Allgemeines zur Planung von Kleinkläranlagen

Allgemeines
Anschluss an öffentliches Kanalnetz Fünf bis sieben Prozent der deutschen Haushalte sind nicht an das öffentliche Kanalnetz angeschlossen.
Wasser ist nach Gebrauch in Küche, Bad und Toilette mit organischen Stoffen, Nährstoffen und
Haushalts-Chemikalien belastet. Somit stellt ungereinigtes Abwasser eine Gefahr für Mensch, Tier
und Gewässer dar. Deshalb ist die Reinigung dieses Abwassers Vorschrift.
Kleinkläranlagen sind dezentrale Abwasserreinigungssysteme, die das Schwarzwasser der Bewohner
klären und das gereinigte Abwasser in die Versickerung oder in ein fließendes Gewässer leiten.
Grundsätzlich wird zwischen den mechanischen Reinigungsverfahren (Sickergruben, Drei-KammerKlärgruben, Sammelgruben usw.) und den biologischen Reinigungsverfahren unterschieden. Nach
der neuesten Fassung des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) vom 31. Juli 2009 sind in Deutschland nur
noch biologische Verfahren einzusetzen.
Einsatzbereich
KESSEL-Kleinkläranlagen
Das Inno-Clean-Verfahren
Für die Aufberechnung aller häuslichen Abwässer wie WC, Küche, Badezimmer, Waschmaschine,
Spülmaschine etc.
Von allen Anlagen mit technischer Abwasserbelüftung arbeiten die SBR-Reaktoren höchst energieeffizient und verfügen über die bestmögliche Reinigungsleistung.
Mit Inno-Clean hat KESSEL die Vorteile der SBR-Systeme nochmals verbessert:
Inno-Clean bietet eine hohe Reinigungsleistung
Inno-Clean hat einen geringen Energieaufwand (Spar- und Urlaubsschaltung)
Inno-Clean passt sich der Anzahl der Bewohner an
Inno-Clean minimiert den Kontrollaufwand
Inno-Clean ist leicht und einfach zu warten
Inno-Clean besitzt eine automatische Netzausfallerkennung
Das verringert die Wartungskosten, es sind nur noch zwei statt drei Wartungen pro Jahr durchzuführen.
Die Inno-Clean-Vielfalt
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Einbauvarianten
Die größeren Inno-Clean-Anlagen bestehen aus zwei oder mehr Behältern. Diese lassen sich individuell
in verschiedenen Varianten anordnen. So können schwierigste Einbausituationen leicht gemeistert werden.
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Allgemeines zum Thema Kleinkläranlagen
Ablaufklassen
für KESSEL-Kleinkläranlagen
Meist wird bei Kleinkläranlagen die Reinigungsklasse C, also Kohlenstoffabbau, gefordert. Nur in bestimmten Fällen, in denen besondere Maßnahmen zum Schutz der Gewässer erforderlich sind, können
weitergehende Reinigungsanforderungen gestellt werden - oftmals in Karstgebieten und Trinkwasserschutzzonen. Welche Klasse gefordert wird, legt die zuständige Behörde fest.
Kohlenstoffabbau ist die Reduktion der im Abwasser enthaltenen organischen Verbindungen, welche
Kohlenstoff in chemisch gebundener Form enthalten. Dies erfolgt in der biologischen Abwasserreinigung.
Der Abbau erfolgt im Wesentlichen durch Mirkoorganismen in Verbindung mit gelöstem Sauerstoff bei
aeroben Prozessen, unter Sauerstoffabschluss bei anaeroben Prozessen.
Bei diesen Prozessen entstehen durch Umwandlungsprozesse anorganische Verbindungen und Biomasse.
Das am häufigsten angewandte Verfahren der biologischen Abwasserreinigung ist das Belebtschlammverhalten.
Nitrifikation ist die Umsetzung von Ammoniak beziehungsweise Ammonium zu Nitrat. Sie wird im natürlichen Gewässer und bei der biologischen Abwasserreinigung von Nitrifikanten durchgeführt.
