[+] einer Unterrichtseinheit, PDF-Datei - hanseWasser

Alles im Fluss
Unterrichtsmaterialien zur
Abwasserentsorgung in Bremen

INHALT
Einführung
Modul 1 Herkunft und Arten des Abwassers 4
Modul 2 Der Weg des Abwassers zur Kläranlage 7
Modul 3 Die Abwasserreinigung in einer Kläranlage 10
Modul 4 Die Entsorgung des Klärschlamms 13
Herausgeber:
hanseWasser Bremen GmbH
Schiffbauerweg 2
28237 Bremen
Telefon 0421 988 1111
Fax 0421 988 1911
kontakt@hanseWasser.de
www.hanseWasser.de
2. Aktualisierte Auflage, Bremen, April 2011
Die Materialien wurden in der 1. Auflage erstellt von:
econtur – Int. Agentur für nachhaltige Projekte
Sustainability Center Bremen
Jakobistr. 20
28195 Bremen
Tel 0421 66 97 09 56
www.econtur.de
Verfasser: Ernst Zachow
Gestaltung: Marion Heidorn
1. Auflage, Bremen, März 2005
Bildnachweis
hanseWasser 6, 9b, 15d, Folie 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
econtur 9a, 11, 15a, b, c, f
swb 15e
Der Senator für Bau, Umwelt, Verkehr und Europa Folie 2
Alles im Fluss
2

EINFÜHRUNG
hanseWasser bietet seit Jahren bremischen Schulen eine
halbtägige Abwassertour an. Dieses kostenlose Angebot
erfreut sich großer Beliebtheit. Zu Beginn der Tour wird
die Klasse von einem Bus abgeholt. Unter fachkundiger
Leitung wird zunächst das Alte Pumpwerk in Findorff,
anschließend die Kläranlage in Farge besucht. Gegen
Mittag endet die Tour mit dem Rücktransport zur Schule.
Diese Aktivitäten sind durch Unterrichtsmaterialien ergänzend
in der Broschüre „Mit hanseWasser unterwegs!“
beschrieben worden. Das Heft ist allen bremischen
Schulen zugesandt worden.
hanseWasser legt jetzt in einer aktualisierten 2. Auflage
ein Unterrichtspaket mit dem Titel „Alles im Fluss“ vor.
Dieses Material soll in erster Linie jene Gruppen erreichen,
die aus terminlichen oder organisatorischen Gründen
nicht an der Abwassertour teilnehmen können. Ziel ist es,
auch diesen Lerngruppen einen aktuellen und abwechslungsreichen
Unterricht rund um das Thema „Abwasser“
zu ermöglichen. Das Material ist für die Sekundarstufe I
konzipiert. Es besteht aus zwei Teilen:
einer Unterrichtseinheit
einem Foliensatz
Für das Thema „Klärschlamm“ gibt es hier zusätzliche
aktuelle Hinweise.
Auf den Webseiten des Bundesumweltministeriums
und des Umweltbundesamtes werden laufend
aktuelle Dokumente eingestellt.
(www.bmu.de, Stichwort „Klärschlamm“ eingeben;
www.umweltbundesamt.de, Stichworte „Klärschlamm“,
„Kläranlagen“)
Das Umweltministerium Schleswig-Holstein hat
die Studie „Ökobilanzielle Betrachtung von Entsorgungsoptionen
für Klärschlamm im Land
Alles im Fluss
3
Schwerpunkt des Materials ist eine Unterrichtseinheit.
In vier Modulen wird darin der Weg des Abwassers von
seiner Entstehung über Transport und Klärung bis zur
Reststoffbehandlung verfolgt. Die Module bestehen
jeweils aus einer kurzen Einführung in die Inhalte, einem
Vorschlag zum Unterrichtsverlauf und aus Materialien
und Arbeitsblättern für die Schülerinnen und Schüler.
Für die Bearbeitung sind ungefähr 8 Unterrichtsstunden
einzuplanen. Bei der Auswahl der Themen und
Materialien wurde großer Wert auf Anschaulichkeit,
Altersangemessenheit und Methodenvielfalt gelegt. In
den Unterrichtsverläufen sind zahlreiche Arbeitsphasen
integriert, in denen die Schülerinnen und Schüler sich die
Informationen selbst aneignen. Hierfür werden sie unterschiedliche
Arbeitstechniken verwenden. Die Folien vertiefen
wichtige Fragestellungen. Sie sollen vorwiegend
zu Beginn der Unterrichtsstunden eingesetzt werden.
Auf fachliche Hintergrundinformationen konnte hier
weitestgehend verzichtet werden, da diese im Internet
unter: www.hanseWasser.de und dort unter„Wasserwelt/
Unterrichtsmaterialien“ abrufbar sind. Dort befinden sich
auch Hinweise auf weiterführende Literatur.
Viele weitere anregende Informationen sind auf der Internetseite
unter www.hanseWasser.de im Bereich „Wasserwelt“
zusammengestellt.
Schleswig-Holstein“ publiziert. Die allgemeinen Teile
sind verständlich formuliert und für den Unterricht
geeignet.
(www.schleswig-holstein.de, Suchworte „Ökobilanz“
und „Klärschlamm“).
Zusätzlich sind auf der Internetseite der DWA (Deutsche
Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.)
www.dwa.de unter dem Suchbegriff „Klärschlammentsorgung“
mit dem Text: „DWA-Positionen zur Klärschlammentsorgung“
aktuelle Informationen zum Thema erhältlich.

