Entstehung / Geschichte der Abwasserreinigungsanlage ARA Untermarch


Inhaltsverzeichnis Beschreibung der Entstehung

Einleitung
Vorarbeiten
Standort Abwasserreinigungsanlage
Abwasser Begriffs-Bestimmungen
Siedlungsentwässerung
Kanalisation
Trockenwetter / Regenwetter
Baubeginn und Inbetriebsetzung
Erste Erweiterungen 1985 - 1998
Ausbau Belebtschlammbiologie 2004 - 2008
Animierbares Leuchtschaltbild
Text der Gruppenführung zum Leuchtschaltbild (pdf)

Einleitung

Ohne Abwasserreinigung wären unsere Gewässer zum grossen Teil tot. Das Trinkwasser könnte nur zum Teil in guter Qualität zur Verfügung gestellt werden. Hygieneprobleme und Infektionskrankheiten würden unsere Lebensqualität stark beeinträchtigen.

Vorarbeiten

Die Vorarbeiten für die Abwasserreinigung in der March reichen bis anfangs der Sechzigerjahre zurück. Damals wurde das Gewässerschutzproblem durch das Kantons Ingenieurbüro Schwyz an die Hand genommen.

In der Folge wurden, abwassertechnische Vergleichsstudien durchgeführt, um die Zweckmässigkeit und Wirtschaftlichkeit von regionalen Zusammenschlüssen zu untersuchen. Diese Studien und Berechnungen wurden im Dezember 1963 abgeliefert und zeigten, dass für die March zwei Abwasserzweckverbände gegründet werden sollten, und zwar die Zweckverbände ARA Untermarch und ARA Obermarch. Die ständig steigenden Anforderungen an die Qualität des gereinigten Abwassers können in den meisten Fällen nur noch in regionalen Anlagen sinnvoll und kostengünstig verwirklicht werden.

Die politischen Instanzen, die nun die Probleme initiativ an die Hand nahmen, liessen sich von den Vorteilen der Projektvorschläge überzeugen.
Aufgrund der positiven Gemeindabstimmungen vom Sonntag, 16. Oktober 1966, wurden in der Folge die beiden Zweckverbände ARA Untermarch und ARA Obermarch gegründet.
Beim Zweckverband ARA Untermarch handelt es sich um ein regionales Gemeinschaftswerk der 5 Gemeinden Lachen, Altendorf, Galgenen, Wangen und Schübelbach.

Bevor mit der Realisierung der Abwassersanierung in der Untermarch begonnen werden konnte, mussten weitere, umfangreiche, planerische Vorarbeiten ausgeführt werden.

Der Spatenstich und Baubeginn der ARA Untermarch erfolgte am Donnerstag, 1. Oktober 1970.
Nach beinahe 4 Jahren Bauzeit erfolgte die Inbetriebnahme der Abwasserreinigungsanlage am Freitag, 13. Juli 1973.

Standort Abwasserreinigungsanlage

Der Standort der gemeinsamen Abwasserreinigungsanlage für das Einzugsgebiet Untermarch wurde bereits bei den ersten Studien generell festgelegt. Auch nach verschiedenen Erörterungen bezüglich der Richtigkeit des Standortes, ergaben sich keine besseren Lösungen und keine neuen technischen Gesichtspunkte. Die Anlage liegt im Schwerpunkt der Einzugsgebiete und kann als günstig bezeichnet werden. Das Rohabwasser aus der Gemeinde Wangen und dem Ortsteil Siebnen der Gemeinde Schübelbach, kann mit natürlichem Gefälle zur Abwasserreinigungsanlage abgeleitet werden. Für den Ortsteil Nuolen der Gemeinde Wangen muss das Rohabwasser an 4 Stellen mit Pumpwerken (PW) gehoben werden. Das Rohabwasser aus den Gemeinden Lachen und Altendorf muss über verschiedene Pumpwerke zum nächsten Hauptsammelkanal gefördert werden. Das Rohabwasser der Gemeinde Galgenen muss einzig vor der ARA zusammen mit jenem der Gemeinden Lachen und Altendorf über das Rohabwasser Scheckenpumpwerk 4 Meter gehoben werden. Zur Hebung dieser grossen Menge wurden verstopfungsunempfindliche zirka 7 m lange Schneckenpumpen gewählt.

