So funktioniert die ARA Basel

Die ARA Basel reinigt pro Tag rund 75'000 Kubikmeter Abwasser (Durchschnitt der letzten zehn Jahre). Das entspricht rund 27 Millionen Kubikmetern pro Jahr und einem Volumen, als wäre die gesamte Fläche des Kantons Basel-Stadt 0,85 Meter hoch mit Wasser bedeckt. 40 Prozent der Abwassermenge stammen aus Haushalten. Der Trinkwasserverbrauch beträgt 142 Liter pro Person und Tag (davon 41 Liter für die Toilette, 52 Liter für die Körperpflege und 49 Liter für Wasch- und Reinigungsarbeiten).

Die Haupt- und Sammelkanäle haben eine Gesamtlänge von rund 360 Kilometern, wovon etwa 160 Kilometer zum Kanalanteil Basel-Landschaft gehören. Im gesamten Einzugsgebiet sind rund 270'000 Einwohnerinnen und Einwohner angeschlossen. Die Grundstückanschlussleitungen sind insgesamt rund 400 Kilometer lang. Dabei haben die Leitungen einen Durchmesser von 30 Zentimetern bis zu mehreren Metern.

Gereinigt werden die Abwässer von Basel-Stadt mit den Gemeinden Riehen und Bettingen, der Baselbieter Gemeinden Allschwil, Schönenbuch, Binningen, Bottmingen, Oberwil und Birsfelden, der französischen Gemeinde Neuwiller, der deutschen Gemeinde Inzlingen und eines Quartiers in Weil am Rhein.

Rohrwasserpumpwerk

Im Rohwasserpumpwerk wird das Abwasser für die nachfolgenden Reinigungsstufen angehoben. Das ankommende Abwasser wird mithilfe von vier Schneckenpumpen in die rund 10 Meter höher gelegene Rechenanlage gefördert. Durch diese Höherlegung kann das Abwasser die weiteren Reinigungsstufen weitgehend im freien Gefälle durchlaufen, was einen energieeffizienten Betrieb der Anlage ermöglicht.

Insgesamt 4 Schneckenpumpen
2 Schneckenpumpen	je max. 2'200 l/s
2 Schneckenpumpen	je max. 2'600 l/s
Abwassermenge	max. 9'600 l/s

Mischwasser- und Havariebecken

Nach dem Rohwasserpumpwerk regeln Stauklappen den Abwasserzulauf. Diese begrenzen den Zufluss zu den nachfolgenden Reinigungsstufen und stellen sicher, dass maximal 2900 Liter pro Sekunde zu den Rechen gelangen. Überschüssiges Abwasser beziehungsweise Mischwasser wird über ein Regensieb geführt, das grobe Feststoffe zurückhält, und anschliessend in das Mischwasser- und Havariebecken (MIHABE) geleitet.

Das MIHABE dient dazu, Mischwasser bei hohen Zuläufen wie Regenereignissen zwischenzuspeichern, wenn die Kläranlage kurzfristig nicht die gesamte Wassermenge behandeln kann. Dies gewährleistet einen sicheren Betrieb. Sinkt die Zulaufmenge wieder, wird das zwischengespeicherte Abwasser schrittweise zurück in die Kläranlage gepumpt und dort gereinigt. Ist die Speicherkapazität des MIHABE ausgeschöpft, erfolgt eine kontrollierte Entlastung in den Rhein. Das vorgelagerte Regensieb stellt sicher, dass keine groben Stoffe in das Gewässer gelangen.

Im Havariefall kann das MIHABE zudem zur sicheren Zwischenspeicherung von kontaminiertem Abwasser genutzt werden.

Rechenanlage

Die Rechenanlage, bestehend aus Grob- und Feinrechen, bildet die erste mechanische Reinigungsstufe der Kläranlage. Sie hält grobe Verunreinigungen wie Holz, Papier, Laub, Hygieneartikel oder Textilien ab einer Grösse von rund sechs Millimetern zuverlässig zurück.

Das anfallende Rechengut wird anschliessend gewaschen und ausgepresst, bevor es in der Kehrichtverbrennungsanlage fachgerecht entsorgt wird. Pro Tag fallen rund 2,5 Tonnen Rechengut zur Entsorgung an.

3 Strassen mit je einem Grob- & Feinrechen
Durchsatz je Strasse	max. 1'500 l/s

Abstand der Rechenstäbe / Lochdurchmesser
Grobrechen	15 mm
Feinrechen	6 mm

Sandfanganlage

Nachdem das Abwasser von groben Bestandteilen befreit ist, fliesst es durch die Sandfanganlage. In grossen Becken wird mit Hilfe von Luft erreicht, dass schwere Partikel (Sand und Steine) absinken und leichte Partikel (Fette und Öle) an die Oberfläche gelangen. Fette und Öle werden der Schlammbehandlung zugeführt. Der Sand wird gewaschen und damit weitgehend von Organik befreit, gesammelt und entsorgt. Der Sandfang schützt die nachfolgenden Reinigungsstufen vor Abrieb und Ablagerungen.

3 Strassen mit je einem Schildräumer
Durchsatz je Strasse	max. 1'500 l/s

2 Sandwäscher und Muldenstation
Sandaustrag	bis zu 1,5 t Sand/h

Vorklärung

In der Vorklärung wird durch die Grösse der Becken die Fliessgeschwindigkeit des Abwassers stark reduziert. Dadurch setzt sich der Schlamm am Boden ab (Primärschlamm), während die leichten Partikel an die Oberfläche steigen (Schwimmschlamm). Beide Schlämme werden der Schlammverbrennung zugeführt.

