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Biologische Abwasserreinigung

Kernstück jeder modernen Abwasserbehandlungsanlage ist die biologische Reinigungsstufe. In ihr sollen mit Hilfe von Mikroorganismen die gelösten Abwasserbestandteile, wie Stickstoff, Phosphor und diverse organische Kohlenstoffverbindungen, aus dem Abwasser entfernt werden. Die erfolgt dadurch, dass die Mikroben die Abwasserinhaltstoffe als Nahrung benutzen, dabei wachsen und sich vermehren.
Der dadurch entstehende Zuwachs an Bakterienmasse wird kontinuierlich aus dem Prozess ausgekreist, somit aus dem Abwasser entfernt und bildet einen Bestandteil des landwirtschaftlich verwerteten Klärschlammes.

Belebungsbecken
Trägermaterial im Belebungsbecken

Auf der Kläranlage Köthen wird in der biologischen Stufe das Verfahren der Abwasserbehandlung mit Wirbelbettreaktoren angewandt. Das Prinzip besteht darin, dass den Belebungsbecken Trägermaterial zugesetzt ist. Es handelt sich dabei um 4 bis 8 mm lange, hohle, zylindrische Kunststoffteilchen. Auf diesen sollen sich Mikroorganismen ansiedeln. Die entstehende dünne Schicht wird auch als biologischer Rasen bezeichnet. Durch diese Ansiedlung erhöht sich die aktive Kontaktfläche zwischen Bakterien und Abwasser um ein Vielfaches, was wiederum zu einer erheblichen Reduzierung der Beckenvolumina führt.

Belebungsbecken
Belebungsbecken

Prinzipiell geht die biologische Abwasserreinigung dabei wie nachfolgend beschrieben vonstatten:

Die Belebungsbecken sind als Kaskaden aufgebaut und werden parallel betrieben.

In der ersten Kaskade wird der Rücklaufschlamm mit dem zufließenden Abwasser vermischt und teilweise denitrifiziert.

Die anschließende zweite Kaskade wird zur Phosphatfreisetzung genutzt, dies erfolgt unter anaeroben Bedingungen.

In einer dritten Kaskade erfolgt die Nitrifikation. Unter Nitrifikation versteht man dabei die biologisch/chemische Umsetzung des im Abwasser enthaltenen Ammonium-Stickstoff unter Mithilfe von Sauerstoff zu Nitrat. Dazu wird in das Becken Luft eingetragen.

Kernstück bildet die Steuerstufe, in der die wesentlichen Prozesse zum Abbau von Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor ablaufen.

Nachgeschaltet ist dieser eine Entgasungszone. In dieser soll der zuvor im Denitrifikationsprozess entstandene elementare, also gasförmig vorliegende, Stickstoff ausgetrieben und somit aus dem Abwasser entfernt werden.


Die Vorteile des Verfahrens liegen einerseits in einer Ersparnis von Investitionskosten sowie von Betriebskosten und andererseits in einer höheren Effektivität der ablaufenden Prozesse.

Die Kläranlage Köthen ist die derzeit größte gebaute Anlage, auf der dieses Verfahren angewandt wird.