transfer Ausgabe 01 | 2015

Alles klar mit RITOP

Ausgezeichnete Reinigung durch grösste Membranfilteranlage der Schweiz

In der ARA Zermatt werden sämtliche abgeleiteten Abwässer der Gemeinde Zermatt (Schweiz) behandelt. Die unterirdische Kläranlage wurde in den Jahren 2009 bis 2013 um ein neues Schlammbehandlungsgebäude ergänzt und die biologische Reinigungsstufe aufgerüstet. Damit ist das kleine Bergdorf auch für den Touristenandrang in den Winter- und Sommermonaten bestens vorbereitet. Durch die Inbetriebnahme der Membranbiologieanlage wird im schweizweiten Vergleich eine ausgezeichnete Reinigungsleistung erreicht.

Zermatt ist weltbekannt. Dafür sorgt schon das Horu, wie die Einheimischen liebevoll "ihren" Hausberg, das Matterhorn, nennen. Mit 4'478 m.ü.M. ist er zwar nicht der höchste der insgesamt 38 auf Zermatter Gebiet liegenden Viertausender, aufgrund seiner charakteristischen Form aber sicher der bekannteste der Schweiz. Das ist jedoch nur eine der vielen Besonderheiten des malerischen Ferienortes. Eine andere, tief im Berginnern in einer Kaverne verborgene, ist die Abwasserreinigungsanlage des Dorfs. Kein Gast sieht, und, was noch viel wichtiger ist, keiner riecht etwas davon.

Herausforderung Tourismus

Rund 5'500 Einwohner zählt das kleine Bergdorf im schweizerischen Kanton Wallis – und etwa fünfmal so viele Touristen während der Winter- und Sommermonate. Das ist auch eine immense Herausforderung für den Betrieb einer Kläranlage, wie uns Klärmeister Beni Zenhäusern erzählt: Praktisch von einer Woche auf die andere muss die ARA Zermatt auf die sechsfache Leistung «umschalten», eine Schmutzfracht von bis zu zwei Tonnen organischer Stoffe pro Tag biologisch abbauen und hydraulisch bis zu 280 Liter Abwasser pro Sekunde bewältigen.

Erweiterung notwendig

Die ARA Zermatt wurde 1982 in Betrieb genommen und reinigt seither die Abwässer des Ferienortes. Seit der Inbetriebnahme sind jedoch nicht nur die Abwassermengen und Schmutzfrachten angestiegen, sondern auch die gesetzlichen Anforderungen an die Qualität des gereinigten Abwassers. Im Jahr 2009 entschieden die Zermatter deshalb, die ARA grundlegend zu erneuern und bewilligten die notwendigen Kredite hierfür: «Neben dem Ausbau der Kapazität galt es auch, weitere Stickstoffverbindungen im Abwasser entsprechend der gesetzlichen Rahmenbedingungen zu eliminieren», so Beni Zenhäusern. Dies machte den Ausbau der biologischen Reinigungsstufe erforderlich. «Eine Rahmenbedingung dabei war allerdings, dass diese Erweiterung im laufenden Betrieb und ausschliesslich im zur Verfügung stehenden Kavernenraum gelingen musste», wie der Klärmeister die damaligen Anforderungen beschreibt.

Gelungene «Operation»

Nach der dreieinhalbjährigen Bauzeit – einer «Operation am offenen Herzen», wie Beni Zenhäusern das Projekt beschreibt – wurde die ursprüngliche reine Belebtschlammanlage im laufenden Betrieb in eine Membranbiologieanlage umgebaut. Der grosse Vorteil dieser innovativen Technologie ist neben der hervorragenden Klärqualität auch der geringe Platzbedarf, was in Zermatt entscheidend war: In Millionen strohhalmförmiger Hohlmembranfasern werden in der Membranfiltration die Mikroorganismen, welche in den vorgelagerten Nitrifikations- und Denitrifikationsstufen benötigt werden, vom gereinigten Abwasser abgeschieden. Die Poren der Hohlmembranfasern sind dazu nur 0.04 µm weit und damit mehr als 1'500 mal feiner als ein menschliches Haar. Zusammen formen diese Fasern eine Filterfläche von rund 32'000 m2 und halten so auch unter Volllast der Anlage alle im Wasser verbliebenen Schwebstoffe zurück (GUS = 0). 

Rund 27 Mio. CHF hat der Umbau der Biologie in der ARA Zermatt gekostet. Die Kapazität der biologischen Reinigungsstufe ist nun ausgelegt auf 60'000 Einwohnergleichwerte – und hat noch eine Ausbaureserve um etwa 25 Prozent, denn Tourismus, Gastronomie und Hotellerie fordern ihren Tribut: Sie verursachen deutlich mehr Schmutzwasser – etwa für die Wäsche von Handtüchern, Bettwäsche und einem Vielfachen des Geschirrs, das normalerweise in einem Haushalt anfällt.

