Technische Einrichtungen

Entkiesung / Sand- und Fettentfernung

Das Abwasser wird über das Kanalisationsnetz zur ARA geleitet. Sobald sie in der ARA sind, können grobe Materialien wie Äste oder Papier mithilfe des Grobrechens (Stababstand 10 mm) und des Feinrechens (Sieb mit 3 mm Maschenweite) aus dem Abwasser entfernt werden. Dieser Abfall wird verdichtet und in Behältern für die Entsorgung in einer Müllverbrennungsanlage gesammelt. Das Wasser wird dann in belüfteten Sand- und Fettabscheidern entsiegelt (Abtrennung von mineralischen Stoffen, die für die Verdauung schädlich sind) und entfettet (Abtrennung von Fetten, die zur Verstopfung von Maschinen führen können). Der durch Förderschnecken am Boden der Becken entnommene Sand wird gewaschen, um organische Stoffe zu entfernen, und kann anschließend wiederverwertet werden (Gartenbau, Baumaterial usw.). Die von Oberflächenräumern gesammelten Fette werden in die Faulung der ARA eingeleitet und zu Biogas verwertet.

Vorklärung und neue Entnahmeanlage

Die primäre Dekantierung ermöglicht es, leicht absetzbare organische Stoffe zu dekantieren und in die Faulung einzubringen. Sie besteht aus zwei Linien mit je 440 m3, die bei trockenem Wetter eine Verweilzeit von etwa 1,5 Stunden ermöglichen. Somit müssen die bestehenden Becken nicht vergrößert werden. Um die Geruchsbelästigung zu verringern, sollen sie jedoch abgedeckt werden.

Die elektromechanischen Anlagen der Vorklärung haben jedoch ihre Lebensdauer erreicht und werden ausgetauscht. Die Räumerbrücken werden durch Kettenräumer ersetzt. Die Anlagen der Frischschlammaufnahme (Gruben, Pumpen usw.) werden ebenfalls ausgetauscht und das Konzept der Schlammaufnahme etwas geändert. Schließlich wird die Micarna-Schlammannahmegrube in die neue Fremdschlammannahmeeinheit verlegt. Dadurch wird nicht nur das Volumen vergrößert, sondern auch die Verbindung zwischen den bestehenden unterirdischen Stollen und dem neuen Bauwerk der Wasseraufbereitung hergestellt.

Aufgrund der erforderlichen Höhe der neuen Becken für die biologische Behandlung und die Behandlung von Mikroverunreinigungen ist eine Anhebung des geklärten Wassers erforderlich. Daher wird eine Hebeanlage am Ausgang der Vorklärung errichtet. Zwei vollständig redundante Hebegruben und 4 Pumpen werden das Abwasser in Richtung der biologischen Behandlung heben.

Biologische Behandlung

Angesichts der begrenzten Fläche, die für die Erweiterung der ARA zur Verfügung steht, muss eine Biologie mit fixierten Kulturen eingeführt werden. Ein Verfahren mit fixierten Kulturen ist ein biologisches Behandlungsverfahren, bei dem die Behandlungsbecken mit einem Material gefüllt sind, das als Träger für die Bakterien dient. Dieses Trägermaterial ermöglicht eine höhere Konzentration der Mikroorganismen und spart somit Platz.

Die neuen Behandlungsanforderungen für die ARA Pensier beinhalten eine Verringerung der organischen Belastung sowie eine vollständige Nitrifikation (Entfernung von Ammonium) und eine teilweise Denitrifikation (Entfernung von Stickstoff) des Abwassers. Hierzu besteht die biologische Behandlung aus den folgenden Behandlungsschritten:

• MBBR C (oder Wirbelbett C), zur Entfernung von Kohlenstoff sowie zur Denitrifikation: Die Füllung, die als Träger für das Wachstum der Bakterien dient, besteht aus Kunststoffchips.
• Biofiltration N, zur Entfernung von Ammonium: Die Packung, die als Träger für das Wachstum der Bakterien dient, besteht aus Blähtonkörnern.