ARA Untermarch Luftaufnahme nach der Inbetriebnahme 1973 ARA Untermarch Biologieblock nach der Eröffnung 1973

ARA Untermarch
Luftaufnahme nach der Inbetriebnahme
am 13.07.1973

ARA Untermarch
Biologieblock nach der Eröffnung
am 13.07.1973

ARA Untermarch Ansicht vom Westen Rechengebäude + Betriebsgebäude mit Kommandoraum und Werkstatt

ARA Untermarch
Ansicht vom Westen mit der Schlammbehandlung
am 28.11.2011

Rechengebäude
Betriebsgebäude mit Kommandoraum und Werkstatt
am 14.12.1998

ARA Untermarch Betriebsgebäude von Norden ARA Untermarch Betriebsgebäude Sitzungszimmer

ARA Untermarch
Ansicht Betriebsgebäude von Norden
am 09.11.2016

ARA Untermarch
Betriebsgebäude Sitzungszimmer im 2. OG
am 28.11.2016

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Abwasser Begriffs-Bestimmungen

Das Abwasser lässt sich grob in zwei Kategorien einteilen.

Verschmutztes Abwasser aus Haushalten und Gewerbe sowie verschmutztes Meteorwasser

Das verschmutzte Abwasser aus Haushalten enthält hauptsächlich menschliche Ausscheidungen, Wasch- und Reinigungsmittel, Badezusätze und Hygienepapiere. Das verschmutzte Abwasser aus Industrie und Gewerbe ist sehr vielfältig. Es muss wo nötig zur Schonung des Kanalnetzes innerbetrieblich vorbehandelt werden. Zum Beispiel durch Neutralisierung von starken Säuren. Diese Säuren würden den Beton angreifen oder wichtige Organismen in der Abwasserreinigungsanlage beeinträchtigen. Verschmutztes Meteorwasser muss ebenfalls der Kanalisation zugeführt werden.

Unverschmutztes Abwasser ohne gefährliche Inhaltsstoffe

Das unverschmutzte Abwasser ist zur Hauptsache Meteorwasser und Fremdwasser. Das Meteorwasser entsteht hauptsächlich aus Regen, Schnee, Tau, Hagel, Nebel und Reif.

Je nach Situation wird dieses Abwasser mehr oder weniger verschmutzt durch:

Das Fremdwasser ist relativ sauberes Wasser aus diffusen Quellen, laufenden Brunnen oder Wasserhaltungen von Baustellen. Fremdwasser ist aber auch Grundwasser, das an schadhaften Stellen der Kanalisationsleitungen eintritt. Dieses saubere Wasser ist der Kanalisation fernzuhalten. Bei der Einleitung belastet es das Kanalnetz und Abwasserreinigungsanlage unnötig.

Was gehört nicht ins Abwasser

Kanalisation und Abwasserpumpen schlucken vieles .... aber nicht alles.
Der Verein Saubere Abwasser Schwyz gegründet von den Abwasserreinigungsanlagen des Kanton Schwyz beginnt, ab Montag 12. Dezember 2016, mit dem Versand der Flyer an alle Haushalte. Gleichzeitig werden Mitteilungen an die Medien des Kanton Schwyz versandt.

Im Dezember 2016 erfolgt die Zustellung der Flyer «Achtung Kostenfalle - Übeltäter Hygieneartikel» an alle Haushalte im Kanton.

Bereits im März 2009 wurde das Merkblatt Liegenschaftsentwässerung herausgegeben.

