Kleinkläranlage

Kleinkläranlage (Mehrkammergrube) aus Beton

Ca. 97 % der deutschen Haushalte sind an kommunale Kläranlagen angeschlossen. Bei den übrigen Haushalten ist der Anschluss meist nicht möglich oder nicht sinnvoll, weil sehr lange Abwasserleitungen, ggf. sogar als Druckleitungen, erforderlich wären. Für diese Haushalte sieht der Gesetzgeber vor, dass für die Entsorgung häuslichen Schmutzwassers Vorkehrungen zu treffen sind, die einen vergleichbaren Gewässerschutz wie öffentliche Kläranlagen sicherstellen.
Nach neuestem Stand der Wissenschaft ist dies nur mit vollbiologischen Kleinkläranlagen möglich.
Bezüglich Dauerhaftigkeit und Leistungsfähigkeit haben sich Kleinkläranlagen aus Beton seit vielen Jahren bewährt. Die Bauteile werden für die vor Ort anzutreffenden Beanspruchungen, z. B. seitliche Lasten oder größere Erdüberdeckungen, bemessen und sind dadurch auf Dauer formstabil. Sie lassen sich auch bezüglich ihrer Größe an die speziellen Anforderungen anpassen. Kleinkläranlagen aus Beton werden im Fertigteilwerk witterungsunabhängig gefertigt, vor Ort mit einem Kran auf die vorbereiteten Flächen unter dem Geländeniveau versetzt und anschließend angeschüttet.

Reinigungssysteme
Die Reinigung des häuslichen Schmutzwassers erfolgt in drei Stufen:

1. Bei der mechanischen Vorreinigung werden Grobstoffe zurückgehalten. Schwere Partikel sinken zu Boden, leichte – wie z. B. Öle und Fette - bleiben an der Wasseroberfläche.
   
2. Bakterien und Mikroorganismen übernehmen in der nächste Stufe die biologische Hauptreinigung. Dazu müssen die Bakterien mit ausreichend Sauerstoff versorgt werden.
   
3. In der dritten Stufe erfolgt die Nachklärung, bei der sich die Biomasse auf dem Boden absetzt. Nur geklärtes Wasser darf die Anlage verlassen. Es wird anschließend meist versickert oder in Oberflächengewässer eingeleitet.
   

Bei vielen Anlagen sind für die verschiedenen Stufen eigene Kammern in einem Behälter vorgesehen (Mehrkammerkläranlagen). Die Vorklärstufe belegt dabei immer das größte Kammervolumen. Bei Bedarf können die Kammern auch auf mehrere Behälter verteilt werden. Da für den Klärprozess das Abwasser in der Anlage ausreichend lang verweilen muss, ist die regelmäßig anfallende Abwassermenge ein wichtiges Entwurfskriterium für die Behältergröße.
Grundsätzlich unterschieden werden das:

• Belebtschlammverfahren (Belebungsverfahren), bei dem die Mikroorganismen frei im Belebungsbecken schwimmen, Belebtschlammflocken bilden und die organischen Verbindungen im Abwasser abbauen. Zu den Anlagen nach dem Belebtschlammverfahren zählen:
  • Membranfilteranlagen
  • SBR-Anlagen
• Biofilmverfahren, bei dem die Mikroorganismen einem Trägermaterial anhaften und die organischen Verbindungen im Abwasser abbauen. Bei den Biofilmverfahren wird unterschieden nach:
  • Festbett
  • Wirbel- oder Schwebebett
  • Tropfkörperanlagen

Bei Membranfilteranlagen wird das Abwasser in der biologischen Stufe sowohl belüftet als auch gleichzeitig durch eine Membranfiltrationseinheit geführt, die auch kleinste Schwebstoffe ausfiltert. Eine Nachklärung ist so nicht mehr erforderlich. Die Gesamtreinigungsleistung des Systems von fast 99 % ermöglicht die Nutzung des Wassers, das die Anlage verlässt, als Brauchwasser.
Bei SBR-Anlagen (Sequence Batch Reactor) werden die zweite und dritte Stufe der Klärung in einem "Reaktor" zusammengefasst. Dabei wird anstelle der räumlichen Trennung der Stufen in mehreren Kammern eine zeitliche Trennung der Klärstufen in einer Kammer vorgenommen.
Beim Festbett siedeln sich die Mikroorganismen auf einem Festbett aus Kunststoff (z. B. Röhrenpaket aus PE) an, das sich ständig getaucht im Abwasser befindet. Über ein Gebläse werden die Bakterien mit genügend Sauerstoff versorgt. Festbettanlagen benötigen immer getrennte Kammern für die biologische Stufe und die Nachklärstufe.
Beim Wirbelbett oder Schwebebett befinden sich die Mikroorganismen in der biologischen Reinigungsstufe auf schwimmfähigen Kunststoffkörpern, die beim Einblasen des Sauerstoffs verwirbelt werden.
Tropfkörperanlagen enthalten in der biologischen Reinigungsstufe eine Lochplatte in definierter Höhe über dem Behälterboden. Darüber befinden sich zum Beispiel Lavabrocken, auf denen sich Bakterien ansiedeln. Das Abwasser läuft von oben auf die Lavabrocken und tropft dann durch die Lochplatte in den Raum darunter, um dann anschließend in die Nachklärkammer zu gelangen.

Bei allen Verfahren werden der verbleibende Schlamm und etwaige Leichtflüssigkeiten in einem Speicher in der Anlage gesammelt und regelmäßig entsorgt.
Der Einsatz der Systeme wird von den zuständigen Behörden nur genehmigt, wenn die Kleinkläranlagen eine Bauartzulassung vom Deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) besitzen. Die örtlichen Behörden legen auch fest, in welchen Abständen Inspektionen durchgeführt werden müssen. Die Hersteller von Kleinkläranlagen aus Beton bieten oft auch einen Wartungs- und Betriebsservice an.

Siehe auch:

• Kläranlage
• Fertigteile

Literatur

• InformationsZentrum Beton GmbH (Hrsg.): Kleinkläranlagen aus Beton - Merkblatt Planung, Einbau und Betrieb. Erkrath 2018
• Kampen, Rolf u.a.: Betonbauwerke in Abwasseranlagen. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 2011
• Kuch, Helmut; Schwabe, Jörg-Henry; Palzer, Ulrich: Herstellung von Betonwaren und Betonfertigteilen. Verlag Bau+Technik GmbH, Düsseldorf 2009