Ausgangssituation
Die Kläranlage Köln-Stammheim reinigt das Abwasser von ca. 1,5 Mio. EW. Die biologische Stufe besteht aus einer Hochlastbelebung und einer Schwachlastbelebung. Die Schwachlastbiologie wurde für die Einhaltung des früher geltenden Überwachungswertes von 18 mg Nanorg/l im Ablauf der Kläranlage dimensioniert. Im Rahmen der Überplanung sollen Maßnahmen zur Ertüchtigung der Schwachlastbiologie erarbeitet werden, mit denen der heute gesetzlich geltende Überwachungswert von 13 mg Nanorg/l im Ablauf sicher eingehalten werden kann. Im Zuge der Optimierungsmaßnahmen soll für alle Bestandteile der Schwachlastbelebung die Auftriebssicherheit im Falle eines 100-jährigen Rhein-Hochwasser gewährleistet werden.
Unsere Leistungen
In der Studie wurden aufbauend auf einer statischen Nachbemessung Optimierungsvarianten für die Ertüchtigung der Schwachlastbelebung entwickelt. Die einzelnen Maßnahmen wurden mit Hilfe einer dynamischen Simulation untersucht und bewertet. Hierfür wurde die Schwachlastbelebung der Kläranlagen in einem Simulationsmodell unter Verwendung der Software Simba abgebildet. Neben den Optimierungsvarianten wurden auch beobachtete Betriebsstörungen nachsimuliert, um Erkenntnisse über deren Ursache zu gewinnen und diese für die Entwicklung der Optimierungsvarianten zu nutzen. Die Varianten wurden hinsichtlich der jeweils erzielbaren Reinigungsleistung und den erforderlichen Investitions- und Betriebskosten bewertet.
Ergebnisse
Die Variantenuntersuchung mittels dynamischer Simulation hat ergeben, dass durch den Umbau der Schwachlastbelebung zu einer 2er-Kaskade mit erhöhten Nachklärbecken die Reinigungsleistung der Schwachlastbelebung deutlich gesteigert werden kann. Durch Integration eines zusätzlichen Zwischenpumpwerks zwischen die beiden Kaskadenstufen und durch Aufstockung der alten Schwachlastbelebung kann zum einen das zur Verfügung stehende Beckenvolumen erhöht und die Auftriebssicherheit für die gesamte Schwachlastbelebung bei Hochwasser zukünftig gewährleistet werden. Durch die Umsetzung der vorgeschlagenen Maßnahmen können Stoßbelastung bei einsetzendem Mischwasser besser abgefangen und die geltenden Überwachungswerte zukünftig eingehalten werden.