So wird aus schmutzigem wieder sauberes Wasser:
Bevor aus dem bei der Kläranlage ankommenden Abwasser wieder sauberes Wasser wird, muss es in mehreren Stufen von grobem Dreck ebenso befreit werden wie von darin gelösten Inhaltsstoffen. Erst dann kann es wieder ruhigen Gewissens in den natürlichen Wasserkreislauf zurückgeleitet werden.
1. Mechanische Reinigung
Die Rechenanlage ist die erste Behandlungsstufe des mechanischen Reinigungsteils. Im Rohabwasser ist der „grobe Dreck“ in unterschiedlicher Art und Größe enthalten. Er gehört in den meisten Fällen nicht in das Abwasser, sondern in die Mülltonne. Dazu zählen Feuchttücher, Hygieneartikel oder auch Fette und Essensreste.
Die Rechenanlage siebt diese Grobstoffe aus dem Abwasserstrom. Sie werden anschließend gewaschen und mit einer Presse entwässert. Das übrig gebliebene Rechengut (rund 50 Tonnen im Jahr) wird in der Müllverbrennungsanlage energetisch verwertet.
In der 150 Kubikmeter großen Sandfanganlage als zweiter Behandlungsstufe des mechanischen Teils wird die Fließgeschwindigkeit verringert und so der Sand zum Absetzen gebracht, auch ein Teil der oben schwimmenden Fette und Öle wird hier abgeschieden. Über eine Unterwasserpumpe wird der Sand in eine Sandwaschanlage gefördert. Er gelangt in der Hauptsache durch das Abschwemmen von öffentlichen Verkehrsflächen bei Regenfällen in das Abwasser. Sand stört in den nachfolgenden Behandlungsstufen und muss daher so weit wie möglich entfernt werden.
Nach der Wäsche liegt der organische Anteil im Sand unter drei Prozent. Er kann damit wirtschaftlich entsorgt oder verwertet werden – jedes Jahr immerhin rund 60 m³.
Im Abwasser ist auch eine große Menge Feststoffe enthalten, die schwerer sind als Wasser und sich somit absetzen lassen. Dieser Vorgang vollzieht sich in den knapp 370.000 Liter fassenden Vorklärbecken beim langsamen Durchfließen.
Das Absetzgut am Beckenboden (auch Primärschlamm genannt) wird von einem Schlammräumer unter Wasser in tiefe Trichter geschoben und chargenweise der Schlammfaulung zugeführt. Das nun mechanisch vorgeklärte Abwasser fließt - befreit von rund einem Drittel seiner Schmutzfracht - in die biologische Reinigungsstufe.
2. Biologische Reinigung
In den insgesamt fünf Belebungsbecken der biologischen Reinigungsstufe erledigen Bakterien und andere Kleinstlebewesen, der sogenannte „Belebtschlamm“, den Großteil der Arbeit. In verschiedenen Abschnitten, die über ihren Sauerstoffgehalt definiert sind, werden hier die Hauptbestandteile der Abwasserinhaltsstoffe entfernt. Diese untergliedern sich in Kohlenstoff (organische Reststoffe), Stickstoff (z.B. Urin) und Phosphor (z.B. Eiweiß). Dabei vermehren sie sich unter Bildung von Biomasse.
In den beiden, zusammen rund 3.300 m³ großen und 4,6 Meter tiefen Nitrifikationsbecken wird Luft auf der Bodenfläche fein verteilt und unter Druck eingeblasen, damit sich der Sauerstoff im Wasser lösen kann.
Das Abwasser-Belebtschlamm-Gemisch fließt aus den Belebungsbecken weiter in die beiden je 1.470 m³ Kubikmeter fassenden Nachklärbecken. Hier wird die Biomasse vom geklärten Abwasser getrennt und, als sogenannter Rücklaufschlamm, an ihren „Arbeitsplatz“ im Belebungsbecken zurückgeführt. In den Zulauf der beiden kreisrunden Becken werden Fällungsmittel beigemischt, um den Nährstoff Phosphor aus dem Abwasser zu entfernen.
Nach zirka 40 Stunden Aufenthalt in der Kläranlage fließt das gereinigte Abwasser anschließend in die Pegnitz.
3. Schlammbehandlung
Die Biomasse im Belebungsbecken wächst ständig. Der Zuwachs wird als sogenannter Überschussschlamm aus den Belebungsbecken entfernt, statisch eingedickt und der Schlammfaulung im Faulturm zugeführt.
Kernstück der Schlammbehandlung ist die Schlammfaulung. Der Rohschlamm (zirka 45 m³ pro Tag) wird in den vollkommen geschlossenen Faulbehälter gepumpt. Unter Luftabschluss zersetzen dort bestimmte Bakterien die organischen Bestandteile bei rund 40 Grad Celsius und bringen den Schlamm in einen nicht mehr fäulnisfähigen Zustand.
Bei diesem Umwandlungsprozess entsteht Klärgas mit einem hohen Anteil Methan. Es wird zur Eigenstrom- und Wärmeerzeugung in den beiden auf dem Gelände der Hersbrucker Kläranlage installierten Blockheizkraftwerken verwendet. So wird aus dem Energieverbraucher Klärwerk ein nachhaltiger Energieproduzent. Zusammen mit einer PV-Anlage deckt es gut 70 % seines Strombedarfs von rund 750.000 Kilowattstunden pro Jahr selbst - je Einwohner sind das gerade einmal 27,3 kWh im Jahr.
Der Faulschlamm aus den Faulbehältern besteht zu 97 % aus Wasser. Um die Restschlammenge zu reduzieren, muss der Wasseranteil verringert werden. Das geschieht in der Zentrifuge. Werden Flockungshilfsmittel dazugegeben, verbessert sich das Entwässerungsverhalten. Die zu entsorgende Klärschlammmenge beträgt danach nur noch zirka ein Zehntel der Ausgangsmenge. Im Lauf eines Jahres kommen dennoch rund 1.500 Tonnen zusammen.
4. Kontrolle
Um die Abwasserinhaltsstoffe laufend zu überprüfen, gibt es im Betriebsgebäude ein kleines Labor und die Kontrollstation. Alle erforderlichen Daten sowie die Betriebs- und Störmeldungen sämtlicher Maschinen werden über eine EDV-Anlage erfasst, registriert und ausgewertet. Von hier aus werden auch die Regenüberlaufbecken und Pumpwerke im Stadtgebiet überwacht. Nachts und am Wochenende gehen Störungsmeldungen über Mobiltelefon an den Bereitschaftsdienst. Zur ständigen Kontrolle der Abwasserzusammensetzung und der Reinigungsleistung des Klärwerks werden im Labor jeden Tag eine Reihe an Abwasser- und Schlammanalysen vorgenommen.