UNTERRICHTSVERLAUF
MODUL
HERKUNFT UND ARTEN DES ABWASSERS
Im Mittelpunkt des ersten Unterrichtsmoduls stehen
die Abwasserarten und die täglich anfallenden Abwassermengen.
Als Abwasser wird das Schmutzwasser aus
Haushalten und Gewerbebetrieben sowie das Regenwasser
bezeichnet. Zu Beginn der Unterrichtseinheit
wird der häusliche Wasserverbrauch untersucht und somit
eine Anknüpfung an das persönliche Erfahrungsfeld
der Schülerinnen und Schüler vorgenommen. Es folgt die
Betrachtung des Abwassers aus Industrie und Gewerbe.
Dies wird exemplarisch am Beispiel eines wollverarbeitendenUnternehmens
durchgeführt. Hier – wie auch bei
allen anderen Unternehmen - müssen auf Grund der
spezifischen Produktionsbedingungen und Materialein-
LEHRERAKTIVITÄT SCHÜLERAKTIVITÄT MATERIAL
1 Einstieg: Präsentation einer Literflasche mit Wasser
Einstiegsfrage: Wie viel Wasser verbrauchen wir am Tag?
Tafelanschrieb und Verdeutlichung der (vermutlich
hohen) Spannbreite
Aktuelle Zahl: 127 Liter
Frage: Für welche Zwecke wird diese Menge verwendet?
2
3
4
Tafelanschrieb mit Verwendungszwecken, evtl. Veranschaulichung
durch Zeichnungen, Vervollständigung
(siehe Folie)
Differenzierung nach Verwendungszwecken
Aufgabe: Verteilt die Tagesmenge von 127 Litern auf die
Verwendungszwecke und erstellt eine Rangliste.
Tafelanschrieb mit ausgewählten Daten und Extremwerten
Präsentation der offiziellen Daten (Folie 1 )
Fazit: Nach seiner Nutzung wird aus Trinkwasser
Abwasser. Haushaltsabwasser ist die erste Abwasserart.
Präsentation des verschmutzten Wassers
Frage: Wo fällt noch Abwasser an?
Fazit: Abwasser aus Industrie und Gewerbe ist die zweite
wichtige Abwasserart.
Präsentation der großen Einleiter
Frage: Was geschieht mit dem Regenwasser?
Präsentation: Straßenüberflutung
Wissenstand der Schüler erheben
Aufgabe: Bearbeitet die Materialien M 2 und M 3.
Auswertung
Alles im Fluss
4
Schüler nennen spontan
einige Zahlen.
Unterrichtsgespräch
Schüler nennen
Verwendungszwecke.
Unterrichtsgespräch
Kurze Stillarbeitsphase: Schüler
erstellen eine Rangliste
und schätzen die Mengen.
Schüler nennen ihre Daten.
Diskussion
1 Literflasche,
Wasser
Schüler nennen Stichworte
(Öffentliche Gebäude wie
Schulen, Autowaschanlagen,
Kühlwasser für Kraftwerke...).
Unterrichtsgespräch Folie 2
Unterrichtsgespräch
Stillarbeit: Schüler bearbeiten
M 2 und M 3
Unterrichtsgespräch
Zusammenfassung Unterrichtsgespräch
sätze individuelle Lösungen bei der Abwasserbehandlung
gefunden werden. Im letzten Schritt wird das Regenwasser
in die Untersuchung einbezogen. Bremen verfügt über
zwei Abwasserableitungssysteme. In den randlichen
Bereichen werden Schmutzwasser und Niederschlagswasser
getrennt abgeleitet. Daher spricht man hier von einem
Trennsystem. In den zentralen Bereichen dominiert ein
Mischsystem. Durch aufwändige Baumaßnahmen wurde
in den 80er Jahren das Kanalsystem erheblich erweitert.
Dennoch kann es zu Problemen bei der Abwasserführung
kommen, wenn nämlich in einem kurzen Zeitraum
extrem viel Regen fällt. Auch mit dieser Problematik wird
sich die Lerngruppe befassen.
Evtl. Zeichnungen
der Verwendungszwecke
Folie 1
1 Literflasche mit
verschmutztem
Wasser (z.B. mit
Spülwasser)
Folie 3
(Aktualisierung
durch Zeitungsberichte
„Das war
das Bremer Wetter
im...“)
M 2 und M 3

