Kläranlage

Abwasserbehandlung in einer Kläranlage

Anlage zur Reinigung von kommunalem, gewerblichem oder industriellem Abwasser, das nach mechanischen, biologischen und chemisch-physikalischen Verfahren arbeitet.
Die Kläranlage besteht aus mehreren Einzelbauwerken aus Stahlbeton, wobei jedes Bauwerk Teile der Gesamtreinigung übernimmt. So unterscheidet man Rechenanlage, Sandfang, Vorklärbecken, Belebungsbecken, Nachklärbecken, Schlammeindicker, Faulbehälter, Schlammentwässerungsanlage, Pumpwerke, Betriebsgebäude.
Baustoff, Anlagentechnik, Konstruktion und Bauverfahren müssen im Hinblick auf das Medium Abwasser aufeinander abgestimmt einegsetzt werden. Verlangt wird ein wasserundurchlässiger Beton mit hohem Widerstand gegen chemische Angriffe, z. B. Sulfatangriffe, oder bei Wandkronen (Räumerlaufbahnen) mit hohem Frost-Tausalz-Widerstand im Winterbetrieb. Der Behälterbau wie auch die großen Betonmassen der Becken verlangen Zemente mit niedriger Hydratationswärmeentwicklung und Beton mit geringem Schwinden.
Die Tragwerksplanung erfordert besondere Maßnahmen zur Sicherstellung möglichst rissefreier Wände der Becken und Behälter. Risse sind überwiegend auf Zwangbeanspruchung (z. B. durch Abfließen der Hydratationswärme oder Schwinden) zurückzuführen. Solche Beanspruchungen können entweder durch konstruktive Maßnahmen vermieden bzw. gering gehalten oder durch Bewehrung aufgenommen werden. Hierfür stehen folgende Bauweisen zur Verfügung:

• Bauweise mit vermindertem Zwang u. a. durch Anordnung von Fugen,
• Bauweise mit begrenzter Rissbreite u. a. durch eine hierfür bemessene Bewehrung,
• Bauweise mit Vorspannung (Spannbeton)
• Bauweise mit zugelassenen Trennrissen mit im Entwurf vorgesehenen Dichtmaßnahmen.

Bei Abwasseranlagen werden aus betriebstechnischen Gründen für alle Wände, die mit Abwasser in Berührung kommen, glatte Oberflächen bevorzugt. Glatte Stahlschalungen oder filmbeschichtete – also „nicht saugende” – Schalungen begünstigen jedoch im Kontaktbereich von Schalung und Frischbeton Mörtelanreicherungen und eine Erhöhung des Wasserzementwerts sowie die Entstehung von Poren an der geschalten Betonoberfläche. Dieses kann z. B. zu Beeinträchtigungen der Verschleißwiderstands und Frost-Widerstands führen. Daher sind i. A. Wasser saugende Holzschalungen – gehobelte Brettschalung, Brettplattenschalung oder Sperrholz-Großflächenschalung – vorteilhafter als nicht saugende (Wasser abweisende) Schalungen. Um die für eine leichte Reinigung in der Wasserwechsel- und Spritzwasserzone oft erwünschte glatte Wandoberfläche zu erhalten, kann ein in diesem Bereich umlaufender, wenige Dezimeter breiter Anstrich aufgebracht werden (z. B. Epoxidharz-Kombinationen).
Sofern in Sohle und Wänden der Becken bzw. Behälter die Durchführung von Rohren oder Kabeln erforderlich ist, sind spezielle Einbauteile zu verwenden, die bei der Herstellung der Bauteile direkt einzubetonieren sind und eine sichere Abdichtung zwischen Mantelrohr und durchgeführtem Rohr bzw. Kabel ermöglichen. Verwendet werden i. A. Mantelrohre mit zusätzlichem Dichtring.
Die von den Laufrädern der Räumer- und Lüfterbrücken als Fahrbahnen benutzten Wandkronen der Becken werden auch als Räumerlaufbahnen bezeichnet. Die Räumerlaufbahnen müssen deren reibungslosen Betrieb sicherstellen; ihre Oberfläche muss eben, frei von Ausbrüchen und Graten sowie bei jeder Witterung griffig sein. Raumfugen müssen so ausgebildet sein, dass sie schadlos für Räumerbrücke und Bauwerk vom Laufrad überrollt werden können. Die Räumerlaufbahnen sind verschiedenartigen Beanspruchungen ausgesetzt, denen sie dauerhaft widerstehen müssen, um eine kontinuierliche Befahrbarkeit zu gewährleisten. Zusätzlich zu den Beanspruchungen als Außenbauteil müssen sie den Druck- und Schubkräften der Laufräder und den Einwirkungen von Hilfsmitteln widerstehen, die zur Eisfreihaltung im Winter eingesetzt werden. Das verlangt besondere konstruktive Überlegungen zur Vermeidung von schädlichen Rissen und betriebssicheren Raumfugenausbildungen, eine auf die Anforderungen abgestimmte Betonzusammensetzung und spezielle betontechnische Maßnahmen beim Einbau des Betons. Neben Lösungen mit Ortbeton gibt es auch Fertigteilkonstruktionen und Laufspuren aus Edelstahl und Aluminium.

In Bereichen, in denen ein Anschluss an eine Kläranlage unwirtschaftlich ist, erfolgt eine dezentrale Abwasserentsorgung über Kleinkläranlagen.

Literatur

• Rendchen, Karsten (Hrsg.): Kläranlagen: Finanzierungsmodelle, Planung, Bauausführung. Beton-Verlag, Düsseldorf 1995
• Kampen, Rolf u.a.: Betonbauwerke in Abwasseranlagen. Verlag Bau+Technik, Düsseldorf 2011