In einer kommunalen Abwasseranlage in Jiangsu beobachteten die Betreiber, wie die Schwebstoffe im Abwasser im Laufe eines Monats von 25 mg/L auf fast 60 mg/L anstiegen. Der biologische Prozess schien stabil und die Dosierung der Chemikalien blieb unverändert. Die eigentliche Ursache kam erst bei einer Beckeninspektion ans Licht: Eine verschlissene Abstreifklinge am Nachklärbecken hatte dazu geführt, dass sich der Schlamm ungleichmäßig anhäufte und tote Zonen entstanden, die das Absetzprofil störten. Dieses einzelne mechanische Problem führte dazu, dass die Qualität des Abwassers außerhalb der Genehmigungsgrenzen lag. Es ist eine Erinnerung daran, wie zentral das Klärbecken für die Abwasseraufbereitung ist, auch wenn es wie eine ruhige, statische Struktur im Prozessablauf aussieht.
Was ist ein Klärer und wie funktioniert er?
Ein Klärbecken ist ein großes Sedimentationsbecken, das mithilfe der Schwerkraft suspendierte Feststoffe vom Abwasser trennt. Der Zufuhrstrom tritt durch eine Einlassstruktur ein und gelangt in einen zentralen Zufuhrschacht. Im Zufuhrbrunnen wird die Vorwärtsgeschwindigkeit des einströmenden Wassers so weit reduziert, dass die Partikel ihren Abstieg beginnen können. Das Wasser breitet sich dann nach außen und oben aus. Beim Durchlauf durch den Tank fallen Schwebstoffe zu Boden und das geklärte Abwasser erreicht ein peripheres Überlaufwehr. Ein rotierender Schabermechanismus schiebt den abgesetzten Schlamm in einen Sammelsumpf, wo er zur nachgeschalteten Eindickung und Entwässerung abgezogen wird.
Der Klärer wandelt oder verbraucht keine Schadstoffe. Es handelt sich um eine physische Trenneinheit, und ihre Leistung hängt direkt davon ab, wie gut das Becken konzipiert und gewartet wird. Sowohl kreisförmige als auch rechteckige Anordnungen sind üblich, aber runde Tanks werden häufiger in kommunalen Anwendungen eingesetzt, da der rotierende Abstreifer und das periphere Wehr den Durchfluss gleichmäßig über eine große Fläche verteilen.
Primäre vs. sekundäre Klärung
Vorklärbecken befinden sich nach der Siebung und Sandentfernung sowie vor dem biologischen Prozess. Ihr Hauptzweck ist die Entfernung absetzbarer organischer Feststoffe sowie schwimmfähiger Öle und Fette. Unter typischen kommunalen Auslegungsbedingungen entfernt ein Vorklärbecken 50–70 % der einströmenden Schwebstoffe und 25–40 % des BSB. Durch die Entfernung dieses Teils der organischen Belastung vor der Biologie wird der Energieverbrauch bei der Belüftung gesenkt und der nachgelagerte Prozess stabilisiert.
Nachklärbecken sind dem Bioreaktor nachgeschaltet. Sie werden verwendet, um die Belebtschlamm-Biomasse vom behandelten Abwasser zu trennen und einen Teil dieser Biomasse in den Reaktor zurückzuführen. Die Leistung eines Nachklärbeckens ist eng mit den Absetzeigenschaften des biologischen Schlamms verknüpft. Ein gut betriebenes Nachklärbecken kann den Schwebstoffgehalt im Abwasser unter 30 mg/L halten, wobei die Feststoffentfernungseffizienz im Bereich von 80–90 % liegt.
| Parameter | Primärklärer | Sekundärklärer |
|---|---|---|
| Flächenbelastung (m³/m²·d) | 30-50 | 15-25 |
| Verweilzeit (h) | 1,5-2,5 | 2,0-4,0 |
| Feststoffentfernung (%) | 50-70 | 80-90 |
| Wehrbelastung (m³/m·d) | 125-250 | 100-200 |
| Typische Tiefe (m) | 3-5 | 3-5 |
Wichtige Designparameter, die die Leistung bestimmen
Mehrere hydraulische und mechanische Parameter bestimmen die Leistung eines Klärbeckens. Die Oberflächenbeladungsrate, auch Überlaufrate genannt, ist der Abwasserdurchfluss geteilt durch die Tankoberfläche. Für konventionelle Vorklärbecken beträgt die zulässige Auslegungszone 30-50 m³/m²·d. Die Verweilzeit, die bei Vorklärbecken normalerweise 1,5–2,5 Stunden beträgt, bestimmt, ob die kleinsten absetzbaren Partikel genügend Zeit haben, den Boden zu erreichen. Die Wehrbelastungsrate, die in Standard-Rundbecken zwischen 125 und 250 m³/m·d liegt, steuert die Aufwärtsströmungsgeschwindigkeit an der Abwassergrenze. Die Tanktiefe beträgt in der Regel 3 bis 5 Meter und muss ausreichend Volumen für die Schlammdecke bieten und verhindern, dass sich die Decke bei normalen hydraulischen Spitzen ablöst.