Industrielle Abwasserentsorgung
Industrie- und Gewerbebetriebe benötigen für ihre
Produktionsprozesse mitunter große Mengen Wasser.
Hier fällt also Abwasser an, und das in erheblichem
Umfang. Je nach Art des Produktionsprozesses ist das
Abwasser mehr oder weniger stark belastet – mit ganz
unterschiedlichen Stoffen. Diese Betriebe tragen für
die Umwelt daher eine besondere Verantwortung.
Ein Wollkämmereibetrieb als Beispiel eines industriellen
Abwassererzeugers
Eine Wollkämmerei verarbeitet Schafwolle, die so genannte
Schurwolle. Die Rohwolle stammt dabei zum
Beispiel aus Australien, Neuseeland, Südafrika oder
Südamerika. In der Wollkämmerei wird die Wolle
zunächst gewaschen und gekämmt. Danach wird sie
zu Bändern verarbeitet und auf Spulen gewickelt, um
dann an Spinnereien in der ganzen Welt geliefert zu
werden. Aus dem Material, das in der Fachsprache
„Kammzug“ genannt wird, produzieren die Spinnereien
feine Kammgarne. In weiteren Verarbeitungsstufen
entsteht daraus hochwertige Oberbekleidung – entweder
aus reiner Schurwolle oder aus wollhaltigen
Mischungen.
Schafwolle – ein Naturprodukt mit unerwünschten
„Zugaben“
Die Verarbeitung des Naturprodukts Schurwolle ist
aufwändig. Die Schafe halten sich überwiegend im
Freien auf und kommen dabei mit einer ganzen Menge
an Stoffen in Berührung, die sich dann in der Wolle
anreichern. In der Rohwolle findet sich ein Gemisch
von Substanzen, die die Schafe im Laufe eines Jahres
bis zur Schur in ihrer Umgebung aufsammeln oder
selbst absondern: Sand, Erde, aus den Talgdrüsen der
Haut stammendes Wollfett, Schweißsalze sowie Kot
und Harn. Diese Stoffe müssen zunächst von der
Wollfaser abgelöst werden. Ein zusätzliches Problem
sind die Reste von Schädlingsbekämpfungsmitteln,
mit denen die Farmer Schafe behandeln, um sie vor
Parasitenbefall zu schützen.
Bei der Wollwäsche wird viel Wasser verbraucht
Zentraler Arbeitsschritt in einer Wollkämmerei ist daher
die Wollwäsche, für die sehr viel Wasser benötigt
wird. Daraus wird am Ende des Produktionsprozesses
eine entsprechend große Menge an Abwasser, in
dem sich die aus der Wolle herausgelösten Stoffe
angereichert haben. Ein Beispiel: Bei der Bremer
Woll-Kämmerei AG, die von 1884 bis 2009 in Bremen-
Blumenthal produzierte, waren es rund 650 000 m 3
pro Jahr. Wollkämmereien zählen damit zu den
großen industriellen Wasserverbrauchern. Viele
Betriebe haben jedoch in den vergangenen Jahren
Alles im Fluss
5
Modul 1
M 1
ihren Verbrauch reduziert. Dies geschieht zum Teil
dadurch, dass ein Teil des Wassers nach Gebrauch
wiederverwendet wird. Für ein Kilogramm Kammgarn
braucht eine Wollkämmerei heute rund 15 Liter Frischwasser.
Früher waren es etwa dreimal so viel.
Was geschieht nun mit dem Abwasser?
Die Abwasserbehandlung ist für Wollkämmereien ein
großes Problem. Viele Jahrzehnte gelangten die Abwässer
nur unzureichend geklärt in die Flüsse und trugen
erheblich zu ihrer Verschmutzung bei. Nach modernen
ökologischen Maßstäben waren das Reinigungsverfahren
und die Schadstoffmengen irgendwann nicht
mehr vertretbar. Viele Wollkämmereien haben daher
in den vergangenen Jahrzehnten neue Abwasserbehandlungssysteme
errichtet – einige davon sogar
vollbiologische Kläranlagen. Die Leistungsfähigkeit
und die Umweltverträglichkeit der Abwasserbehandlung
hat sich dadurch erheblich verbessert.
Eine Messgröße ist dabei der so genannte „Biologische
Sauerstoffbedarf“ (BSB). Der BSB ist ein Maß für die
Menge an Sauerstoff, die von Mikroorganismen – vor
allem Bakterien – verbraucht wird, um die im Abwasser
enthaltenen organischen Stoffe zu Kohlendioxid und
Wasser abzubauen. Je höher ein BSB ist, desto stärker
ist ein Gewässer belastet. Oder besser formuliert: Die
Bakterien verbrauchen bei diesem Abbauprozess hohe
Mengen an Sauerstoff – und das kann fatale Folgen für
die Fische in einem Gewässer haben.
Regelungen bei der Einleitung von Schadstoffen
Die Einleitung von Schadstoffen ist genehmigungspflichtig,
genauso wie die Menge an Abwasser. hanse-
Wasser kontrolliert, ob die Betriebe mit ihren Werten
unter den Grenzwerten bleiben. Zudem arbeiten die
Experten von hanseWasser gemeinsam mit den
Betrieben laufend an der Weiterentwicklung der
Reinigungsmechanismen, um die Umwelt zu schützen.
Aufgaben:
1. Beschreibe mit eigenen Worten die Umweltprobleme
bei der Bearbeitung der Rohwolle.
2. Verschaffe dir eine Vorstellung über die Menge des
Wasserverbrauchs bei einer Wollkämmerei. Wie viel
Wasser würde euer Klassenraum fassen und wie oft
müsste er gefüllt werden, um die früher von der Bremer
Woll-Kämmerei benötigte Wassermenge zu erreichen?
3. Setze den Weg des Produkts Rohwolle (vom Schaf bis
zum Kammgarn) in ein Schaubild um. Berücksichtige
dabei die Abwassersituation.