Die Nitrifikation ist eine Reaktion mit sehr hohem Sauerstoffbedarf, der extern zugeführt werden muss.
Die Nitrifikanten gehören zu den aeroben Bakterien, weil sie Sauerstoff als Elektronenakzeptor benötigen. Als Kohlenstoffquelle nutzen sie organisches Kohlenstoffdioxid.
Denitrifikation ist das biologische Verfahren zur Entfernung der im Wasser oder Abwasser befindlichen
Stickstoffverbindungen, z.B. Nitrat oder Nitrit. Dabei wird die natürliche Fähigkeit von Mikroorganismen
(Bakterien) genutzt, die diese Stickstoffverbindungen in elementaren (gasförmigen) Stickstoff umwandeln.
Eine schnelle Umwandlung der Nitritsalze durch die Bakterien ist lebensnotwendig, da Nitrit für
höhere Organismen bei niedrigem pH-Wert giftig wirkt.
Das Verfahren der Denitrifikation wird technisch unter anderem in der biologischen Abwasserreinigung
als Fortschritt nach der Nitrifikation für den Abbau von Stickstoffverbindungen genutzt. Es tritt aber auch
in der Umwelt im natürlichen Stickstoffkreislauf auf.
Die Ablaufklassen für Kleinkläranlagen sind nach den Zulassungsgrundsätzen für die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung für die Anwendung von Kleinkläranlagen durch das Deutsche Institut für Bauchtechnik (DIBt) wie folgt definiert:
Anlagen mit Kohlenstoffelimination
Anlagen mit zusätzlicher Nitrifikation
Anlagen mit zusätzlicher Denitrifikation
Anlagen mit zusätzlicher Phosphatelimination
Anlagen mit zusätzlicher Hygienisierung
Ablaufklasse C
Ablaufklasse N (schließt C ein)
Ablaufklasse D (schließt C und N ein)
Ablaufklasse C,N, D, + P
Ablaufklasse C, N, D, + H
KESSEL hat für folgende Ablaufklassen die notwendigen Zulassungen:
Ablaufklasse C
Ablaufklasse D
Ablaufklasse N
Ablaufklasse D+P
Z-55.3 - 187
Z-55.3 - 185
Z-55.3 - 186
Z-55.3 - 184
Als führender Anbieter im Bereich der Abwassertechnik verfügt KESSEL mit Erteilung dieser Zulassungen
somit über das umfassendste geprüfte und auch zugelassene Sortiment an Reinigungsstufen im Kleinkläranlagenbereich.
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Ablaufklassen
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Allgemeines zum Thema Kleinkläranlagen
Kleinkläranlagen
Warum muss Schmutzwasser gereinigt werden?
Einleitung
Kleinkläranlagen haben die Aufgabe, das im Haushalt anfallende Schmutzwasser zu reinigen. Unter häuslichem Schmutzwasser versteht man das Wasser, das in der Küche, im Bad, in der Toilette und in der
Waschküche anfällt. Andere Abwässer, die im Haushalt oder im Kleingewerbe anfallen, dürfen auch eingeleitet werden. Sie müssen aber in ihrer Zusammensetzung und in ihrer biologischen Abbaubarkeit
dem häuslichen Abwasser entsprechen.
Durch Gebrauch im Haushalt wird aus dem sauberen Trinkwasser ein Schmutzwasser. Dieses ist mit organischen Stoffen, Nährstoffen und Chemikalien belastet. Ungereinigtes Schmutzwasser ist eine Gefahr
für Mensch und Tier, es schädigt oberirdische Gewässer und das Grundwasser. Es muss gereinigt werden, bevor es in die Umwelt gelangt.
Die Kleinkläranlage darf nicht hydraulisch überlastet werden. Deshalb sind Einleitungen von Niederschlagswasser, Dränagenwasser, Kühl wasser oder Wasser aus Schwimmbecken nicht erlaubt.