Die mechanische Seite verdient die gleiche Aufmerksamkeit. Die Abstreiferarme sollten sich nicht schneller als etwa 1,5 Umdrehungen pro Minute drehen, damit der Schlamm gleichmäßig zum Sumpf gefördert wird, ohne dass es zu Störungen beim Absetzen kommt. Der Zufuhrschacht muss so dimensioniert sein, dass er die Einlassgeschwindigkeit ableitet und eine Ruhezone schafft. Das Ablaufwehr muss eben und gleichmäßig belastet sein. Ein Wehr, das nur 1–2 Zentimeter vom Niveau abweicht, kann örtlich Hochgeschwindigkeitsstreifen erzeugen, die Feststoffe in das Abwasser ziehen.
Häufige Klärungsprobleme und wie man sie diagnostiziert
Probleme mit Kläranlagen sind vom Prozesskontrollraum aus oft nicht sichtbar. Eine aufsteigende Schlammdecke in einem Nachklärbecken wird häufig durch Denitrifikation verursacht. In den biologischen Flocken erzeugtes Stickstoffgas hebt den Schlamm an die Oberfläche und die Decke steigt oder schwimmt vollständig. Die Überprüfung des gelösten Sauerstoffs im Belebungsbecken und der Rücklaufschlammmenge ist der erste diagnostische Schritt.
In Vorklärbecken kann eine dicke Schaumschicht den Skimmer bedecken und große Mengen an schwimmfähigem Material durch den Tank leiten. Dies ist normalerweise als Schaum- oder Fettansammlung am nachgeschalteten Sieb oder im Abwasser sichtbar. Ein unebenes Ablaufwehr, ein übergroßer Zulaufbrunnen oder ein beschädigtes Einlassleitblech können zu einem Kurzschluss führen, bei dem der Zufluss den Auslass in einem Bruchteil der vorgesehenen Verweilzeit erreicht.
Zur vorbeugenden Wartung sollte eine routinemäßige Inspektion der Schaberblätter, Wehrplatten und Skimmer gehören. Abgenutzte Abstreiferblätter aus Gummi oder Polyurethan müssen ersetzt werden, sobald der Spalt zwischen dem Blatt und dem Tankboden zu groß wird, typischerweise größer als 10–15 Millimeter. Schlammpumpen sollten so eingestellt werden, dass die Decke auf dem Auslegungsniveau gehalten wird. Wenn zu wenig gepumpt wird, konzentriert sich die Decke und es besteht die Gefahr einer Feststoffverschleppung. Wenn zu viel gepumpt wird, entsteht Schlamm und die Kosten für die nachgelagerte Behandlung steigen.
So wählen Sie den richtigen Klärer für Ihre Anlage aus
Die Auswahl des Klärbeckens sollte mit den hydraulischen und Feststoffbelastungswerten beginnen, nicht mit einer bevorzugten Marke oder einem bevorzugten Modell. Für Standorte mit begrenzter Stellfläche bieten Lamellenplattenklärer eine kompakte Alternative, reagieren jedoch schlecht auf große Durchflussschwankungen. Kommunale Anlagen mit mehr als etwa 1.000 m³/h sind nach wie vor meist auf Rundklärbecken angewiesen, bei denen peripher angetriebene Abstreifer bei mäßiger Wartung Jahrzehnte überdauern. Für kommunale Abwasserbehandlung Anwendungen ist dies eine bewährte Lösung. Für kleinere industrielle oder mittlere kommunale Anwendungen können Räumer mit Mittelantrieb Klärung und Schlammeindickung in einem einzigen Tank kombinieren, wodurch die Notwendigkeit eines separaten Voreindickungsschritts reduziert wird.
