodukte, die über das Abwasser entsorgt werden) ab. In der Rechenwaschgutpresse werden organische Stoffe ausgespült und das Rechengut in einen 800 Liter Container ausgepresst. Pro Woche entstehen im Schnitt ca. zwei Container, welche der Kehrichtverbrennungsanlage zugeführt werden.
Das Abwasser fliesst weiter in den Sand- und Fettfang. Dieser wird belüftet, damit sich nur anorganisches Material (Sand) absetzt und die organischen Partikel im Wasser bleiben. Ebenfalls wird durch die Belüftung die Fettabscheidung entsprechend gefördert. In einer separaten Kammer des Kompaktsandfangs wird das Fett mit einem Oberflächenräumer – Paddel – abgeschieden und entweder in die Faulung zur Gasproduktion oder dem Pressgut zugeführt.
Der sedimentierte Sand wird über eine Förderschnecke ausgepresst und im Sandwäscher gewaschen, um einen möglichst geringen Anteil an organischem Restmaterial im Sand zu haben. Damit der Sand auf einer Inertstoffdeponie Typ B entsorgt werden kann, muss nach VVEA der TR Gehalt über 95% liegen.
Nach dem Sand- bzw. Fettfang wird das Abwasser auf die zwei Vorklärbecken (Nutzinhalt von insgesamt 488 m3) verteilt, wo durch Sedimentation 1/3 der Schmutzfracht abgebaut resp. aus dem Abwasser entfernt wird. Mit dem Vorklärbeckenräumer wird der sedimentierte Bodenschlamm in den Vorklärbeckentrichter geschoben, wo er bis zur Weiterbehandlung gespeichert und aufkonzentriert wird. Eine weitere wichtige Aufgabe der Vorklärung ist das Sedimentieren des überschussschlamms aus der Nachklärung. Primär- und überschussschlamm ergeben den Frischschlamm. Dieser wird dann prozessoptimiert in den Frischschlammbehälter abgepumpt.
Biologische Stufe
Der hintere Teil der Vorklärbecken bildet die Anoxzone (Nutzinhalt von 2 x 120 m3 = 240 m3). Dort wird ein Teilabbau der Nitrate (NO3) erreicht, um den Stickstoffeintrag ins Gewässer zu reduzieren. Damit in den Becken keine Schlammsedimentation eintritt, wird das Abwasser-/Belebtschlammgemisch mittels Rührwerke umgewälzt. Das Zwischenpumpwerk, ein mit Zentrifugalpumpen ausgerüstetes Hebewerk, transportiert das Abwasser in die Belüftungsbecken/Belebungsbecken.
Die im mechanisch geklärten Abwasser enthaltenen, vorwiegend gelösten und nicht mehr absetzbaren Stoffe, die grösstenteils biologisch abbaubar sind, dienen in der biologischen Stufe einer Vielzahl von Bakterien und Mikroorganismen (dem sogenannten Belebtschlamm) als Nahrung. Um den geforderten Abbau zu erreichen, braucht der Belebtschlamm eine Aufenthaltszeit von ca. zwölf Tagen, genug gelösten Sauerstoff und ein entsprechendes Nährstoffangebot. So wird die Reinigung des Abwassers vollzogen.
Den Sauerstoff brauchen die Bakterien und Mikroorganismen für den Oxidationsprozess (Abbau der Schadstoffe). Der Belebtschlamm braucht also für seine Lebenstätigkeit Sauerstoff, welcher mittels eines feinblasigen Belüftungssystems (Druckluftgebläse und kunststoffüberzogene Belüftungsplatten) in die Belüftungsbecken/Belebungsbecken (Nutzinhalt 2 x 700 m3 = 1400 m3) eingetragen wird.
In den darauffolgenden Nachklärbecken (Nutzinhalt 2 x 1025 m3) findet die Trennung des Belebtschlammes vom nunmehr gereinigten Abwasser statt. Letzteres fliesst durch gelochte Tauchrohre in den Ablaufkanal der ARA, überströmt die Abwassermengen-Messstelle und gelangt schliesslich in die Aare (Der sedimentierte Belebtschlamm kommt als Rücklaufschlamm in die Anoxbecken zurück. Der Schlammzuwachs, der sogenannte überschussschlamm, fliesst in den Zulaufkanal zur Vorklärung zurück und wird dort – zusammen mit dem Primärschlamm – abgezogen.
Chemische Stufe
Die im Abwasser noch gelösten Phosphatverbindungen, welche zur Verhinderung der Nährstoffanreicherung in den Oberflächengewässern (Eutrophierung) ebenfalls zu eliminieren sind, werden mittels eines chemischen Prozesses – dem sogenannten Simultanfällungsverfahren – aus dem Abwasser entfernt. Die Phosphatfällungsanlage ist im Untergeschoss des Betriebsgebäudes aufgestellt. Sie besteht aus mehreren Elementen: Fällmittelannahmestelle, Tankanlage (Kunststoffbehälter in einer säurefest ausgekleideten Wanne), Dosierstation, Dosierleitungen und Armaturen sowie die Steuer- und Regelanlage.
Das Fällungsmittel wird vor dem Belebungsbecken zugegeben. Die Fällungsreaktion erfolgt hier gleichzeitig mit den biologischen Reinigungsprozessen im Belebungsbecken. Die entstandenen schwer löslichen Metall-Phosphorverbindungen (Eisen- und Aluminiumphosphate) verbleiben im Nachklärbecken beim Belebtschlamm und werden somit aus dem Abwasser entfernt.
Schlammbehandlung
Der aus den Vorklärbecken abgezogene Frischschlamm wird im Frischschlammbehälter über Nacht gestapelt. Durch den Tag wird er über die Strainpresse gesiebt und anschliessend im Scheibeneindicker von ca. 3.5% auf max. 8% Tro-ckenrückstand eingedickt. Im Dickschlammbehälter wird er gestapelt und chargenweise der Faulung in die beiden Faulräume zugeführt, wo er während 20 Tagen bei einer Temperatur von 37 Grad Celsius anaerob abgebaut wird. Das Biogas (CH4) wird im Trockengasometer gespeichert und anschliessend in der Heizzentrale in Wärmeenergie umgewandelt und dem Fernwärmenetz zugeführt.
Der ausgefaulte Schlamm wird in einem Schlammstapel bis zur Entwässerung zwischengespeichert.
In der Schlammentwässerungsanlage wird der ausgefaulte Schlamm mittels Schneckenpresse auf einen TR Gehalt von ca. 30% entwässert. Der entwässerte Schlamm wird mit ACTS-Mulden regelmässig abgeführt. Pro Jahr werden auf der ARA Wangen ca. 500 Tonnen Schlamm abgeführt und in einer Klärschlammverbrennungsanlage verbrannt.
Die Rückläufe aus der Schlammentwässerung werden im sogenannten Trübwasserstapel gespeichert und anlageverträglich dem Reinigungsprozess zudosiert und entsprechend gereinigt.