Inhalt:

  • Einsatzgebiet
  • Der erste Emscherbrunnen als Patent
  • Aufgaben: Vorklärung + Schlammbehandlung + Schlammeindickung + Schlammlagerung
  • Warum verdeckte Schlitze?
  • Nachteil eines Emscherbrunnens
  • Vorteile eines Emscherbrunnens
  • Funktion der Schlammfaulung
  • Bedienung eines Emscherbrunnens
  • Wenn ein Emscherbrunnen stinkt… (neu: 5.7.2013)
  • Bemessung?
  • Bauweisen von Emscherbrunnen
  • Auszug einer Mitteilung – VEB Projektierung Wasserwirtschaft Halle über das Angebotsprojekt „Emscherbrunnen“ von 1971
  • Modernisierung

Einsatzgebiet

Kleinkläranlagen und kleine Kläranlagen

Emscherbrunnen der Kläranlage Rochlitz (Foto: U. Halbach 1992)

Der erste Emscherbrunnen als Patent

Quelle: Brix, J. u.a. Die Stadtentwässerung in Deutschland, Zweiter Band, Jena, Gustav Fischer, 1934

Erster schematischer Querschnitt eines Emscherbrunnens (aus der Deutschen Patentschrift Nr. 187723).

Aufgaben: Vorklärung + Schlammbehandlung + Schlammeindickung + Schlammlagerung

  • Entfernung der absetzbaren Stoffe
  • Entfernung der aufschwimmbaren Stoffe
  • Gewährleistung eines nicht angefaulten Abwasserzulaufes zu nachfolgenden Anlagenteilen
  • Reduzierung der Invest- und Betriebskosten der folgenden Anlagenstufen
  • Eindickung der absetzbaren Stoffe
  • Stabilisierung der absetzbaren Stoffe durch Ausfaulung
  • ggf. Lagerung des ausgefaulten Schlammes bis zur Schlammabfuhr

Warum verdeckte Schlitze?

Quelle: Brix, J. u.a. Die Stadtentwässerung in Deutschland, Zweiter Band, Jena, Gustav Fischer, 1934

„Das Glas 1 enthält Faulschlamm, Glas 2 ist derselbe Schlamm einige Stunden später. (Er schwimmt auf dem abgeschiedenen Wasser).“

Die Verdeckung des Schlitzes zwischen Absetzraum und Schlammraum verhindert, dass flotierter Faulschlamm in den Ablauf des Emscherbrunnens gelangt.

Ein Emscherbrunnen ohne verdeckten Schlitz ist ziemlich wirkungslos und sinnlos.

Die Folge ist eine zusätzliche und vermeidbare Belastung der nachfolgenden biologischen Stufe, mit der nicht gerechnet wurde und wird.

Nachteil eines Emscherbrunnens

  • hohe Anschaffungskosten

Vorteile eines Emscherbrunnens

  • niedrige Betriebskosten
  • keine „Mimik“ (D. h. keine beweglichen Teile, die im Abwasser erfahrungsgemäß zu Störungen oder häufigen Wartungen führen.)
  • einfache Schlammentnahme durch Wasserüberdruck – bei ungünstigen Höhenverhältnissen wird ein Faulschlammpumpwerk notwendig

Funktion der Schlammfaulung

Die Fäulnis (anaerobe Schlammstabilisierung) hat folgende nützliche Effekte:

  • Reduzierung der organischen Masse von vielleicht 78…80 % bei optimalen Bedingungen auf 45 %
  • Umwandlung eines Teiles der organischen Masse u. a. in Wasser
  • Geruchsminimierung (ausgefaulter Schlamm riecht erdähnlich)
  • Veränderung der Schlammstruktur derart, dass eine Wasserabgabe (also eine Entwässerung) überhaupt erst möglich wird
  • Eindickung des ausgefaulten Schlammes

Kalkulation der Reduzierung der zu entsorgenden Schlammmenge im Falle einer Kläranlage für 1.000 Einwohnerwerte mit Emscherbrunnen und biologischer Stufe (U. Halbach)