Die Funktion der Kleinkläranlage muss erhalten bleiben. Feste oder flüssige Abfallstoffe, die die Reinigungswirkung beeinträchtigen oder den Schlamm übermäßig belasten, wie z.B. Chemikalien, Farbreste,
Arznei mittel, Fette, Öle, Säuren, Laugen und unbehandelte Feuer ungs kon densate dürfen nicht in die
Kleinkläranlage gelangen.
Die Überlastung der Kleinkläranlage durch außerordentlich hohe Schmutz- und Nährstoffbelastung muss
vermieden werden. Abwasser aus landwirtschftlichen Betrieben, wie z.B. Jauche und Silosickersäfte sind
für die Einleitung in Kleinkläranlagen nicht geeignet.
Abwasseranfall/Schadstoffmenge Der tägliche Abwasseranfall ist großen Schwankungen unterworfen. Jeder Haushalt hat andere Gewohnheiten beim Waschen/Duschen, Kochen, Wäschewaschen etc.. Zusätzlich gibt es Schwankungen
im Verlauf der Woche und der Jahreszeit. Im Durchschnitt fallen pro Person und Tag 130 Liter Abwasser
an. Durch das gewachsene Umweltbewusstsein sinkt dieser Wert kontinuierlich. Die in das Abwasser
eingetragene Schadstoffmenge bleibt jedoch auf konstantem Niveau. Allgemein rechnet man mit den
folgenden Schadstoffkonzentrationen:
BSB5:
300 mg/l
CSB:
600 mg/l
Suspendierte Stoffe:
375 mg/l
Ammonium-Stickstoff:
35 mg/l
Allerdings können sich diese Werte durch die o.g. Wassersparmaßnahmen verdoppeln.
Eine mechanische Reinigung ist immer notwendig. Im Haushalt fallen pro Jahr und Person die folgenden
mechanisch abtrennbaren Stoffe an:
5 - 10 kg Sand aus Wischwasser, Lebensmittelreinigung usw.
2 - 5 kg Grobstoffe wie Textilfasern, Knochen, Glas usw.
15 kg
Feinstoffe wie Papier, Essensreste, Fäkalien usw.
Das entspricht einem Anfall von mindestens einem Liter pro Person und Tag. Die mechanische Reinigung
erfolgt in einer Grube. Man unterscheidet zwischen zwei Grubenarten, der Absetzgrube und der Ausfaulgrube.
Absetzgrube
Absetzgruben sind Behälter, in denen die absetzbaren Stoffe aus dem häuslichen Abwasser durch Sedimentation absinken und damit abgetrennt werden. Sie dienen somit der Entfernung und Rückhaltung
von Feststoffen des Abwasseres als absetzbare Stoffe. Ebenso können in den Behältern Schwimmstoffe
zurückgehalten werden. Schwimmstoffe haben eine geringere Dichte als Wasser und wandern deshalb
an die Oberfläche. Absetzgruben werden nach der angeschlossenen Einwohnerzahl mit einem Nutzvolumen von 300 l/Einwohner bemessen. Sie müssen ein Mindestvolumen von 3 m3 aufweisen.
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Mechanische Reinigung
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Allgemeine zum Thema Kleinkläranlagens
Ausfaulgrube
Hier werden aufschwimmende und absinkende Stoffe durch Tauchrohre zurückgehalten. Bis zur Räumung fault der Schlamm zu einem geringen Teil aus. Durch die längere Verweilzeit des Abwassers in
einer Ausfaulgrube und deren gegenüber Ab setz gruben größerem Schlamm raum werden nicht nur
Schwimm- und Sinkstoffe zurückgehalten, sondern auch die im Abwasser befindlichen organischen Stoffe
teilweise anaerob abgebaut. Der abgesetzte Schlamm fault aus. Eine Ausfaulgrube allein sollte nur noch
als Übergangslösung (mit behördlicher Zustimmung) bis zum Anschluss an das kommunale Abwassernetz
eingesetzt werden oder als Vorklärung einer nachfolgenden vollbiologischen Kläranlage dienen.