Zahlreiche Keller und Tunnel nach Gewitter
voll gelaufen
Straßen teilweise gesperrt / Feuerwehr rund 24 Stunden
im Einsatz
Die heftigen Regenfälle während eines Gewitters am
Freitagabend haben in Bremen zu erheblichen Verkehrsbehinderungen
geführt, nachdem einige wichtige Straßentunnel
voll gelaufen waren. Auch für etliche Hausbesitzer
brachte das erste schwere Gewitter des Jahres
Verdruss, in ihren Kellern stand einmal mehr das Wasser.
Die Eisenbahnunterführungen Steubenstraße und
Sebaldsbrücker Heerstraße/Zeppelinstraße mussten für
den Verkehr gesperrt werden, zeitweise hatten sich dort
Wasserstände von mehr als einem Meter Höhe gebildet.
Ebenfalls beeinträchtigt war nach Mitteilung der Polizei-
Pressestelle der Verkehr in der Eisenbahnunterführung
Schwachhauser Heerstraße sowie im Fußgängertunnel
am Sebaldsbrücker Bahnhof.
Für die Feuerwehr bedeuteten die heftigen Regenfälle
jede Menge Arbeit, 75 Einsatzkräfte mit 15 Fahrzeugen
wurden zu rund 40 Hilfsleistungseinsätzen gerufen.
Besonders zahlreiche Keller standen in den Stadtteilen
Findorff, Schwachhausen, Vahr und Osterholz unter
Wasser. Mit Tauchpumpen und Nasssaugern wurden
die Räume vom Wasser befreit. Zum Einsatz kamen die
Kräfte der Feuerwehren 1, 2, 3, 4 und 5 sowie die Freiwilligen
Feuerwehren Mahndorf, Oberneuland, Osterholz
und Lehesterdeich. Das Abpumpen der voll gelaufenen
Niederschlagsmengen in bremischen
Stadtteilen am 4.6.2004
Holterfeld 42,3 mm
Oslebshausen 29,0 mm
Findorff 42,4 mm
Altstadt 21,6 mm
Neustadt 9,9 mm
Lesum 8,5 mm
Vegesack 4,0 mm
(Quelle: Auszug aus der Niederschlagsstatistik von
hanseWasser)
Alles im Fluss
6
M 2
Keller durch die Feuerwehren dauerte den gestrigen Tag
über an.
Übrigens: Die Einsätze der Feuerwehr sind kostenpflichtig.
Nur wenn der Senat eine Katastrophenlage ausruft,
rücken die Wehren ohne Berechnung an. Wohl dem
Hausbesitzer, der gegen solche Naturereignisse
versichert ist.
Quelle: Kurier am Sonntag, 6.6.2004
Modul 1
Straßenüberflutung in Hemelingen mit blockierter
Straßenbahn
Modul 1
M 3
Aufgaben:
1. Bearbeite die Materialien M 2 und M 3 . Welche abwassertechnischen
Probleme werden hier angesprochen?
2. Die Ereignisse fanden am 4. Juni 2004 statt. Der
Durchschnittswert für Bremen betrug an diesem Tag
6,3 mm Niederschlag. Das ist nicht übermäßig viel.
Warum ist es dennoch zu diesen problematischen
Situationen gekommen?
3. Wer hat ähnliche Situationen wie im Zeitungsartikel
beschrieben schon einmal miterlebt? Berichte darüber.

DER WEG DES ABWASSERS ZUR KLÄRANLAGE
In diesem Abschnitt stehen die Wege des Schmutzwassers
und des Regenwassers bis zur Kläranlage im Mittelpunkt.
Zunächst werden die Anforderungen an die
Hausentwässerung betrachtet. Die Schülerinnen und
Schüler werden hierzu eine Planungsskizze anfertigen.
Diese bildet eine Grundlage für die Suche nach Lösungen
für das im ersten Modul angesprochene Problem der
Kellerüberflutungen bei Starkregenereignissen. Im Anschluss
an diesen Schritt werden die Schülerinnen und
Schüler den weiteren Weg des Abwassers bis zur Kläranlage
verfolgen. Als Arbeitsgrundlage bietet sich der
1
2
3
Schutz vor nassen Kellern (Lehrerinformation )
Trotz der modernen Abwassersysteme in Bremen können
heftige Regenfälle zu Überschwemmungen im Keller
führen. Die Ursache hierfür sind häufig fehlende oder
veraltete Entwässerungsanlagen auf Privatgrundstücken.
Das häusliche Abwasser kann dann nicht mehr abfließen
und Kanalwasser dringt in den Keller ein. Fachleute sprechen
in dieser Situation von einem Rückstau. Durch den
Einbau eines Rückstauschutzes – was auch gesetzlich
vorgeschrieben ist – kann man sich vor Schäden durch
Überflutung schützen.
Mit Kanalwasser im Haus ist zu rechnen, wenn drei Faktoren
zusammen kommen:
Alles im Fluss
7
MODUL
Abschnitt „Stadt unter der Stadt“ auf der Homepage von
hanseWasser an (www.hanseWasser.de). Die benutzerfreundliche
Gestaltung der Seite spricht die Schülerinnen
und Schüler an und fördert die Kompetenz des selbstorganisierten
Lernens. Die wesentlichen Grundlagen
des Abwassertransports können von ihnen selbstständig
erarbeitet werden. Im letzten Schritt wird gezeigt, dass
durch große Investitionen in das Kanalnetz eines der großen
Umweltprobleme der Vergangenheit – die Belastung
der Gewässerökosysteme als Folge der Beanspruchung
von Notüberläufen – deutlich entschärft werden konnte.
LEHRERAKTIVITÄT SCHÜLERAKTIVITÄT MATERIAL
Präsentation: Verschmutztes Wasser
Fragen: Was geschieht mit dem Wasser? Wohin
fließt es?
Aufgabe: Planung der Hausentwässerung und
Anschluss an das städtische Kanalnetz
Idealtypisches Modell der Hausentwässerung wird
gezeigt (Folie 4).
Erinnerung an den Zeitungsartikel (M 2 „vollgelaufene
Keller“)
Ausgangsfrage: Wie können sich Haushalte vor dieser
Gefahr schützen?
Erläuterung zu der Problemstellung (Folie 5)
Aufgabe: Erforscht den weiteren Weg des Abwassers
bis zur Kläranlage.
Vorstellung der Internet-Seite (www.hanseWasser.de
„Stadt unter der Stadt“)
Aufgabe:
a. Erläutert die Begriffe Mischsystem, Pumpwerk,
Steuerbauwerk, Hauptpumpwerk, Wasserschloss, Abwassertunnel
West, Notüberlauf, Weserdüker.
b. Entwerft ein Quiz mit 10 Fragen zu dieser Thematik
und setzt es bei Mitschülern oder Eltern ein.
(Nicht vergessen: Auswertung des Quizzes)
Stichworte Kanalisation, Kläranlage
Gruppenarbeit: Schüler bearbeiten
M 4 (auf Leerfolien kopiert).
Schüler erläutern ihre Ergebnisse.
Kurze Diskussion
Unterrichtsgespräch
Unterrichtsgespräch M 5
Schüler erforschen den weiteren
Weg des Abwassers selbstständig.
Sie lernen dabei Schlüsselbegriffe
kennen und vertiefen ihr Wissen
durch die Konzeption eines Quizzes.
Literflasche mit
Schmutzwasser
aus Modul 1
M 4
Leerfolien,
Folienstifte
Folie 4
Folie 5
Rechner mit
Internet-Anschluss
Folie 6
4 Problematisierung des Aspekts „Notüberläufe“ Schüler bearbeiten M 6. M 6
5 Zusammenfassung Unterrichtsgespräch Folie 6
Modul 2
M 5
1. Zum einen, wenn die Räume Abflüsse haben, die
tiefer liegen als die sogenannte Rückstauebene.
Mit diesem Begriff wird die Obergrenze des zulässigen
Wasserstandes in der Kanalisation bezeichnet.
Sie entspricht der Straßenoberkante.
2. Zum anderen muss der Kanal auch wirklich voll
sein, das heißt die Regenfälle müssen den Wasserstand
bis zur maximalen Grenze getrieben
haben. Dies ist bei längeren wolkenbruchartigen
Niederschlägen nicht auszuschließen.
3. Es fehlt ein wirksamer Rückstauschutz.
UNTERRICHTSVERLAUF