Überlegen Sie, wie sich das Klärbecken in den Rest der Anlage integriert. Eine Kläranlage, die einen dicken Schlamm ableitet, senkt den Polymerverbrauch und den Stromverbrauch im nachgeschalteten Entwässerungsprozess. Die Größe und Konfiguration des Förderbrunnens, die Tiefe der Absetzwasserzone und die Wahl zwischen peripheren und zentral angetriebenen Scrapern sind praktische Entscheidungen, mit denen Anlagenbetreiber 20 Jahre oder länger leben müssen.
Für große runde Tanks bietet Qingben einen Schlammabstreifer mit peripherem Antrieb an, der für die in kommunalen Einrichtungen üblichen Durchmesserbereiche ausgelegt ist. Bei Tanks mit kleinerer Grundfläche sorgt ein zentral angetriebener Schlammschaber und Eindicker für eine kombinierte Klärung und Voreindickung. Wenn Sie damit umgehen Industrieabwasser Bei hoher Schwebstoffvariabilität kann ein effizientes Sedimentationstank-Prozesspaket besser geeignet sein.
Schlammabstreifer mit peripherem Antrieb für große runde Tanks Dieser Schaber eignet sich für große runde Klärbecken mit typischerweise über 20 m Durchmesser und verwendet eine logarithmische Spiralklinge, um ein Verstopfen zu verhindern. Es ist für die Bewältigung großer Wassermengen ausgelegt und schützt gleichzeitig den Antriebsmechanismus vor Überlastung. Produkt anzeigen → 
Schlammschaber und Eindicker mit Zentralantrieb für kleinere Klärbecken Dieses Gerät ist ideal für runde Tanks unter 18 m und kombiniert Schlammschaben mit Voreindickung. Er verfügt über einen verstellbaren Rechenarm und einen optionalen automatischen Hub, wodurch er für kommunales Abwasser mit leichtem Schlamm geeignet ist. Produkt anzeigen → 
Hocheffizientes Sedimentationstank-Prozesspaket Dieses Paket integriert Flockung und Schrägplattensedimentation, um hochdichten Schlamm und klares Abwasser auf kompakter Grundfläche zu erzielen. Es reduziert den Chemikalienverbrauch und verbessert die Entfernung von Schwebstoffen, Algen und Phosphor. Produkt anzeigen → Häufig gestellte Fragen
F1: Was ist ein Klärbecken in der Abwasserbehandlung?
Ein Klärbecken ist ein Schwerkraft-Absetzbecken, das suspendierte Feststoffe aus dem Wasser entfernt. Es wird sowohl in der Primär- als auch in der Sekundärbehandlungsstufe zur Herstellung von geklärtem Abwasser eingesetzt.
F2: Was ist der Unterschied zwischen Primär- und Sekundärklärbecken?
Vorklärbecken setzen Rohfeststoffe vor der biologischen Behandlung ab. Nachklärbecken trennen biologische Feststoffe nach der Behandlung ab. Sie operieren an verschiedenen Stellen im Behandlungsstrang.
F3: Wie hoch ist die typische Entfernung suspendierter Feststoffe in einem Vorklärbecken?
Unter üblichen kommunalen Auslegungsbedingungen entfernt ein Vorklärbecken 50–70 % der ankommenden Schwebstoffe und 25–40 % des BSB.
F4: Warum steigt die Schlammdecke in meinem Nachklärbecken an?
Eine steigende Decke bedeutet normalerweise Denitrifikation. Stickstoffgasblasen im Schlamm bewirken, dass dieser schwimmt. Überprüfen Sie die Rücklaufschlammrate, den Sauerstoffgehalt und die Schlammverweilzeit.
F5: Was sind die wichtigsten Designparameter für einen Klärer?
Oberflächenbeladungsrate, Verweilzeit, Wehrbeladungsrate und Tanktiefe. Typische Vorklärbereiche sind 30–50 m³/m²·d, 1,5–2,5 h, 125–250 m³/m·d und 3–5 m.
F6: Wie wähle ich zwischen runden und rechteckigen Klärbecken?
Aufgrund der einfachen Mechanik sind Rundklärbecken in großen kommunalen Anlagen weit verbreitet. Rechteckige Klärbecken eignen sich für beengte Platzverhältnisse und den Aufbau gemeinsamer Wände. Die Wahl hängt vom Layout und Budget der Website ab.