Bedienung eines Emscherbrunnens

  • Schwimmschlamm über dem Absetzraum bei Bedarf abschöpfen
  • Schwimmdecke über dem Schlammfaulraum regelmäßig minimieren
  • Schlammspiegel vielleicht aller 14 Tage messen (z. B. Schlammspiegelmessung nach Gefühl; es geht natürlich viel moderner, aber auch dann zumeist auch viel teurer)
  • Schlammberäumung, erst wenn der Schlammspiegel den Schlitz im Absetzraum erreicht. Die zu entsorgende Faulschlammmenge wird in dem Maße minimiert, wie die Schlammabfuhr hinausgezögert werden kann.

Ausführliche Hinweise zur Bedienung und Wartung sind HUSMANN zu entnehmen. (Die Erfahrungen sind insofern besonders wertvoll, weil sie in einer Zeit niedergeschrieben wurden, als Emscherbrunnen noch bekannt waren und man meist noch wusste, wie sie zu bedienen, zu kontrollieren und zu warten sind.)

Sehr häufig schwimmen auf der Oberfläche der zweistöckigen Absetzanlagen und auch der Flachklärbecken kleinere oder größere Schlammfladen herum, die u. U. den Kläreffekt einer sonst ausgezeichnet wirkenden Absetzanlage sehr ungünstig beeinflussen können, wenn sie mit in den Ablauf gelangen. Die Ursachen dieses Schlammfladen-Treibens sind in verschiedenen Umständen zu suchen.
Auf den schrägen Wänden der zweistöckigen Kläranlagen bildet sich sehr schnell eine schleimige Schicht, auf der täglich kleine Mengen des sich absetzenden und in den Faulraum abrutschenden Schlammes hängen bleiben. Diese auf den Schrägflächen liegenden Schlammstoffe gehen in gasende Zersetzung über, lösen sich von den Flächen und treiben dann zur Oberfläche auf. Man vermeidet dieses Auftreiben, wenn möglichst täglich, mindestens aber 1-2 mal in der Woche, indem die schrägen Wände mit einem Blechschaber oder Besen gesäubert werden.

Wenn in Flachklärbecken Schlammfladen zur Oberfläche auftreiben, so ist das fast immer ein Zeichen dafür, daß auf der Sohle des Beckens Schlamm liegen geblieben ist.“

„Auch bei zweistöckigen Kläranlagen kann es trotz der Überschneidungen an den Schlitzverbindungen zum Auftreiben von Schlammstoffen kommen, wenn der Schlammfaulraum zu hoch mit Schlamm angefüllt ist. Der Schlamm tritt dann durch die Schlitzverbindungen zwischen Absetzraum und Faulraum aus. Dieses Austreten des Schlammes kann schon beobachtet werden, wenn sich in Schlitzhöhe ein sehr dünnflüssiger Schlamm befindet. Besonders bei neu in Betrieb genommenen zweistöckigen Kläranlagen, in denen im Faulraum noch eine mehr oder weniger stark saure Gärung vorhanden ist, die im allgemeinen einen wasserhaltigen voluminösen Schlamm erzeugt, kann dieser Schlamm leicht durch den Verbindungsschlitz in den Absetzraum treten. In solchen Fällen muß man dafür Sorge tragen, daß die saure Gärung schnell überwunden und beseitigt wird.“

„Das Austreten des Schlammes kündigt sich häufig dadurch an, daß über den Schlitzen auf der Oberfläche des Absetzraumes eine Blasenreihe zu erkennen ist. Man läßt in den eben beschriebenen Fällen zweckmäßig aus dem Faulraum eine ausreichende Menge an Faulschlamm ab und prüft den Schlammstand, indem ein leichtes Blech durch den Gasschacht in den Faulraum herabgelassen wird. Sobald das Blech auf den dickeren Schlamm trifft, sinkt es nicht weiter ab. Auf diese Weise läßt sich der Schlammstand im Faulraum mit einiger Genauigkeit ermitteln. Um einwandfreie Meßergebnisse zu bekommen, ist es aber notwendig, ein sehr leichtes Blech zu verwenden. Das in der Abb. 36 gezeigte Meßblech (links), das zusätzlich noch mit einem schweren eisernen Ring beschwert wurde, ist viel zu schwer, um auf dem Schlamm überhaupt liegen zu bleiben.


