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Die Kläranlage Deißlingen des Abwasserzweckverbands Oberer Neckar wurde mit einem GAK-Filter um eine vierte Reinigungsstufe zur Spurenstoffelimination erweitert. ABB-Frequenzumrichter ACQ580 regeln die Spülaggregate des Filters und tragen so zu seiner Funktionsfähigkeit bei.
Der Abwasserzweckverband (AZV) Oberer Neckar mit Sitz in Villingen-Schwenningen (Baden-Württemberg) reinigt das kommunale Abwasser seiner Mitglieder in der Verbandskläranlage auf der Gemarkung von Deißlingen. Auf dem Kläranlagengelände wurde 2021 ein GAK-Filter (granulierter Aktivkohlefilter) als vierte Reinigungsstufe zur Entfernung von Spurenstoffen, insbesondere Arzneimittelrückständen, errichtet. Seit Juli 2024 ist die Anlage im vollautomatischen Betrieb.
Das gereinigte Abwasser der Kläranlage wird in den Neckar unweit von dessen Quelle geleitet. An dieser Stelle ist der spätere Fluss noch ein Bach. Die Einleitung des Kläranlagenablaufs in den Neckar erfolgt rund 3 km oberhalb der Neckarquelle, die die Trinkwasserversorgung der umliegenden Gemeinden sicherstellt. Da zwischen dem Neckar und dem Grundwasserleiter Verbindungen bestehen und sich flussabwärts ein Naturschutzgebiet anschließt, hatte sich der AZV Oberer Neckar entschlossen, den GAK-Filter zu bauen.
Das im Erdreich eingebundene Filterbauwerk hat eine Länge von knapp 32 m, eine Breite von rund 17 m und eine Einbindungstiefe von 8 m. WEBER-Ingenieure mit Sitz in Pforzheim hat die Erweiterung geplant und realisiert.
Der abwärtsdurchströmte GAK-Filter mit sieben Kammern ist für die Behandlung eines Teilstroms von 240 l/s ausgelegt. Der Filter kann im Anschluss an die beiden Nachklärbecken im freien Gefälle durchflossen werden. Mit ihm können rund 70 % der Jahresabwassermenge mit Aktivkohle behandelt werden.
Damit der GAK-Filter seine Funktionsfähigkeit behält, muss er regelmäßig mit Luft und Wasser gespült werden. Martin Fuhrmann ist Abteilungsleiter für den Bereich Elektrotechnik bei WEBER-Ingenieure. Er hat das Projekt stellvertretend geleitet und die Elektrotechnik der Anlage geplant. Fuhrmann erläutert: „Die Aktivkohle wird von oben nach unten vom gereinigten Abwasser durchströmt. Die Spurenstoffe lagern sich an ihr ab und bilden eine Art Schlammschicht. Wenn die Schicht zu dicht wird und die Leistung des Filters nachlässt, wird er mit den beiden Medien Luft und Wasser gespült, um die Ablagerungen zu beseitigen.“
ABB-Frequenzumrichter ACQ580 regeln in der Anlage die Spülaggregate: zwei 75-kW-Geräte für die Spülluftgebläse von Aerzen und drei 22-kW-Geräte für die KSB-Spülwasserpumpen. Zwei weitere ACQ580 mit einer Leistung von 11 kW steuern Pumpen an, die das aufgewirbelte Schlammwasser wieder zur biologischen Reinigungsstufe fördern.
Beim ACQ580 handelt es sich um einen Frequenzumrichter speziell für die Wasser- und Abwasserwirtschaft, der über branchenspezifische Funktionen verfügt, die bei bestimmten Anforderungen zum Tragen kommen. Der robuste, kompakte Frequenzumrichter verfügt über Leiterplatten mit speziellen Schutzlacken als Standardausrüstung. Wasser- und Abwasseraufbereitungsanlagen, Pumpstationen, Entsalzungsanlagen, Industrie-Abwasseraufbereitungsanlagen und Bewässerungssysteme sind typische Einsatzbereiche.
Damit der GAK-Filter seine Funktionsfähigkeit behält, muss er regelmäßig mit Luft und Wasser gespült werden. (Quelle: Martin Fuhrmann/WEBER-Ingenieure)
Neben der Drehzahlregelung der Pumpen- und Gebläsemotoren besteht die Aufgabe der Frequenzumrichter darin, die Motoren beim Start über eine Rampe auf einen fixen Drehzahlwert hochzufahren. „Die Spülaggregate müssen geregelt hochgefahren werden, damit die granulierte Aktivkohle nicht hochgewirbelt und ausgespült wird“, erklärt Fuhrmann.
WEBER-Ingenieure hat sich in der Vergangenheit bei Wasserwirtschaftsprojekten wiederholt für ACQ580-Frequenzumrichter entschieden. In einem Projekt kam auch ein Ultra-Low Harmonic Drive der ACQ580-Produktfamilie zum Einsatz. Diese Geräte erzeugen nur einen äußerst geringen Oberschwingungsgehalt. Verglichen mit einem konventionellen Antrieb wird der Oberschwingungsgehalt um bis zu 97 % reduziert.
Zu den Anlagen des Abwasserzweckverbands Oberer Neckar gehören die Kläranlage auf der Gemarkung Deißlingen sowie circa 13 km Kanalisation und 30 Sonderbauwerke. Die Kläranlage des Zweckverbandes wird seit 1978 als mechanisch-biologische Kläranlage betrieben und ist auf 85.000 Einwohnergleichwerte ausgelegt. Sie reinigt das im Verbandsgebiet anfallende Abwasser der Stadtbezirke Schwenningen, Mühlhausen und Weigheim, der Gemeinde Dauchingen sowie der Bereiche Trossingen-West und Deißlingen-Mittelhardt.
Die WEBER-Ingenieure GmbH ist mit über 400 Mitarbeitenden an 19 Standorten laut eigenen Angaben eines der größten Ingenieurunternehmen in Deutschland. Das inhabergeführte Unternehmen deckt mit seinem interdisziplinär arbeitenden Team alle relevanten Beratungs- und Ingenieurleistungen der Wasserwirtschaft aus einer Hand ab – von Gutachten und Studien über alle Planungsphasen, Bauüberwachung, Bauprojektmanagement bis hin zu speziellen Ingenieurleistungen in den einzelnen Fachgebieten.