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Siedlungsentwässerung

Moderne Entwässerungsverfahren richten sich nach folgenden Grundsätzen:

Verschmutztes Abwasser gehört in die Kanalisation und zur Abwasserreinigungsanlage. Unverschmutztes Abwasser soll an geeigneten Stellen zurückgehalten werden, versickern oder mit gedrosselter Menge in die Gewässer abfliessen. So werden Grundwasservorräte aufrechterhalten als auch Kanalisation und Abwasserreinigungsanlagen vor Überlastungsspitzen geschützt.

Die zwei verschiedenen Methoden der Siedlungsentwässerung


Im Mischsystem fliessen alle Abwässer gemeinsam im gleichen Kanal.

Vorteil:

Einfaches, in der Erstellung und kostengünstiges System.

Nachteil:

Viel sauberes Regenwasser vermischt sich mit dem Schmutzwasser und würde Kanalnetz und ARA überlasten. Darum sind für Regenereignisse Entlastungsbauwerke nötig. Das überschüssige Wasser gelangt in die Gewässer und damit auch ein Teil des Abwassers.


Im Trennsystem fliessen Schmutzwasser und Meteorwasser in getrennten Kanälen ab.

Vorteil:

Keine Entlastungsbauwerke nötig. Keine Mehrbelastung der ARA bei Regen.

Nachteil:

Aufwändige Kontrolle aller Leitungsanschlüsse, damit kein Schmutzwasser in die Gewässer aber auch kein sauberes Wasser zur ARA geführt wird. Zwei getrennte Kanalsysteme verursachen wesentlich höhere Erstellungs- und Wartungskosten.

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Kanalisation

Hauptsammelkanäle und Kanalisationsanlagen der Verbandsgemeinden.

Die Kanalisationsanlagen des Zweckverbandes ARA Untermarch, das heisst die 4 Hauptsammelkanäle, erfüllen die wichtige Aufgabe, das Abwasser, insbesondere das Schmutzwasser aus den Verbandsgemeinden zu sammeln und zur Abwasserreinigungsanlage abzuleiten. Mit diesen Sammelkanälen können alle Gemeinde Kanalisationssystemen erfasst und zusammengeführt werden.

Kanalisation Aastrasse Ablauf Richtung ARA Untermarch Kanalisation Allmeind Wangen mit Drosselschieber

Kanal RB-Spreitenbach Lachen mit
Drosselschieber Zulauf Lachen
am 27.08.2005

Kanal RB-Allmeind Wangen mit
Drosselschieber Zulauf Wangen
am 09.09.2005

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Trockenwetter / Regenwetter

Zur ARA sollte bei Regenwetter im Maximum der doppelte Trockenwetteranfall (2 QTWA) abgeleitet werden.

Die bis zu 100-mal grössere Abwassermenge bei Regenwetter kann gemäss Vorschriften an geeigneten Stellen durch Regenüberläufe (RÜ) entlastet oder in Regenüberlaufbecken (RB) gesammelt und vorgeklärt werden.

Der Zweckverband ARA Untermarch ist zuständig für den Unterhalt von:

Davon sind 19 Pumpwerke im Besitze der jeweiligen Standort Gemeinde. Diese Aussenbauwerke werden, im Auftrag der betreffenden Gemeinde, durch das Betriebspersonal der ARA Untermarch betrieben und gewartet.

Sowohl die Kanalisationsanlagen und insbesondere auch die Entlastungsanlagen, Regenüberlaufbecken, Speicherkanäle und Pumpwerke, müssen wie die Abwasserreinigungsanlage selbst, gut gewartet werden.

Zulaufmengen Registrierungen zur Aufschlüsselung der Betriebskosten

Die zur Abwasserreinigungsanlage abgeleiteten Abwassermengen werden an 3 Messststationen mit automatisierter Registrierung erfasst und werden für die Aufschlüsselung der Betriebskosten der Verbandsgemeinden herangezogen.