Ausfaulgruben bewirken zusätzlich zur Entfernung der absetzbaren Stoffe und Schwimmstoffe einen
teilweisen Abbau der im Abwasser enthaltenen organischen Schmutzstoffe. Durch biologische Faulungsprozesse werden die abgeschiedenen organischen Stoffe in Biogas (Methan, Kohlendioxid etc.) umgewandelt. Dabei helfen sogenannte anaerobe Bakterien. Diese benötigen für den Stoffwechsel keinen freien
Sauerstoff. Insgesamt wird damit das Schlammvolumen gegenüber dem einfachen Absetzen um den Anteil des ausgefaulten organischen Teiles reduziert ist. Das entstehende Faulgas führt zu Geruchsbelästigungen. Deshalb ist eine Be- und Entlüftung zu gewährleisten. Trotz anaerob biologischer Behandlung ist
das gereinigte Wasser nicht vorflutfähig. Es darf nicht in ein Oberflächengewässer und erst recht nicht in
das Grundwasser eingeleitet werden. Ausfaulgruben werden mit einem Nutzvolumen von 1.500 l/Einwohner
bemessen und müssen ein Mindestvolumen von 6 m3 aufweisen.
Biologischer Reinigungsfilter
Er reduziert durch seine Filterwirkung die Anzahl der Schwebeteilchen am Ausgang der Anlage. Zusätzlich übernimmt er eine Sicherheitsfunktion bei Funktionsstörungen der Ausfaulgrube oder bei mangelhafter Wartung. Der biologische Reinigungsfilter vermeidet Ver stopfungen der nachgeschalteten
Anlagenteile.
Zwei verschiedene Wirkungsmechanismen laufen ab:
1. Physikalischer Effekt:
Durch die Schwerkraft werden die abscheidbaren Leichtstoffe (Fette, Öle) und Sinkstoffe (Schlamm)
vom Schmutzwasser getrennt.
Emulgierte und sipergierte Inhaltsstoffe werden nicht oder nur geringfügig abgeschieden. Die Leichtstoffe schwimmen auf, sammeln sich an der Oberfläche und bilden dort eine geschlossende Schicht.
Die schwereren Teile sedimentieren am Behälterboden.
Entsorgung
Die regelmäßige Entsorgung von Absetz-/Ausfaulgruben ist Voraussetzung für einen störungsfreien Betrieb. Absetzgruben sind nach Bedarf, mindestens jedoch einmal jährlich zu entleeren. Ausfaulgruben
sind ebenfalls nach Bedarf, mindestens jedoch alle zwei Jahre zu entsorgen. Der zu entsorgende
Schlamm ist organisch und bakteriell hochbelastet. Er stinkt und enthält Grobstoffe sowie Chemikalien.
Eine umweltgerechte Entsorgung dieses Schlamms ist mit Hilfe sachkundiger Entsorgungsunternehmen
vorzunehmen.
Aufgaben des Betreibers
Der Anlagenbetreiber ist für den sachgemäßen Betrieb, die regelmäßige Eigenkontrolle und die ordnungsgemäße Wartung der Kleinkläranlage zuständig. Desweiteren ist er gegenüber der Rechtsbehörde
für die Erfüllung der wasserrechtlichen Auflagen und Bedingungen verantwortlich. Die Ergebnisse der Eigenkontrolle und die Wartung der Anlage sind in einem Betriebsbuch zu dokumentieren. Die Protokolle
sind auf Verlangen der Behörde vorzuzeigen.
Wartung
Der biologische Reinigungsfilter sollte regelmäßig überprüft werden. Bei einer Verstopfung kann er entnommen und mit Hilfe eines Wasserstrahls gereinigt werden. Nimmt die Anzahl der Verstopfungen zu, so
könnte das an einer Funktionsstörung bzw. mangelhaften Wartung der Ausfaulgrube liegen.