Planungsskizze Hausentwässerung
Aufgabe:
Entwerft für dieses Haus ein Kanalsystem. Stellt die
Verbindung zum Hauptkanal her und berücksichtigt bei
Eurer Planung auch den Abtransport des Regenwassers.
Alles im Fluss
8
Modul 2
M 4

Notüberläufe –
ein Umweltproblem der Vergangenheit?
Ein großes Umweltproblem war in der Vergangenheit
die häufige Beanspruchung von Notüberläufen bei
starken Regenschauern. Das Kanalsystem konnte die
Wassermengen nicht mehr fassen und ein Gemisch
aus Regenwasser und Schmutzwasser ergoss sich in die
Gewässer. Besonders in den kleinen Gewässern kam es
auf Grund des schnell absinkenden Sauerstoffgehalts zu
Fischsterben. Ein Ausschnitt aus einem Zeitungsbericht
aus dieser Zeit spiegelt die Stimmung bei der betroffenen
Bevölkerung wider.
Bauern und Umweltschützer einig gegen Notüberläufe
Seltsame Allianz im Kongreßsaal der Stadthalle: Landwirte
aus dem Blockland, Grüne, Vertreter von Umweltinitiativen
wie Robin Wood und die Spitze des Deichverbandes am
rechten Weserufer fechten gemeinsam gegen die weiter
unbefristete Genehmigung von Notüberläufen des bremischen
Kanalsystems. Während eines Erörterungstermins
lehnten sie gemeinsam das Ansinnen der Baubehörde ab,
unbefristet weiter Schmutzwasser in die Kleine Wümme
und das Maschinenfleet einleiten zu dürfen. Seit Jahren
häufen sich die Proteste aus Kreisen der Landwirtschaft
und der Umweltgruppen. Bis 1986 gab es 25 Notüberläufe,
aus denen übers Jahr eine Million Kubikmeter Mischwasser
in die Vorfluter flossen. Insbesondere den Bauern aus dem
Blockland erscheint die weitere Genehmigung der Notüberläufe
wie ein Schildbürgerstreich. Ihre Vertreter wiesen
gestern auf zahlreiche Bestimmungen hin, durch die sie
gezwungen seien, auf die Gesundheit ihres Viehbestandes
zu achten. Wenn dann aber gleichzeitig erlaubt werde,
daß ihre Ländereien und vor allem die Viehtränken im
Blockland mehrmals im Jahr durch ungeklärte Abwässer
und Fäkalien überschwemmt würden, dann passe das
nicht zusammen.
Weser Kurier 8.11.1988
Das bremische Kanalsystem wurde in den Folgejahren
grundlegend saniert und ausgebaut. Der Bau umfasste
44 Einzelmaßnahmen und bestand aus drei großen
Schwerpunkten. Es wurde eine Reihe von zentralen
Abwasserkanälen und Sammlern neu errichtet. Zu diesen
Maßnahmen gehört auch der Bau des Abwassertunnels
West. Darüber hinaus wurde die Steuerungstechnik
modernisiert. Kurzfristig nicht abzuleitende Wassermengen
können seitdem im unterirdischen Kanalsystem
zwischen gespeichert werden. Schließlich wurden oberirdische
Rückhaltebecken eingerichtet. Hierzu gehört das
große Becken auf dem Gelände am Müllheizkraftwerk.
Das Rückhaltevolumen wurde durch diese Bauwerke
erheblich vergrößert und die zahlenmäßig stark reduzierten
Notüberläufe treten nur noch selten in Funktion.
Alles im Fluss
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Modul 2
Regenrückhaltebecken am Müllheizkraftwerk
M 6
Notüberlauf in die Weser am Bürgerhaus Weserterrassen
Aufgaben:
1. Orientiert Euch im Stadtplan über die Lage der
Gewässer „Kleine Wümme“ und „Maschinenfleet“.
2. Warum sind die Bauern im Blockland von diesem
Problem besonders betroffen?
3. Durch welche Maßnahmen wurde das Problem
entschärft?