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Baubeginn, Inbetriebnahme und die offizielle Eröffnungsfeier

Nach dem positiven Ausgang der Gemeindeabstimmungen am Sonntag, 16. Oktober 1966 in den Verbandsgemeinden, konnte die Detailbearbeitung an die Hand genommen werden.

Der Beginn der Bauarbeiten für die Kläranlage erfolgt nach dem Spatenstich am Donnerstag, 1. Oktober 1970.

Die Inbetriebnahme der Abwasserreinigungsanlage ist am Mittwoch, 13. Juni 1973.

Am Ende des ersten Betriebsjahres also nach 46 ein halb Monaten findet am Samstag, 15. Juni 1974 die offizielle Eröffnungsfeier statt.

Sicht auf die Biologische Reinigungsstufe vom Faulraum vor dem Ausbau 2004 Kommandoraum der ARA Untermarch vor dem Ausbau 2004 - 2008

Sicht auf die Biologische Reinigungsstufe
vom Faulraum vor dem Ausbau 2004
am 09.09.2005

Kommandoraum der ARA Untermarch nach der
Inbetriebnahme 1973 bis zum Ausbau 2004
am 27.08.2005

Die ARA Untermarch ist für folgende Anschlusswerte dimensioniert

Biologisch für:    42 ' 000    Einwohnerwerte

Hydraulisch für : 68 ' 000   Einwohnerwerte dies entspricht 2 x QTW   oder 11 ' 220 m3 / Tag oder 130 Liter / Sekunde Zulaufmenge.

Aus Zweckmässigkeit und wirtschaftlichen Gründen wurden verschiedene Anlagenteile, wie Pumpwerk, Rechen, Sandfang, Betriebsgebäude, bereits so erstellt, dass bei einem weiteren Ausbau möglichst wenige Bauarbeiten nötig werden. In fundamentstechnischer Hinsicht ergaben sich die erwarteten Probleme bezüglich Grundwasserhaltung und zulässigen Bodenpressungen.

Die Baukosten für die Abwasserreinigungsanlage beliefen sich ohne Erschliessungsarbeiten auf rund 5.9 Millionen Franken. Es konnte im Rahmen des Kostenvoranschlages inklusive ausgewiesene Teuerung abgeschlossen werden.

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Erste Erweiterungen 1985 - 1998

Die Abwasserreinigungsanlage (Kläranlage) hat die Aufgabe, zuverlässig und ökonomisch unerwünschte Schmutzstoffe aus dem Abwasser zu entfernen und diese soweit aufzubereiten, dass sie definitiv entsorgt oder einer Nutzung zugeführt werden können. Die notwendige Reinigungsleistung ergibt sich aus dem Gewässer, in welches das gereinigte Abwasser eingeleitet wird. Darüber hinaus müssen die technischen Möglichkeiten gemäss Vorsorgeprinzip oder zugunsten der Unterlieger ausgeschöpft werden.

Die ersten Erweiterungen und Sanierungen der Anlage erfolgten in den Jahren 1985 bis 1998.

In der mechanischen Reinigungsstufe wurde der 30mm Greiferrechen ersetzt durch zwei 8mm Feinrechen. Dies wurde nötig wegen den Umwälzungspumpen der Frischschlamm Hygienisierungsanlage.

Zur Verringerung der viel grösseren Menge Rechengut wurde 1985 die Rechengutwaschpresse installiert. Mit dieser Anlage werden organische Stoffe ausgewaschen und die übrig bleibenden Grobstoffe gepresst und dadurch entwässert.

Auch in den folgenden Jahren bis heute wurde die Anlage immer wieder den neuen Anforderungen angepasst.

