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Bestehende Becken mit Scheibenfiltern nachrüsten statt neu zu bauen
Kapazitätsengpässe auf Kläranlagen kommen selten mit einem passenden Budget. Produktionsmengen steigen, Einleitgrenzwerte werden verschärft, oder Einwohnergleichwerte nehmen zu — und das Nachklärbecken, das für die gestrige Last dimensioniert wurde, wird plötzlich zum Engpass. Ein neues Becken zu bauen ist die klassische Antwort, aber Tiefbaumaßnahmen brauchen Zeit, binden Kapital und erfordern häufig Genehmigungen, die den Zeitplan um Monate verlängern.
Eine praktische Alternative ist die Installation von Tuchfilter-Scheibensystemen direkt in einem bestehenden Becken — unter Nutzung der vorhandenen Betonschale, der Zulaufleitungen und in vielen Fällen des bestehenden Ablaufgerinnes. Dieser Ansatz wurde erfolgreich bei Nachrüstungen der Tertiärfiltration und in Situationen eingesetzt, in denen ein Lamellenabscheider in ein bestehendes Absetzbecken eingebaut wird, um hydraulische Kapazität zurückzugewinnen.
Nachrüstung auf einen Blick
- Ansatz
- Scheibenfilter oder Lamellenmodule in bestehendes Becken einbauen
- Typische Flächeneinsparung
- 60–80 % gegenüber Neubau
- Erforderliche Tiefbauarbeiten
- Ankerpunkte, Einlaufblende, Ablaufwehranpassung
- Installationszeit
- 2–6 Wochen je nach Beckengröße
- Ausfallzeit
- Typisch eine geplante Abschaltung von 3–10 Tagen
Warum das bestehende Becken oft ausreicht
Ein Nachklärbecken oder ein altes Sandfilter-Becken ist eine Stahlbetonkonstruktion, die für hydraulische Belastung ausgelegt ist. Wände, Boden und Zulaufbauwerk sind bereits vorhanden. Was sich bei der Nachrüstung ändert, ist die interne Hydraulik: Die neuen Filtermodule schaffen einen definierten Strömungsweg vom Einlaufbereich durch das Filtermedium bis zum Filtratgerinne.
Tuchfilter-Scheibensysteme arbeiten, indem Wasser durch ein auf rotierenden Scheiben montiertes Textilmedium gesaugt wird. Feststoffe sammeln sich auf der Außenseite des Tuches und werden durch ein Rückspülsystem entfernt, das einen kleinen Rückspülanteil — typisch 2–5 % des Durchsatzes — zum Anlagenkopf zurückführt. Die Scheiben sitzen auf einer Zentralwelle, die von Endrahmen getragen wird, die im Beckenboden und an den Wänden verankert sind. Kein neues Dach, keine neue Entwässerung, keine neue Zufahrt.
Wann Lamellenmodule die bessere Wahl sind
Wenn das Ziel die Rückgewinnung von Absetzkapazität und nicht die Hinzufügung von Filtration ist, können Lamellenabscheider-Module in ein bestehendes Rechteckbecken eingebaut werden. Die Schrägplatten erhöhen die effektive Absetzfläche um den Faktor 5–8, ohne den Grundriss zu vergrößern. Dies ist besonders nützlich, wenn das Becken bereits über einen Schlammräumer verfügt, der erhalten werden kann.
Was vor der Entscheidung für eine Nachrüstung geprüft werden sollte
Nicht jedes Becken ist ein geeigneter Kandidat. Eine strukturierte Bewertung umfasst vier Bereiche:
Checkliste für die Vorab-Bewertung
- Beckengeometrie: Mindestwassertiefe ≥ 2,5 m für Scheibenfilterinstallation; Rechteckgrundriss bevorzugt
- Strukturzustand: Betonuntersuchung auf Risse, Abplatzungen und Bewehrungskorrosion; Tragfähigkeit für Modulgewicht
- Zulaufhydraulik: Spitzendurchfluss und Strömungsverteilung über die Beckenbreite; ggf. Einlaufblende erforderlich
- Ablaufgerinne: Wehrhöhe und Kapazität für den gefilterten Durchfluss ohne Rückstau
- Rückspülrückführung: Weg und Kapazität für 2–5 % Rückspülstrom zurück zum Zulaufbauwerk
- Elektroversorgung: 400 V Drehstrom in Reichweite; Standort des Schaltschranks
Hydraulische Kapazität: was die Zahlen zeigen
| Beckengrundfläche (m²) | Scheibenfiltermodule | Hydraulische Kapazität (m³/h) | Ablauf-AFS-Ziel |
|---|---|---|---|
| 50 | 2 | 80–120 | ≤ 10 mg/l |
| 100 | 4 | 160–240 | ≤ 10 mg/l |
| 200 | 8 | 320–480 | ≤ 5 mg/l mit Fällmittel |
Diese Werte setzen eine Flächenbelastung von 8–12 m/h auf die Tuchfläche voraus, was dem normalen Betriebsbereich für Tuchfiltration entspricht. Während der Rückspülzyklen — die 30–60 Sekunden pro Scheibe dauern — sinkt der effektive Durchsatz kurzzeitig; das Steuerungssystem kompensiert dies durch Anpassung der Scheibendrehzahl.