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2. Biologischer Effekt:
In der Auffaulgrube entwickelt sich eine natürliche Gärung. Bakterien scheiden Enzyme aus, die den
Schlamm und z.T. die Schwimmschicht ausfaulen lassen. Dabei wird das Schlammvolumen bzw. die
Schwimmschicht reduziert.
Allgemeines zum Thema Kleinkläranlagen
Nenngrößen
Gemäß DIN 4261-1:2002-12 sind Kleinkläranlagen nach dem Einwohnerwert (EW) [Summe aus Einwohnerzahl EZ + Einwohnergleichwert EGW*] zu bemessen.
EW = EZ + EGW
Der Einwohnerwert ist in Deutschland mit einem Volumen von 150 l je Einwohner anzusetzen:
1 EW = 150 l / Einwohnerwert pro Tag.
Für die retrograde Berechnung der Nenngröße aus einem gegebenen Wasser- bzw. Abwasseranfall innerhalb eines gegebenen Zeitraumes einer Immobilie, ist demzufolge die Nenngröße wie folgt abzuleiten:
Anfall Abwassermenge : Tage des Anfallzeitraumes : 150 l = EW
* Der Einwohnergleichwert ist ein Äquivalenzmaß für die Verschmutzung aus vergleichbaren baulichen
Einrichtungen, wie z.B. Bürohäuser, Campingplätze Gaststätten, Vereinshäuser, Sportplätze.
Ausstattung
KESSEL-typische Vorteile durch
den Werkstoff Kunststoff
Geringe Stromkosten
1 Inno-Clean Anlage, Reinigungseinheit vormontiert. Ein oder mehrere Behälter (je nach Ausführung), Leerrohran schluss ist in DN 150 vorgebohrt und mit Dichtung versehen. Viele zusätzliche
Anbohrflächen für Zu-, Ablauf, Leerrohr und Entlüftung möglich. Variabel an die Ge geben heiten
vor Ort anzupassen
Mit integrierter Probenahme
1 Lippendichtung für Aufsatzstücke DN 600
1 Aufsatzstück (variabel, drehbar, neigbar)
1 Abdeckung Klasse A/B oder D
1 wartungsarmer Verdichter, Anschlusswert 230V, 80 W
1 Steuereinheit (entsprechend VDE 0113 Teil 1 und VBG4) programmiert für die entsprechende
Anlagengröße, Vollautomatik mit Spar- und Urlaubsschaltung, wahlweise für Hand-und Automatikbetrieb, Betriebsstundenzähler und Störungsanzeige
1 Schwimmerschalter mit 15 Meter Kabel
1 Anschlusspaket mit 15 m Be lüft ungs schlauch für einen Abstand bis zu 12,5 m zwischen
Be hälter und Steuerung/Verdichter
1 Wartungs- und Bedienungsanleitung
Dichtigkeit: kein Einwachsen von Wurzelwerk,Grundwasserschutz
Langlebigkeit: auch bei aggressiven Abwässern
Bruchsicher: reduzierte Transport- und Baustellenrisiken
Geringes Gewicht: Kostengünstiger Einbau, Vermeidung von Maschineneinsatz
Abdeckung: teleskopisches Aufsatzstück für stufenlosen Höhenausgleich, Abdeckungen für
Belastungsklassen B/D, kindersichere Abdeckung
Berechnungsbeispiel:
0,110 KWh x 2 h/Tag x 365 Tage = 80,30 KWh (Verdichter)
0,010 KWh x 24 h/Tag x 365 Tage = 87,60 KWh (Steuerung)
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Summe Verbrauch:
= 167,90 KWh
Bei Kosten von 0,25 €/KWh enspricht das 42
€/Jahr
Diese Angaben gelten für eine EW 6 Anlage bei ständiger Bewohnung des Anwesens. Durch Spar- und
Urlaubsbetrieb ist ein noch geringerer Verbrauch möglich!
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