1.   Betrieb der Frischschlamm Hygienisierungsanlage 1985 - 2003

Die Frischschlamm Hygienisierungsanlage wurde 1985 gebaut und in Betrieb gesetzt. Durch eine Vernehmlassung des Bundesrates darf Klärschlamm in flüssiger Form, ab dem Donnerstag, 1. Mai 2003 in der Landwirtschaft, nicht mehr verwertet werden. Am Montag, 2. Juni 2003 können wir aufgrund dieser Vernehmlassung die Schlammhygienisierung ausser Betrieb setzten.

Die neu eingebaute Hygienisierung Pumpen mit Aussenkammer und Innenkammer Hygienisierung Blindschaltbild

Die neue Hygienisierungsanlage
mit den 2 Umwälzpumpen der
Aussenkammer und Innenkammer
am 28.04.1999

Die Hygienisierungsanlage mit
Blindschaltbild der Steuerung
am 28.04.1999

2.   Erneuerung der Belüfter in der Biologischen Reinigung 1985

In der biologischen Reinigungstufe wurde die Steuerung für den Luftsauerstoffeintrag der Belebtschlammbecken modernisiert. Es wurden die Keramikkerzenbelüfter durch effizientere feinblasigere Membranbelüfterteller ersetzt. In den Nachklärbecken stand die Erneuerung der Kettenräumer im Vordergrund.

Die neu eingebauten Membran Teller Belüfter Membranbelüfter in Funktion

Die neu eingebauten Membran Teller Belüfter
ersetzten die Keramikkerzen
am 14.04.1985

Membranbelüfter in Funktion
am 14.05.2005

3.   Neubau Faulschlammentwässerung 1987

Bei den Erweiterungen im Betriebsjahr 1987 wird die Faulschlamm-Entwässerungsanlage hinzugefügt. Von 1987 bis im Jahre 1997 wurde der Faulschlamm mit einer Siebbandpresse entwässert. Im Betriebsjahr 1998 ist dieser Anlageteil aus Kapazitätsgründen durch eine Hochleistungszentrifuge (Dekanter) ersetzt worden.

Dieser Anlageteil wird als autonome SPS Vorortsteuerung gebaut und 16 Betriebsjahre lang bis 2014 betrieben.

Entwässerungsanlage mit Flockungsmittelpumpe und Nachverdünnung Faulschlamm Entwässerung befüllte Mulde bereit zum Transport

Entwässerungsanlage mit Flockungsmittelpumpe
und Nachverdünnungs-Anlage
am 14.04.2005

Faulschlamm Entwässerung befüllte
Mulde bereit zum Transport
am 14.05.2005

Im Betriebsjahr 2014 wird die veraltete Vorort SPS Steuerung Faulschlamm Hochleistungszentrifuge durch eine neue Schaltanlage mit neuer Vorort SPS ersetzt. Aus energietechnischen Überlegungen wird das Verfahren bremsen der Austragschnecke mit der Wirbelstrombremse umgebaut.

Die Zentrifugentrommel wird wie bis heute von einem Elektromotor mit Frequenzumrichter angetrieben. Neu wird die Austragschnecke ebenfalls mit einem Elektromotor mit Frequenzumrichter um die Differenzdrehzahl langsamer angetrieben. Mit diesem Verfahren kann ein Teil der Energie die mit der Wirbelstrobremse vernichtet wurde eingespart werden.

Zusätzlich wird die modernisierte Steuerung via Glasfaserkabel ins Prozessleitsystem (PLS) eingebunden.

4.   Einbau der Überschussschlamm Eindickungsanlage 1994

Die grossen Probleme mit der zunehmend schlechteren Absetzung des Überschussschlammes in der mechanischen Reinigungsstufe rufen nach einer Lösung. Abhilfe konnte einzig der Verfahrensschritt Überschussschlammeindickung mit Austrag direkt zum Primärschlamm in die Frischlammschächte. Dieser Anlageteil wurde als autonome SPS Vorortsteuerung gebaut und 18 Betriebsjahre lang bis 2012 betrieben.