Alles im Fluss
10
MODUL
DIE ABWASSERREINIGUNG IN EINER KLÄRANLAGE
grundlegende Kenntnisse über die Reinigung des Abwassers
in einer Kläranlage erwerben. Bremen verfügt
über zwei Kläranlagen in den Ortsteilen Seehausen und
Farge. Sie wurden in den letzten Jahren Schritt für Schritt
modernisiert und arbeiten jetzt nach dem neuesten
Stand der Technik. Beide Anlagen funktionieren nach den
gleichen Prinzipien. Sie verfügen über eine mechanische
und eine biologische Reinigungsstufe. Die chemische
Phosphatfällung - früher auch dritte Reinigungsstufe genannt
– wird in den modernen bremischen Anlagen mit
biologischen Verfahren durchgeführt und somit in die
zweite Reinigungsstufe integriert. Auf die vorhandenen
Unterschiede in der Anlagentechnik muss in der Unterrichtseinheit
nicht eingegangen werden. Ein wichtiger
Unterschied besteht in der Kapazität. Die Anlage in
Seehausen ist wesentlich größer. Sie verarbeitet täglich
rund 140 000 m3 Abwasser, während es in Farge nur
17 000 m3 sind.
1
2
3
LEHRERAKTIVITÄT SCHÜLERAKTIVITÄT MATERIAL
Einführung: Präsentation der Kläranlagen
Seehausen und Farge
Aufgabe: Schreibt mit Hilfe der Materialien eine
Reportage über eine Kläranlage und setzt dabei
Fotos ein.
(Basisinformationen: Erläuterung von Begriffen
und Prozessen und Abbildungen in M 7 und
M 8, auf die Folien sollte jeder Zeit
zurückgegriffen werden können)
Besprechung der Poster,
Klärung von fachlichen Fragen
4 Zusammenfassung und Hinführung zum
Klärschlamm
UNTERRICHTSVERLAUF Die Schülerinnen und Schüler werden in diesem Modul
Bei der Behandlung des Themas „Klärtechnik“ ist zu
berücksichtigen, dass in dieser Altersgruppe chemische
Grundkenntnisse nicht oder nur in einem geringen Umfang
zu erwarten sind und daher auch das Verständnis
für chemische Prozesse fehlt. Die besondere Herausforderung
dieses Unterrichtsschrittes besteht darin,
das komplexe Geschehen in einer Kläranlage auf die
wesentlichen Aspekte zu reduzieren. Gleichzeitig muss
eine altersangemessene, verständliche und anschauliche
Arbeitsform gewählt werden, die zudem aktives Lernen
ermöglicht. Daher wird vorgeschlagen, dass sich die
Schülerinnen und Schüler in Gruppenarbeit auf der Basis
aussagekräftiger Materialien die notwendigen Kenntnisse
zur Klärtechnik selbst aneignen. In Form eines Posters
sollen sie dann im Folgeschritt die neu gewonnenen
Erkenntnisse verarbeiten und präsentieren.
Unterrichtsgespräch Folien 6,7,8
Kleingruppenarbeit: Erstellen eines
Posters
Schülergruppen stellen ihre Arbeiten
vor.
M 7, M 8
Unterrichtsgespräch Folie 6,7,8

Bilder aus den Kläranlagen
Seehausen und Farge
Farge: Zulauf zum Sandfang Farge: Fett an der Oberfläche des
Vorklärbeckens
Seehausen: Ablauf in die Weser Seehausen: Zentrale Leitwarte
Seehausen: Nachklärbecken Farge: Faultürme
Alles im Fluss
11
Farge: Belebtschlammbecken
M 7
Seehausen: Zulaufrohr Farge: Rechen mit Förderband
Farge: Intensiver Geruch am Ausgang
der Rechenanlge
Mikroorganismen mit Belebtschlamm
Modul 3
Farge: Klärschlammteich

Stichworte zur Abwasserreinigung
in Kläranlagen
FACHBEGRIFF ERKLÄRUNG
Zulaufrohr Tägliche Wassermenge 140. 000 m 3 (Seehausen), entspricht rund einer
Million Badewannenfüllungen
Rechenanlage Entfernung von Feststoffen, leider manchmal für Hausmüll
zweckentfremdet, automatisch arbeitend, erfolgt geruchsabgeschirmt
in einer Halle
Sandfang Sand und kleine Steine setzen sich auf dem Beckenboden ab,
regelmäßige Reinigung des Beckens durch Druckspülung (Seehausen),
Wiederverwendung des Sandes im Straßenbau, Ursache der
Sandfrachten: Mittransport durch Regenwasser
Vorklärbecken Zwei parallele Vorgänge, Entfernung von leichten, ungelösten Stoffen
an der Oberfläche durch Schieber, Beispiele: Fett, Kunststoff; Absinken
schwerer Stoffe, Schlammbildung, Abpumpen und Transport in
Faulbehälter
Mechanische Zusammmenfassender Begriff, Reinigung durch technische Verfahren
Reinigungsstufe
Biologische Unterschiedliche Verfahren in Farge und Seehausen, gleiches
Reinigungsstufe Grundprinzip, Reinigung durch Mikroorganismen, daher biologisch,
Milliarden von Mikroorganismen bilden den Belebtschlamm,
Hauptbestandteile des häuslichen Abwassers: Essensreste, Kohlenstoff,
Stickstoff und Phosphor, Nahrung für Mikroorganismen, Zufuhr von
Sauerstoff. In Seehausen sind Teile der biologischen Reinigungsanlage
überdacht, keine Geruchsbelästigung
Mikroorganismen Winzig kleine Glockentierchen gehören zu den Mikroorganismen, nur im
Mikroskop erkennbar
Nachklärbecken Trennung von gereinigtem Wasser und Belebtschlamm, Schlamm setzt sich
ab, Zurückpumpen in Becken der biologischen Reinigung
Auslauf Rückfluss in die Weser, Dauer des Klärprozesses: Farge ca. 60 Stunden,
Seehausen ca. 45 Stunden
Faulturm Zwischenlager für nicht verwendbaren Schlamm, Einsatz besonderer
Bakterien, Entstehung von zwei Produkten: Methangas zur
Energieerzeugung, Klärschlamm
Klärschlammteiche Zwischenspeicher für den entstandenen Klärschlamm
Zentrale Leitwarte Kontrolle aller Reinigungsvorgänge auf der Anlage, Erfassung sämtlicher
Daten, Steuerung sämtlicher Pumpen und Steuerbauwerke durch
Leitwarte Seehausen, von dort auch Kontrolle der Kläranlage Farge, im
Einsatz rund um die Uhr
Labor Regelmäßige Kontrolle von Proben aus allen Reinigungsstufen, auch
Klärschlammuntersuchungen
Alles im Fluss
12
Modul 3
M 8

