Das Heidelberger Modell

Das Heidelberger Modell ist ein Verfahren zur Entfernung der Nährstoffe Phosphor und Stickstoff. Es wurde vom Abwasserzweck- verband entwickelt und ist behördlich anerkannt. Es war mit Anlass für eine bundesweite Initiative für Maßnahmen zur Reduzierung von Kosten und Gebühren bei der kommunalen Abwasserentsorgung der Länderarbeitsgemeinschaft Wasser (LAWA). Das Modell ist nicht uneingeschränkt anwendbar, wird aber - je nach Möglichkeit - bereits mehrfach eingesetzt bzw. nachgebaut. Grundlage des Verfahrens ist es, vorhandene Beckenvolumen durch Verfahrensänderungen und Umbauten so zu nutzen, dass die vom Gesetzgeber geforderte Nährstoffelimination ohne große Investitionen erreicht werden kann. Die gezielte Nährstoffelimination wird seit Januar 1992 gefordert. Auslöser war die Überdüngung der Flüsse, das Robbensterben und die Eutrophierung der Meere.

Vorklärbecken vor dem Umbau

Vorklärbecken mit anoxischen Zonen nach dem Umbau

Biologische Abwasserreinigung

Nach den bisherigen Verfahren werden in der Biologie nur die gelösten, organischen Abwasserinhaltsstoffe abgebaut. Spezielle Mikroorganismen – Belebtschlamm – verzehren diese organischen Bestandteile. Das Abtrennen des Belebtschlammes vom Abwasser erfolgt in der Nachklärung. Das gereinigte Abwasser fließt in den Neckar.

Umrüstung der Kläranlage

Zur Entfernung der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor waren Verfahrensänderungen erforderlich. Der belüfteten Biologie wurden anoxische, d.h. sauerstoffarme Zonen vorgeschaltet. Diese sind durch Um- bzw. Einbauten in den bestehenden Vorklärbecken (Heidelberger Modell) geschaffen worden. Die Umrüstung erfolgte in zwei Ausbaustufen. In einem ersten Ausbauschritt wurden die bestehenden Vorklärbecken in eine reduzierte Vorklärung und in einen anoxischen Bereich unterteilt. Der Ammoniumstickstoff (NH4) wird nun in der belüfteten Biologie zu Nitrat (NO3) umgewandelt. Dies geschieht zusätzlich zum Abbau der gelösten organischen Abwasserinhaltsstoffe. Die Umwandlung des Nitrates in elementaren Stickstoff erfolgt in den anoxischen Zonen. Das nitrathaltige Abwasser muss hierzu in diese Becken gepumpt werden. Der Stickstoff kann dann nach der Umwandlung in die Luft entweichen. Im zweiten Ausbauschritt wurde die Nährstoffelimination nochmals gesteigert. Durch Modifikationen in der Rechen- und Sandfanganlage ist es gelungen, die bereits reduzierte Vorklärung so zu entlasten, dass diese nochmals zu Gunsten der anoxischen Zonen verkleinert werden konnte. Dadurch konnte der Stickstoffwert im Ablauf von 18 mg/l auf kleiner als 14 mg/l verbessert und gleichzeitig die Möglichkeit der biologischen Phosphorelimination geschaffen werden.

Die Vorteile

Die Vorteile des Heidelberger Modells liegen insbesondere bei den geringen Investitionskosten. Die Umrüstung der Kläranlage Heidelberg hat insgesamt 2,25 Mio. € gekostet. Sie konnte vollständig mit der Abwasserabgabe verrechnet werden. Ca. 35 Mio. € wurden eingespart, 20 Mio. in der ersten und nochmals 15 Mio. in der zweiten Stufe. Durch die Nutzung der vorhandenen Becken in Verbindung mit verfahrenstechnischen Änderungen konnten im Vergleich zur Anwendung des Regelwerkes der Abwassertechnischen Vereinigung auf die Erweiterung der Biologie von 15.000 Kubikmeter auf ca. 55.000 Kubikmeter und der Nachklärung von 23.000 Kubikmeter auf 29.000 Kubikmeter verzichtet werden.

.