Es rutscht einfach durch und läßt somit eine Bestimmung des Schlammstandes nicht zu. Bisweilen kann es aber auch vorkommen, daß der Schlamm in einem Faulraum so dünnflüssig ist, daß auch mit den leichten Peilblechen keine sicheren Untersuchungsergebnisse erzielt werden können. Um auch in solchen Fällen über den Schlammstand im Faulraum unterrichtet zu sein, können Proben in verschiedenen Tiefen mit geeigneten Apparaten (siehe Abb. 40, 41) entnommen und im Laboratorium untersucht werden. Derartige Untersuchungen erfordern eine gewisse Zeit, und der praktische Betrieb kann häufig mit seinen notwendigen Maßnahmen nicht bis zum Abschluß derartiger Untersuchungen warten. Man kann den Schlammspiegel auch in der Weise messen, daß mit einer Pumpe, deren Saugschlauch maßstablich eingeteilt ist, beim vorsichtigen Hinablassen des Schlauches in den Faulraum solange gepumpt wird, bis Schlamm gefördert wird. “
Quelle: HUSMANN, W., Praxis der Abwasserreinigung, Springer-Verlag, 1930

Wenn ein Emscherbrunnen stinkt,

dann wäre Folgendes zu empfehlen:

Soforthilfe:

  • pH-Wert prüfen und dann ggf.:
  • Provisorisches Einhängen einer oder zwei leistungsfähigen Schlammtauchpumpen zur Umwälzung des gesamten Schlammraumes
  • Umwälzen des Schlammraumes und Kalkhydratzugabe zur Einstellung des pH-Wertes
  • Zugabemenge von Kalkhydrat nach HUSSMANN, Praxis der Abwasserreinigung, 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, New York 1969
Kalkhydratzugabe zur Einstellung des pH-Wertes im Faulraum nach Husmann

Mittelfristig prüfen:

  • Faulraumbelastung hinreichend gering?
  • Wurde der Emscherbrunnen falsch bedient?
  • Emscherbrunnen haben in der Regel nur kleines Schlammlagervolumen!
  • Wird oder wurde mehr Schlamm abgefahren oder abgelassen als zulässig, dann steigt die Faulraumbelastung und damit „rutscht“ der Emscherbrunnen in die saure Gährung und die Gefahr der Geruchsbelästigung nimmt zu.

Bemessung?

  • (Können bei Wunsch wir übernehmen.)
  • Absetzraum nach Oberflächenbelastung
  • Schlammfaulraum nach Raumbelastung bzw. Faulzeit (Erfahrungswerte)
  • Schwimmschlammraum folgt aus der Konstruktion und einer Schwimmschlammdeckenmächtigkeit von ca. 0,5 m
  • Schlammlagerraum folgt aus der Kalkulation der wirtschaftlichen Schlammlagerzeit

Bauweisen von Emscherbrunnen

Emscherbrunnen aus Betonformsteinen und Fertigteilen, Quelle: Gruhler, J., Kleine Kläranlagen,VEB Verlag für Bauwesen Berlin, 1977

Gebaut wurde in den verschiedensten Varianten:

  • rund, quadratisch, rechteckig, kombiniert mit mehreren Anlagen
  • mit und ohne Biogasgewinnung
  • in Brunnenbauweise oder in offener Wasserhaltung
  • in Stahl, Beton oder neuerdings auch in Kunststoff (Ingenieurbüro König in Sondershausen) oder als Container

Bauformen nach Geißler, W., Kanalisation und Abwasserreinigung, Handbibliothek für Bauingenieure, Verlag von Julius Springer, 1933

Auszug eines alten Firmenprospektes der Schreiber Kläranlagen

Firmenschrift wohl nach 1954

 

Auszug einer Mitteilung – VEB Projektierung Wasserwirtschaft Halle über das Angebotsprojekt „Emscherbrunnen“ von 1971

 

(Das waren noch Preise: Der größte Emscherbrunnen kostete schlappe 11.200 Mark der DDR. Geld war allerdings kein Problem. Man brauchte eine Bilanz!)