ENTSORGUNG DES KLÄRSCHLAMMS
Im Mittelpunkt dieses Moduls steht die Entsorgung des
Klärschlamms. Nach Durchlaufen aller Reinigungsstufen
wird das gereinigte Wasser in die Weser geleitet. Zurück
bleibt eine große Menge an Klärschlamm, die möglichst
umweltgerecht zu verwerten oder zu beseitigen ist.
Bremen praktiziert derzeit zwei Entsorgungswege.
Stoffliche Verwertung:
• die Ausbringung als Dünger in der Landwirtschaft
Thermische Behandlung:
• die Verbrennung in der eigens für diesen Zweck
gebauten Klärschlammverbrennungsanlage in
Hamburg (Monoverbrennung)
• die Mitverbrennung des Klärschlamms in Kraftwerken
• die Mitverbrennung im Müllheizkraftwerk Bremen
Auch beim Thema Klärschlamm sind die Dinge „im
Fluss“: Vorhandene Entsorgungswege wie etwa die Mitoder
Monoverbrennung sind auszubauen, neue sind zu
entwickeln. Hier ist hanseWasser als Dienstleister
gefordert, Möglichkeiten für die Zukunft zu erforschen
und zu evaluieren. Für den Unterricht bietet es sich an,
das Thema – in Ansätzen – mit der Szenariotechnik-
Methode zu behandeln. Die Schülerinnen und Schüler
sollen dabei aus den bisher gewonnenen Kenntnissen
Stärken und Schwächen der möglichen Entsorgungspraktiken
herausarbeiten – sowohl in bezug auf die
ökologische als auch auf die Entsorgungssicherheit.
Auf dieser Grundlage können sie anschließend Empfehlungen
formulieren.
Alles im Fluss
13
MODUL
LEHRERAKTIVITÄT SCHÜLERAKTIVITÄT MATERIAL
1 Einführung: Information über die derzeitige
Praxis der Klärschlammverwertung in
Bremen
3
4
5
Aufgabe: Informiert Euch über die
Grundlagen der Klärschlammentsorgung.
Aufgabe: Erstellt eine Stärken- und
Schwächen-Analyse der beschriebenen
Entsorgungswege und gebt dazu eine
Empfehlung ab.
Zusammenfassung der Ergebnisse (Tafelanschrieb)
und Auswertung (Erweiterung
der Folie 10 durch die gewonnenen
Erkenntnisse)
6 Abschlussdiskussion
Leitfrage: Wie können wir zur Lösung
der Abwasserprobleme beitragen?
Unterrichtsgespräch Folie 10
Schüler bearbeiten M 9 und stellen Fragen.
Unterrichtsgespräch
Kleingruppenarbeit:
Schülergruppen bearbeiten M 10.
Vorstellung der Arbeitsergebnisse und
Diskussion
Diskussion
Bis 2005 – dem Jahr, seit dem die Deponierung von
Siedlungsabfällen mit hohem Anteil an Organik per
Gesetz verboten ist – wurde zudem ein Teil des
Klärschlamms deponiert: im ehemaligen Torfabbaugebiet
Edewechterdamm bei Oldenburg. Die beim
Torfabstich entstandenen Senken eigneten sich wegen
der hohen Dichte des Torfbodens sehr gut zur Verfüllung
mit flüssigem Material. Der hohe Nährstoffgehalt
führte hier zur Neuansiedlung einer üppigen und
vielfältigen Vegetation. Das ruhig liegende, geschlossene
Gelände ist inzwischen zum Naturschutzgebiet
erklärt worden und bietet jetzt vielen Vögeln und
anderen Tieren einen geschützten Lebensraum.
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M 10
Folie 10
UNTERRICHTSVERLAUF

