ABWASSEREINIGUNG FALKENSTEIN
- eine gemeinsame Regionale Lösung

Ausbauprojekt

Ausgangslage

Die ARA Falkenstein in Oensingen steht 1976 in Betrieb und reinigt aktuell die Abwässer von 10 Verbandsgemeinden. Zusätzlich werden die Abwässer von zwei Grosseinleitern mit separaten Frachtverträgen und eigenen Vorbehandlungsanlagen behandelt. Die ARA verfügt heute über eine Reinigungs-Kapazität von rund 35'000 Einwohnerwerten (EW). Aktuelle Werte der letzten Jahre zeigen Spitzenbelastung bis zu 49'000 EW, welche die heutige ARA nur mit grossem Aufwand und teilweiser Überschreitung der Einleitbedingungen bewältigen kann.

Nach insgesamt 45 Betriebsjahren und über 25 Jahren seit den letzten grösseren Ausbauetappen muss die ARA Falkenstein aus nachfolgenden Gründen ausgebaut und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht werden:

  • Kapazitätsgrenze und Leistungsfähigkeit sind erreicht, somit Schaffung grösserer Kapazitäten für die Bevölkerungsentwicklung und den geplanten Ausbau bei der Bell Schweiz AG.
  • Mit der Änderung des Gewässerschutzgesetzes muss die Anlage als eine von ca. 100 ARA in der Schweiz eine Stufe zur Elimination von Mikroverunreinigungen, resp. Spurenstoffen (EMV) nachrüsten.
  • Es stehen umfangreiche Werterhaltungsmassnahmen und Betriebsoptimierungen an.
  • Anfrage der Gemeinde Niederbipp für Anschluss an den Zweckverband ARA Falkenstein

Aus diesen Gründen hat der Zweckverband beschlossen, ein umfassendes Ausbauprojekt auszulösen. Dabei wurde ergänzend und auf Anfrage von Niederbipp anhand einer Machbarkeitsabklärung aufgezeigt, dass ein möglicher Anschluss der Gemeinde Niederbipp eine allseitige vorteilhafte Lösung darstellt, welche sich auch positiv auf den Gewässerschutz auswirkt und zu tieferen spezifischen Kosten führt.

Mit der Verbandserweiterung durch Niederbipp wird eine Anschlussleitung mit Pumpwerk ans Kanalnetz in Oensingen erforderlich. Nach erfolgter Erstellung gehen diese Bauwerke und der heutigen Gemeindekanal durch Oensingen kostenlos ins Verbandseigentum über. Dazu liegen entsprechende Absichtserklärungen vor. Diese Aktion folgt der bisherigen Praxis (zB. Welschenrohr), dass ein Anschluss-Kanal bei einer Nutzung durch zwei und mehr Gemeinden bis zum Übergabepunkt zum Verbandskanal wird.

Projektbeschrieb

Die folgende Grafik zeigt das Einzugsgebiet der ARA Falkenstein sowie wichtigsten Elemente des Ausbauprojekts:

Projekt-Elemente Zweckverband ARA Falkenstein

Ausbaugrösse

Die neue ARA Falkenstein wird auf eine maximale Abwassermenge von 520 l/s und eine biochemische Belastung von umgerechnet 66’500 Einwohnerwerten ausgelegt. Dies entspricht der prognostizierten Belastung im Jahr 2050. Im Vergleich zur Belastung bei Inbetriebnahme mit über 50'000 Einwohnerwerten ergibt dies eine Reservekapazität von über 15'000 Einwohnerwerten für ein mögliches regionales Wachstum. Der eingerechnete Anteil von Niederbipp beträgt darin 9'100 Einwohnerwerten und 60 l/s. Ebenso eingerechnet sind die zukunftsgerichteten Kontingente der beiden Grosseinleiter Bell Schweiz AG, Oensingen und Swiss Quality Paper, Balsthal.