Modernisierung

Emscherbrunnen sind sehr wertvolle Bauwerke. Das erkennt man auch daran, dass heute kaum eine Kommune das nötige Geld hat, um derartige Anlagen neu zu bauen.

Heute muss alles wenig kosten und zu oft schnell entzwei gehen. Wer etwas Solides möchte, für den kann die Modernisierung eines Emscher- oder Dortmundbrunnens durchaus zu Vorteilen führen.

Modernisierung von Kläranlagen? Wir helfen Ihnen, wertvolles Altes zu bewahren!

Grenzgang zwischen fachlichen Meinungen und weltanschaulichen Ursachen: Wie häufig im seichten Leben, was man nicht kennt oder nicht selber erarbeitet hat, schätzt man nicht und verteidigt es auch nicht gegen das Neue, das mitunter „grottenschlecht“ und vom Kommerz getrieben daher kommt. Heute geht es bei der Abwasserreinigung um den gesetzlich vorgeschriebenen Stand der Technik. Dieser Stand als Ziel hat auf den ersten Blick zwei Merkmale: Das eine ist Indiz für Leistung und Effizienz und das andere aber zugleich auch Indiz für Zerstörung und Schwachsinn. Johann W. von Goethe charakterisierte das zweite Merkmal in seinen Maximen und Reflexionen genial und abschlussreich: „Allgemeine Begriffe und großer Dünkel sind immer auf dem Wege, entsetzliches Unglück anzurichten.“ Oder nehmen wir einen neueren Analysten: „Die Kosten für den Fortschritt lassen sich in Dummköpfen berechnen.“ Nicolás Gómez Dávila (* 18. Mai 1913 in Bogotá; † 17. Mai 1994)

Zukunft für Emscherbrunnen?

Im Lehr- und Handbuch für Abwassertechnik Band III von 1983 ist auf Seite 185 zu lesen: „Durch die aerobe Schlammstabilisierung hat die Bedeutung des Emscherbeckens nachgelassen.“

Möglicherweise wird durch die sicher weiter steigenden Energiepreise die Bedeutung der aeroben Schlammstabilisierung nachlassen und die der Emscherbrunnen oder ggf. auch der offenen Erdfaulbecken wieder zunehmen.

Wenn man auch berücksichtigt, dass die Denitrifikation für die Gewässerreinhaltung – von Trinkwassertalsperren mal abgesehen – nie nachgewiesen wurde, ist recht wahrscheinlich davon auszugehen, dass sogar die Bedeutung des energieintensiven Belebtschlammverfahrens für kleine und mittelgroße Kläranlagen aus Betriebskostengründen sicherlich bald abnehmen wird. Und dann sind wir wieder dort, wo wir schon mal waren: Bei den alten Technologien, z. B. solcher der Kläranlage Rochlitz von 1992 oder anderen Emscherbrunnen-Tropfkörper-Technologien anderen Ortes.

Und somit liegen die eigentlich nennenswerten Energieeinsparmöglichkeiten bei einer grundsätzlichen Technologieänderung verbunden mit einer neuen Sicht auf die Gewässerreinhaltung.

Nicht Gewässerreinhaltung nach dem Vorsorgeprinzip: Koste es was es wolle, sondern soweit klären, wie es nötig ist und auf jeden Fall keine Denitrifikation.

Aber bis dahin ist es noch ein sehr weiter Weg durch die Vorstellungen von der Natur zur Natur.

Sonstiges

Das Vorschalten einer Rechen- oder Siebanlage reduziert die Schwimmdeckenbildung insbesondere außerhalb des Absetzgerinnes.

Ggf. ist auch ein Handrechen eine Lösung. Siehe z. B.: Vorteilhafte Neigung des Rechens eines Einlaufbauwerkes

Siehe auch:

 

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