Installationsablauf und Ausfallzeit
- 1Beckenbegehung und Ankerplanung
- 2Vorfertigung der Modulrahmen und Welleneinheiten
- 3Beckenentleerung und Ankerinstallation (3–5 Tage)
- 4Modulhebung und Montage im Becken
- 5Rohrleitungsanschlüsse und elektrische Inbetriebnahme
- 6Nasse Inbetriebnahme und Leistungsnachweis
Der kritische Pfad ist die Beckenentleerungsphase. Anlagen, die den Durchfluss auf ein paralleles Becken oder einen temporären Bypass umleiten können, halten die Abschaltung auf 3–5 Tage. Wo kein Bypass vorhanden ist, kann eine Miet-Scheibenfilteranlage oder eine temporäre Tuchfiltereinheit die Behandlungskontinuität während der Installation aufrechterhalten.
Rückspülrückführungsleitung nicht unterdimensionieren
Ein häufiger Nachrüstfehler ist die Einleitung des Rückspülstroms in ein nachgeschaltetes Gerinne, das die zusätzliche Last nicht aufnehmen kann. Der Rückspülstrom ist konzentriert — AFS kann 500–2 000 mg/l erreichen — und muss an einen Punkt zurückgeführt werden, der der Primärbehandlungsstufe vorgelagert ist. Die Rückführungsleitung ist für den Spitzen-Rückspüldurchfluss, nicht für den mittleren Durchfluss auszulegen.
Nachrüstung versus Neubau im Vergleich
Die wirtschaftliche Argumentation für die Nachrüstung beruht auf drei Faktoren: vermiedene Tiefbaukosten, kürzere Lieferzeit und geringeres Genehmigungsrisiko. Tiefbauarbeiten für ein neues Tertiärfiltrationsbecken machen typischerweise 40–60 % der Gesamtprojektkosten aus. Eine Nachrüstung eliminiert den Großteil davon. Die Vorlaufzeit von Auftrag bis Inbetriebnahme beträgt typischerweise 3–6 Monate für eine Nachrüstung gegenüber 18–36 Monaten für einen Neubau einschließlich Genehmigung.
Der Kompromiss besteht darin, dass das bestehende Becken das Design einschränkt. Wenn das Becken zu flach, zu schmal oder strukturell beeinträchtigt ist, schließt sich die Nachrüstoption. Eine gründliche Bestandsaufnahme zu Beginn des Projekts vermeidet späte Überraschungen.
Kann ein rundes Nachklärbecken mit Scheibenfiltern nachgerüstet werden?+
Runde Becken können Scheibenfilter aufnehmen, aber die Installation ist komplexer als in einem Rechteckbecken. Die Mittelsäule und der rotierende Räumermechanismus müssen auf Kompatibilität geprüft werden. In vielen Fällen wird ein rechteckiger Einbaurahmen gefertigt, um eine definierte Strömungszone innerhalb der runden Schale zu schaffen.
Welche Ablaufqualität ist nach der Nachrüstung mit Tuchfiltration zu erwarten?+
Unter stabilen Zulaufbedingungen mit AFS-Werten im Sekundärablauf von 20–40 mg/l erreichen Tuchfilter-Scheibensysteme zuverlässig Ablauf-AFS unter 10 mg/l. Mit vorgeschalteter Fällmitteldosierung sind Werte unter 5 mg/l und Trübungen unter 1 NTU erreichbar. Die Leistung hängt von der Variabilität der Zulauflast und der Tuchpflege ab.
Wie hoch ist der Energieverbrauch eines nachgerüsteten Scheibenfiltersystems?+
Tuchfilter-Scheibensysteme gehören zu den energieärmsten Optionen der Tertiärfiltration. Der typische spezifische Energieverbrauch beträgt 0,02–0,05 kWh/m³ behandeltes Wasser, einschließlich Scheibendrehung und Rückspülpumpenbetrieb. Dies ist günstig im Vergleich zu Sandfiltern mit 0,05–0,15 kWh/m³.
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