Verfahrenskonzept

In einem umfangreichen Systemvergleich für die Biologische Stufe als eigentliches Herzstück der ARA wurde die Membrantechnologie (MBR) als das nachhaltigste Verfahren bestimmt. Obwohl es in der Anschaffung als auch im Betrieb teurer zu stehen kommt als konventionelle Verfahren, kann damit ein erheblicher Mehrwert für den Gewässerschutz geschaffen werden. Die feinporige Abtrennung in der Hohlfasermembrane sorgt für eine weit bessere Ablaufqualität als gesetzlich gefordert. Damit kann ein nachhaltiger Beitrag an einen weitergehenden Schutz des Oberflächen- und Grundwassers der Region geleistet werden.

Schema Leistungsfähigkeit Membranverfahren im Vergleich zu anderen Filtrationsverfahren

Verfahrenskonzept

Membrantechnik: Schema / Modul in leerem Becken / Montagevorgang

Die Stufe zur Elimination der Mikroverunreinigung kann damit elegant mit einer Direktdosierung von Pulver-Aktiv-Kohle (PAK) in die Membranbiologie kombiniert werden. Dazu ist nur ein Lagersilo mit entsprechenden Dosiereinrichtungen erforderlich.

Mit dem gewählten Anlage- und Verfahrenskonzept ergeben sich folgende Mehrwerte:

  • Verbesserte Leistungsfähigkeit bei der Abwasserreinigung weit über die gesetzlichen Vorgaben hin-aus mit erhöhtem Rückhalt von Spurenstoffen, Viren, Bakterien und Microplastik
  • Einhaltung der verfügten Stickstofflimitierung gegenüber der Dünnern und dem Grundwasser mit einer separaten Rücklaufbehandlung
  • Einfache Verfahrenskombination mit Integrierung in die bestehende Bausubstanz ohne Beckenneu-bauten
  • Einhausung mit einer Halle zum Schutze der Anlageteile vor Witterungseinflüssen, weniger Lichteinfall zur Eindämmung des Algenwachstum, Langlebigkeit der teuren Membranmodule
  • Nutzung der Überdachung für Eigenstromproduktion mit Photovoltaikmodulen zur Kompensierung des Mehrstrombedarfes
  • Nutzung der bestehende Weiher zur Retention und Versickerung von Meteorwasser zur Entlastung der Dünnern bei Starkregenfällen.
  • Entlastung des Bipperkanals und der Dünnern durch Ableitung des Niederbipper Abwassers zur ARA Falkenstein mit Durchlaufen der Stufe zur Elimination von Spurenstoffen.
  • Zusätzliches Abwasser aus Niederbipp erhöht die Gasproduktion und verbessert die Energiebilanz.

Das vorliegende Bauprojekt gliedert sich in folgende Haupt-Projektelemente:

  • Erneuerung der Vorreinigung mit Rechen und Sandfang
  • Umbau der Biologiestufe mit Integration der Membrantechnik und Pulveraktivkohle-Zugabe
  • Einhausung der biologischen Stufe mit einer Witterungsschutzhalle aus Holz.
  • Dachabdeckung mit Photovoltaikanlage
  • Stickstoff-Eliminationsanlage (Anammox)
  • Werterhaltungs- und Optimierungsmassnahmen

Aufgrund des kompakten Reinigungsverfahrens kann die ARA Falkenstein auf der heutigen Parzelle der ARA ohne zusätzlichen Landbedarf und Beckenneubauten erstellt werden.

Situation heutige ARA mit Abwasserfluss

Situation ARA Erdgeschoss mit Ausbaumassnahmen (rot)

Situation ARA mit Dachaufsicht und Ausbaumassnahmen (rot)

Visualisierungen

Die gesamte Planung erfolgt in einem digitalen BIM-Modell (building information modeling). Dies erlaubt neben einem besseren Anlageverständnis und einer zentralen Planungsbasis, eine realitätsnahe Veranschaulichung der Machbarkeiten und der komplexen Bauabläufe innerhalb der zum Teil engen Platzverhältnisse. Verschiedene Visualisierungen aus dem digitalen Modell sind nachfolgend dargestellt.

Visualisierung umgebaute ARA Falkenstein mit Wetterschutzhalle, PAK-Silo und Photovoltaik-Anlage

Visualisierte Sicht in neue Wetterschutzhalle über Membranbecken (heutige Nachklärung)

Längsschnitte durch Abwasserbecken mit neuer Wetterschutzhalle

Video: Flug durch das Modell

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