| 1 Rechen | 2 Sandfang | 3 Vorklärbecken |
| 4 Belebungsbecken | 5 Nachklärbecken | 6 Kläranlagenablauf |
| 7 Faulturm |
Eine Kläranlage ist eine Anlage zur Reinigung von Industrie- und Haushaltsabwässern. Je nach Abwasserbeschaffenheit, Konstruktion und Leistungsfähigkeit der Kläranlage erfolgt die Abwasserreinigung mechanisch (1. Reinigungsstufe), biologisch (2. Reinigungsstufe) und chemisch (3. Reinigungsstufe). Bei besonderen Reinigungsanforderungen kann noch eine weitergehende Reinigung (Filtration etc.) erforderlich werden.
Die mechanische Reinigung
Das im Zulauf ankommende Abwasser durchläuft zuerst die mechanische Reinigungsstufe. Diese besteht aus drei Komponenten: Rechen, Sandfang und
Vorklärung.
Die mechanische Reinigung dient dazu, möglichst viele Grobstoffe aus dem Abwasser zu entfernen. In der Rechenanlage werden mitgeschwemmte Stoffe wie Hygieneartikeln, Papier, Speisereste, etc. zurückgehalten.
Danach passiert das Abwasser den Sandfang. Durch Sedimentation werden hier Sand und andere mineralische Stoffe vom Wasser abgetrennt.
In den Vorklärbecken wird die Fließgeschwindigkeit durch Volumenvergrößerung stark herabgesetzt. Der im Abwasser enthaltene Schlamm setzt sich am Beckenboden ab und wird von dort mittels Räumeinrichtungen entfernt. Der hier anfallende Primärschlamm wird der Schlammbehandlung zugeführt.
Durch die mechanische Reinigung können etwa 30 Prozent der Schmutzfracht entfernt werden. Das vorgereinigte Abwasser enthält nach dieser Stufe hauptsächlich gelöste organische Schmutzstoffe, die in den nachfolgenden Reinigungsstufen biologisch oder chemisch entfernt werden.
Die biologische Reinigung
Der eigentliche Reinigungsvorgang spielt sich im Belebungsbecken ab. Diese Stufe ist mit der natürlichen Selbstreinigung von Fließgewässern vergleichbar, nur im Belebungsbecken findet sie in konzentrierter Form statt. Lebende Mikroorganismen sorgen in der biologischen Klärstufe, dem Herzstück solcher Anlagen, für den Schmutzabbau.
Die wichtigsten Lebensgrundlagen für die Mikroorganismen sind Wasser und organische Verunreinigungen, die im Abwasser reichlich vorhanden sind. Der Sauerstoff, den sie zum Aufbau ihrer Zellsubstanz ebenfalls benötigen, wird dem Abwasser durch die Belüftungseinrichtung dosiert zugesetzt.
Unter solch günstigen Bedingungen vermehren sich die Mikroorganismen sehr rasch, pro Stunde auf das Zwei- bis Vierfache. Durch den im Zuge ihres Zellaufbaus stattfindenden Stoffwechselprozess werden die im Abwasser vorgefundenen Schmutz- und Schadstoffe in ihre Bestandteile zerlegt. Der Verlauf des Abbauprozesses und die daraus zurückbleibenden Spaltprodukte sind natürlich von der Zusammensetzung der im Abwasser enthaltenen Stoffe abhängig. Um einen vollständigen Abbau der verschiedenen Schadstoffe zu erreichen, bilden eine Vielzahl unterschiedlicher Arten von Mikroorganismen eine sich ergänzende Lebensgemeinschaft.
Der Kohlenstoff in den organischen Verbindungen wird zu gasförmigem Kohlendioxid abgebaut.
Organische Stickstoffverbindungen werden von einem Teil der Mikroorganismen über die Zwischenstufe Ammonium zu Nitraten abgebaut (Nitrifikation). Andere Mikroorganismen können dann unter geeigneten Bedingungen diese Zwischenprodukte weiter in gasförmigen Stickstoff umwandeln (Denitrifikation).
Im anschließenden Nachklärbecken werden die Bakterien als sogenannte Belebtschlammflocken vom gereinigten Abwasser getrennt. Nachklärbecken arbeiten physikalisch wie die Vorklärbecken, d.h. durch Verlangsamung der Fließgeschwindigkeit setzt sich der Belebtschlamm ab.
Dieser wird mit einem Räumer in einen Trichter geschoben und von dort wieder ins Belebungsbecken zurückgefördert (Rücklaufschlamm), um zum Einen den Reinigungsprozess der Kläranlage stabil zu halten und zum Anderen, damit sich im Nachklärbecken kein Schlamm an der Wasseroberfläche ansammelt und in den Ablauf der Kläranlage gelangt.
Wenn die für die Reinigungswirkung der Kläranlage ausreichende Menge an belebten Schlamm vorhanden ist, muss der Zuwachs an Schlamm als Überschussschlamm entfernt werden.
Der überschüssige Klärschlamm wird eingedickt, entwässert und - eine positive Eignungsprüfung vorausgesetzt - auf landwirtschaftlichen Flächen als Dünger ausgebracht, verbrannt oder einer alternativen Klärschlammverwertung zugeführt.