RITOP-Leitsystem schafft Transparenz

Vor dem Umbau wurde das meiste in der ARA Zermatt noch von Hand gesteuert. Der komplexe Prozess der Abwasserreinigung mit einer Membranfilteranlage und die stark schwankenden Lasten erforderten jedoch ein neues Leitsystem: «Wir benötigen eine hohe Transparenz des gesamten Klärprozesses», erklärt Beni Zenhäusern, «die Messungen müssen jederzeit stimmen, bei Abweichungen muss zuverlässig alarmiert und der Auslöser dafür rasch erkennbar sein.» Das Prozessleitsystem und die notwendige Steuerungstechnik lieferte Rittmeyer: Seit 2012 leistet nun ein redundantes RITOP Server-Client-System mit zwei Arbeitsplätzen und zwei in der Anlage verteilten RITOP Touchpanel-PCs seinen zuverlässigen Dienst. Über einen Industrial Ethernet LWL-Ring sind im Endausbau zwölf Steuerungen mit dezen­traler Peripherie angeschlossen: Sie erfassen und verarbeiten dabei mehr als 2'600 Datenpunkte, die über die gesamte Anlage verteilt sind.

«Mit RITOP haben wir die notwendige Transparenz im komplexen Abwasserreinigungsprozess.»

Nulltoleranz in punkto Geruch

Mit dem Umbau der Biologie wurden auch die Schlammbehandlungsanlagen ausgebaut: «Wir verfügten nur über eine Entwässerungsmaschine, die wir aus Gründen der Betriebssicherheit ersetzen und dann doppelt auslegen wollten», wie Beni Zenhäusern eine der Anforderungen beschreibt. Darüber hinaus reichte die Kapazität der Schlammstapelung längst nicht mehr aus, denn zwischen 50 und 60 Tonnen Trockenrückstand (TR) müssen in der Hochsaison pro Monat entsorgt werden: «In der Hochsaison fahren wir praktisch täglich den Schlamm zur Verbrennung nach Visp.»

Da die Anlage direkt neben Wohnhäusern steht, muss die gesamte Schlammaufbereitung und Lagerung absolut geruchsemmissionsfrei sein. Auch hier ging die ARA Zermatt neue Wege: Mit einem Investitionsvolumen von rund 8 Mio. CHF wurde dazu ein neues Gebäude gleich neben der ARA errichtet. Die Anlagen, die den Frischschlamm fördern oder lagern, sind nun komplett geschlossen und werden durch Ventilatoren unter einem leichten Unterdruck gehalten. Die entstehende Abluft wird in einer aufwändigen Anlage zunächst gewaschen und dann über zwei Biofilter ins Freie geleitet: «Auf dem Biofiltermaterial, einem Rindenkompost, siedeln Mikroorganismen, welche die Schad- und Geruchsstoffe in unschädliche und geruchlich nicht störende Substanzen zerlegen», erklärt Beni Zenhäusern.   Die Schlammbehandlung bis hin zur Disposition der Mulden für den Abtransport des entwässerten Schlamms ist ebenfalls komplett in die RITOP-Leittechnik eingebunden, was das Betriebspersonal stark entlastet.

«Die Qualität des gereinigten Abwassers ist seit Inbetriebnahme der Membranbiologieanlage ausgezeichnet.»

Ausbau noch nicht beendet

Die Anforderungen an die Qualität des gereinigten Abwassers steigen weiter, Schmutzlasten werden zunehmen. Ein Projekt zur Erneuerung der Abwasservorbehandlung ist für 2015 und 2016 geplant. Gleichzeitig wird auch nach Möglichkeiten der Ressourcenoptimierung gesucht, denn die Abwasserreinigung ist energieintensiv: Allein rund 1.5 Mio. kWh elektrische Energie verbraucht die ARA Zermatt im Jahr, um eine Abwassermenge von 2.2 Mio. m3 zu reinigen. Einen Teil der in der Gesamtanlage benötigten Energie wird man zukünftig einsparen: Ein aktuelles Projekt hat zum Ziel, die Abwasserwärme für die Heizung der gesamten Anlage zu nutzen.

Beni Zenhäusern ist stolz: «Die Qualität des gereinigten Abwassers der ARA Zermatt ist seit Inbetriebnahme der Membranbiologieanlage ausgezeichnet und nimmt schweizweit eine Spitzenposition ein.» Ihren Teil trägt die Rittmeyer-Leittechnik dazu bei.

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