Im Zulaufbereich der Vorklärbecken befindet sich ein Mischbehälter. In diesem werden verschiedene Rückläufe, insbesondere aus der Schlammbehandlung, wie Prozesswasser und Zentrat aus der Vorentwässerung zusammengeführt.

Kennzahlen
6 Strassen	je 1'277 m3
Durchsatz je Strasse	max. 750 l/s

SBR-Verfahren

Nach der Vorklärung wird das Abwasser biologisch gereinigt. Dabei kommt das sogenannte Sequencing-Batch-Reactor-Verfahren (SBR-Verfahren) zum Einsatz. Mikroorganismen bauen organische Stoffe und Stickstoffverbindungen ab. Die Reinigung erfolgt in vier wiederkehrenden Stufen bestehend aus Füllen, Belüften, Absetzen und Abziehen. Der SBR-Reaktor ist dabei immer mindestens bis zur Hälfte gefüllt.

Ein Reinigungszyklus gliedert sich in vier Stufen:

1. Füllen

Das Abwasser aus der mechanischen Reinigung wird zusammen mit einem Fällmittel in den Reaktor geleitet und mit dem noch vorhandenen Beckeninhalt vermischt. Das Fällmittel bindet Phosphate. Gleichzeitig bauen Mikroorganismen organischen Kohlenstoff und Nitrat aus dem vorherigen Zyklus ab (Denitrifikation).

2. Belüften

Während der Belüftung werden die Mikroorganismen mit Sauerstoff versorgt. Diese bauen organischen Kohlenstoff und Ammonium ab. Dabei entstehen Nitrat und Kohlendioxid.

3. Absetzen

In der Absetzphase wird die Belüftung gestoppt. Der Belebtschlamm setzt sich am Boden des Beckens ab, das Wasser darüber klärt sich.

4. Abziehen

Ein Teil des überschüssigen Schlamms wird entfernt. Er enthält organischen Kohlenstoff, gebundenen Stickstoff und gefälltes (unlösliches) Phosphat. Anschliessend wird das gereinigte Abwasser an der klarsten Stelle aus dem Becken abgezogen. Danach beginnt der Zyklus erneut.

9 Reaktoren
Volumen je Reaktor	max. 12'100 m3

Je Reaktor
Belüftungsteller	1'390
Rührwerke	4
Dekanter	4

Sauerstoffversorgung
Förderleistung	6 Turbogebläse à 10'000 Nm3/h

Entfernung von Mikroverunreinigungen

Nachdem das Abwasser vom biologisch abbaubaren organischen Kohlenstoff sowie von Düngemitteln wie Phosphaten und Nitraten befreit ist, werden Mikroverunreinigungen entfernt. Dazu zählen synthetische organische Stoffe wie Medikamente, Haushaltschemikalien und Kosmetika. Die Reinigung erfolgt durch eine Behandlung mit Ozon und Pulveraktivkohle sowie eine anschliessende Filtration.

 

Ozonreaktor: Das reaktive Ozon oxidiert schwer abbaubare Substanzen und Spurenstoffe, die in den vorherigen Reinigungsstufen nicht entfernt wurden. Kerzenbelüfter tragen das Ozon im gasförmigen Zustand ins Abwasser ein.

4 Reaktoren mit je 8 Kammern
Durchsatz je Reaktor	max. 750 l/s

3 Ozongenerator
Produktion je Generator	12 bis zu 50 kg O3/h

3 Restozonvernichter

 

Pulveraktivkohle: Die zudosierte Pulveraktivkohle (PAK) bindet die meisten verbleibenden Schadstoffe im Abwasser. Wäre das Wasser noch stark belastet, würden diese gröberen Stoffe die Poren der Aktivkohle verstopfen, sodass sie die schwer abbaubaren Spurenstoffe wie Medikamentenrückstände oder Pestizide nicht binden könnte.

2 Reaktoren
PAK-Zugabe	bis zu 20 mg/l
Flockungsmittelzugabe

 

Sandfilter: Der Sandfilter entfernt die Aktivkohle und verbleibende Partikel aus dem Wasser. Zusätzlich siedeln sich im Filter Mikroorganismen an, die auch gelöste Stoffe abbauen. Der Filter wird regelmässig rückgespült, um Verstopfungen zu vermeiden und seine Leistung aufrecht zu erhalten. Der bei der Rückspülung anfallende Schlamm, der die beladene Aktivkohle enthält, wird in den SBR zurückgeführt und mit dem restlichen Klärschlamm entsorgt.

14 Filterkammern
Filterfläche je Kammer	81 m2
Filtermediummaterial	Unten Quarzsand / oben Anthrazit

Prozesswasserbehandlung

Das bei der Faulung und anschliessenden Entwässerung anfallende Faulprozesswasser enthält hohe Mengen an Ammonium und muss vor der Rückführung in die Kläranlage behandelt werden. Dazu wird das Anammox-Verfahren eingesetzt. Dabei wird Ammonium mit sehr wenig Sauerstoff direkt zu Stickstoffgas umgewandelt, ohne Nitrat zu bilden. So sinkt die Stickstoffbelastung der Kläranlage wirksam.

Um Geruchsemissionen zu vermeiden, wird die gesamte Abluft gesammelt und behandelt. Die gereinigte Abluft wird dann in die Atmosphäre abgegeben.

Anammox-Verfahren
Eliminationsrate bzgl. Gesamtstickstoff	80%