UESS Eindickung Dekanter UESS Eindickung Blindschaltbild

UESS Eindickung Dekanter
am 10.12.2010

UESS Eindickung Blindschaltbild
am 11.12.2010

Betriebsjahr 2012 Modernisierung der Vorort SPS Steuerung ÜSS-Eindickung Hochleistungszentrifuge mit Bremsmotor.
Zusätzlich wurde die modernisierte Steuerung via Ethernetkabel ins Prozessleitsystem (PLS) eingebunden.

Da dieser Anlageteil im 24 Stundenbetrieb steht kann durch den Einbau von "Power Plates" Wehrscheiben auf der Zentratseite der Zentrifuge ein beträchtlicher Teil Energie eingespart werden.

5.   Einbau der Schlammsiebung Strainpress 1998

In der Schlammbehandlung bauten wir 1998 eine Schlammsiebanlage (Strainpress) ein. Mit diesem Anlagenteil können feinere Grobstoffe (Wattestäbchen, Haare und Borsten) aus dem Schlamm entfernt werden.

Strainpress SP4

Schlammsiebanlage Strainpress SP4
vor dem Einbau
am 14.05.1998

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Ausbau Belebtschlammbiologie 2004 - 2008

Auf der ARA Untermarch in Lachen wird die Abwasserstrasse erweitert und zum Teil erneuert. In diesem Zusammenhang werden die gesamten Mess- Steuer- und Regeltechnik Anlagen (MSRE) erneuert. Alle Schaltanlagen im Betriebsgebäude und der Schlammbehandlung werden ersetzt.

Diese drei Standorte erhilten jeweils eine Bedienstation mit 2 Bildschirmen für die Bedienung Prozessleitsystem (PLS). Für diese drei Anlageteile werden neue Schaltanlagen gebaut.


Der alte Kommandoraum mit Blindschaltbild im Vergleich zu den 3 neuen Bedien- und Leitsystemen


Der alte Kommandoraum mit Schaltpult und Leuchtschaltbild Prozessleitsystem in der UV200 bei der Inbetriebnahme

Der alte Kommandoraum mit Schaltpult
Bedienschaltern und Animations Blindschaltbild
am 27.08.2005

Prozessleitsystem in der UV200
Die neue Bedienstation mit 2 Bildschirmen
am 11.02.2006

PLS Leitsystembild Abwasser PLS Leitsystembild Faulung PLS Leitsystembild Energie PLS Leitsystembild Energie

PLS Leitsystembild Abwasser

PLS Leitsystembild Faulung

PLS Leitsystembild Energie

PLS Leitsystembild Hilfsbetriebe

PLS Leitsystembild Übersicht PLS Leitsystembild Fernwirken PLS Leitsystembild PS-Hafen Betriebsdaten-Diagramm Zulauf

PLS Leitsystembild Übersicht

PLS Leitsystembild Fernwirken

PLS Leitsystembild PS-Hafen

Betriebsdaten-Diagramm Zulauf


Die Bedienstationen UV-100 Mechanische Reinigung und UV300 Schlammbehandlung Reinigung sind für den redundanten Betrieb vorgesehen.

In den Anlageteilen:

Die bestehenden Vorort SPS Systeme sowie die Schaltanlagen werden modernisiert oder ersetzt.

Die Verfahrenstechnische Ausrüstung der ARA Untermarch sieht nach erfolgtem Ausbau wie folgt aus:
(Stichwortartige Zusammenfassung)

Das SPS-PLS Konzept zeigt die vorgesehenen Systeme. Es sind 5 Unterverteilungen mit Prozessteuerungen sowie die Kopfstation für die Bewirtschaftung der Aussenbauwerke. Bei der Kopfstation ist keine Software für die Bewirtschaftung vorgesehen. Diese wird zu einem späteren Zeitpunkt, zusammen mit der Aufschaltung der Aussenbauwerke erstellt.

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