In beiden Fällen muss eine Abtrennung des Schlamms erfolgen, der durch den Abbau von Schadstoffen aus dem Wasser entsteht. Dieser Schlamm wird gesammelt und in die Faulung zur Erzeugung von Biogas eingebracht. Die Trennungsarten des biologischen Schlamms bei MBBR C und Biofiltration N sind wie folgt:

• Beim MBBR C erfolgt die Trennung des Bioschlamms durch Flotation. Am Boden des Beckens werden winzige Luftblasen gebildet, die beim Aufsteigen an die Oberfläche die im Wasser enthaltenen Schwebstoffe mit sich reissen.
• Bei der Biofiltration N erfolgt die Abtrennung des biologischen Schlamms durch intermittierendes Waschen der Zellen. In regelmässigen Abständen werden die Becken durch Einspritzen von Wasser aus dem ARA-Auslauf (aufbereitetes Wasser) in Kombination mit Luft durch das Becken gewaschen.

Die Luft, die für die biologische Behandlung sowie für das Waschen der Biofiltration N benötigt wird, wird von 13 Schraubengebläsen erzeugt.

Die biologische Behandlung ist das Herzstück der Abwasserbehandlung. Sie macht etwa 60% des Stromverbrauchs der gesamten ARA aus.

Behandlung von Mikroverunreinigungen (Ozonung und Sandfiltration)

Von Mikroverunreinigungen spricht man im Zusammenhang mit chemischen Substanzen, die bereits in sehr geringen Konzentrationen im Bereich von Mikrogramm pro Liter oder Nanogramm pro Liter schädliche Auswirkungen auf Ökosysteme haben. Zu den Mikroschadstoffen zählen insbesondere Medikamentenrückstände, Lebensmittelzusatzstoffe, Pestizide, Kosmetika, aber auch Stoffe natürlichen Ursprungs wie Hormone. Diese Stoffe gelangen mit dem Abwasser aus Haushalten, Handel und Industrie in die Flüsse. Die Anpassung der Gewässerschutzverordnung vom Januar 2016 sieht vor, dass diese Mikroverunreinigungen zu 80% in den grössten oder am stärksten belastenden ARA des Landes behandelt werden.

Die für die ARA Pensier gewählte Behandlung von Mikroverunreinigungen besteht aus einer Ozonierungsbehandlung, gefolgt von einer Sandfiltration. Bei der Behandlung von Mikroverunreinigungen durch Ozonisierung wird das zu behandelnde Wasser in einem Ozonisierungsreaktor mit Ozon in Kontakt gebracht. Das Ozon wird vom Boden des Ozonreaktors aus eingespritzt. Es oxidiert die im Abwasser enthaltenen Mikroverunreinigungen und wandelt sie in Nebenprodukte um. In der Regel sind diese Nebenprodukte weniger schädlich und besser biologisch abbaubar als die ursprünglichen Mikroverunreinigungen und können daher durch eine biologisch aktive Stufe nach dem Ozonreaktor, wie z. B. eine Sandfiltration, entfernt werden. Die Sandfiltration muss, analog zur Biofiltration N, gewaschen werden, um das gefilterte Material zu entfernen: In regelmäßigen Abständen werden die Becken durch Einspritzen von Wasser aus dem ARA-Auslauf (behandeltes Wasser) in Kombination mit Luft durch das Becken gewaschen.

Schlammbehandlung

Der Schlamm, der während der gesamten Wasseraufbereitung gesammelt wird, wird in eine gemischte Schlammplane geleitet, wo er mit dem Schlamm von Dritten, der in der ARA angeliefert wird (z. B. Micarna-Schlamm), vermischt wird. Sobald eine homogene Mischung erreicht ist, wird der Schlamm in die beiden bestehenden Faultürme mit einem Volumen von jeweils 1'750 m3 eingeleitet, wo er durchschnittlich etwa 20 Tage lang verbleibt. Der ausgefaulte Schlamm wird dann mit Hilfe von Zentrifugen entwässert und per LKW zur Verbrennung an SAIDEF geschickt.

Gasverwertung

Bei der Faulung von Schlamm entsteht Biogas mit einem hohen Heizwert. Dieses wird derzeit mit Hilfe einer Wärme-Kraft-Kopplungsanlage (WKK) in Wärme und Strom umgewandelt. Die zwei installierten WKK-Anlagen produzieren rund 2'000'000 kWh/Jahr.

Bis 2030 werden die 2 bestehenden WKK ihre Lebensdauer erreicht haben. Bis dahin muss geprüft werden, ob es wirtschaftlicher ist, bei der Biogasverwertung mittels WKK zu bleiben oder das in der ARA produzierte Biogas in das regionale Netz einzuspeisen.

Ableitung des Abwassers

Die Einleitung des gereinigten Wassers wird an derselben Stelle wie bisher erfolgen, nämlich in die Sonnaz, etwa 30 m von ihrer Mündung in den Schiffenensee entfernt.