Klärschlamm ist ein Oberbegriff für die bei der biologischen
Abwasserreinigung anfallenden Schlämme.
Wegen des hohen Anteils an organischem Material
(50-70%) wird der Schlamm in beheizten Faulbehältern
auf dem Gelände der Kläranlage ausgefault und in
weiteren Verfahrensstufen entwässert, um das Volumen
zu reduzieren. Klärschlamm aus häuslichen Abwässern
enthält viele Nähr- und Humusstoffe und darf unter
bestimmten Voraussetzungen als Düngemittel verwendet
werden. Abhängig von Abwasserart und Behandlungsverfahren
kann er umwelt- und gesundheitsgefährdende
Stoffe wie Krankheitserreger und Schwermetalle
enthalten. Diese Schadstoffe machen die landwirtschaftliche
Verwertung und Kompostierung manchmal
unmöglich. Die Klärschlamm-Verordnung regelt das
Aufbringen auf land- oder forstwirtschaftlich sowie
gärtnerisch genutzte Flächen. Sie setzt für sieben
Schwermetalle (Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Nickel,
Quecksilber, Zink) strenge Höchstmengen fest. Die Verordnung
regelt weiterhin die Zeitabstände, in denen
Klärschlamm aufgebracht werden kann, und begrenzt
die jährliche Menge. Das Aufbringen auf Gemüse- und
Tabelle: Schwermetallgehalte im Klärschlamm (in mg/kg Trockenmasse)
1977 1994
Blei 220 84
Cadmium 21 1,8
Chrom 630 56
Kupfer 378 251
Nickel 131 32
Quecksilber 4,8 1,6
Zink
*1977 = 100%
2140 977
100%
80%
60%
40%
20%
0
900 10 900 800 200 8 2.500
Blei
200
55
Quelle: hanseWasser
2,5
1,1
Cadmium
200
41
Chrom
2006
37
0,96
36,7
300,4
24,9
0,59
713,5
550
243
Kupfer
Entwicklung (in %) 1977* – 2006
-84
-95
-94
-21
-81
-88
-77
Quelle: Bundesministerium für Umwelt Naturschutz und Reaktorsicherheit
Jahresmittelwerte (Schwermetalle) der Kläranlage Seehausen
80
26
Nickel
2,0
0,5
Quecksilber
Alles im Fluss
14
Zink
1400
950
Modul 4
M
Obstanbauflächen sowie auf Dauergrünland und forstwirtschaftlich
genutzten Böden ist verboten. In der
Umweltpolitik gilt das Prinzip des vorsorgeorientierten
Bodenschutzes, bei dem verhindert wird, dass eines
Tages Gefährdungen als Folge einer Dauerbelastung
eintreten könnten. In Deutschland werden zurzeit etwa
29 Prozent des Klärschlammaufkommens in der Landwirtschaft
verwertet, zusätzlich rund 16 Prozent im
Landschaftsbau.
9
Auch im industriellen und gewerblichen Bereich fällt
Abwasser an, der mit Schadstoffen belastet ist. hanse-
Wasser überwacht die einleitenden Industrie- und
Gewerbebetriebe kontinuierlich, um die Einhaltung der
gesetzlichen Vorgaben sicherzustellen. Dabei kann
durch Analysen sogar zurückverfolgt werden, auf
welchen Einleiter Verunreinigungen zurückgehen.
Aufgabe hanseWassers ist jedoch nicht vorrangig die
Überwachung, sondern vor allem die individuelle
Beratung der Betriebe. So können häufig Belastungen
des anfallenden Abwassers durch Schadstoffe frühzeitig
eingedämmt werden.
Grenzwerte der Klärschlammverordnung
in mg/kg Trockenmasse
Grenzwerte Qualitätssicherung
Landbauliche
Abfallverwertung
Jahresmittelwerte 2010
der Kläranlage Seehausen

Stärken und Schwächen möglicher
Entsorgungswege für Klärschlamm
1. Warum nicht den gesamten Klärschlamm in der Landwirtschaftlich
verwerten? Klärschlamm liefert Humus und
Nährstoffe. Man kann ihn ja an Bauern in Nordafrika oder
Südeuropa verkaufen. Dort wird es immer trockener.
Die Wüste breitet sich aus. Die Leute müssten doch dankbar
sein, wenn man ihnen Hilfen zur Erhöhung der
Bodenfruchtbarkeit anbietet. Die Schiffe, die jetzt den
Klärschlamm nach Hamburg transportieren, könnten
ganz einfach Richtung Süden umgeleitet werden.
2. Ich würde diese Schiffe Richtung Nordsee oder Atlantik
schicken und den Schlamm dort an den tiefsten Stellen
verklappen. Man muss das natürlich gut organisieren,
vielleicht sogar mit satellitengestützter Computertechnik.
Es dürfen nicht immer die gleichen Stellen sein. Dem
Meeresboden würde das sicherlich nicht schaden und die
Schadstoffe würden sich verteilen und verdünnen.
3. Ich würde gar nicht so weit fahren. Es gibt doch bei uns
in Norddeutschland genügend ehemalige Kies- und
Tongruben, die nicht mehr gebraucht werden. Wenn man
diese mit dicken Plastikfolien nach unten abdichtet,
können auch keine Schadstoffe aus dem Klärschlamm in
das Grundwasser dringen. Und wenn sie gefüllt sind, wird
die Fläche aufgeforstet. Nach ein paar Jahren lassen sich
keine Unterschiede zu den übrigen Wäldern feststellen.
4. Wenn schon in Hamburg eine moderne Anlage nur für
die Verbrennung von Klärschlamm steht, dann sollte man
diese auch verstärkt nutzen. Man hört in der Fachwelt ja
nur Gutes über sie. Luftverschmutzung ist fast nicht
vorhanden, denn eine Filteranlage hält alle in der Abluft
enthaltenen Schadstoffe zurück. Und der Transportweg
nach Hamburg beträgt nur 130 Kilometer. Die Hamburger
würden an unserem Klärschlamm gut verdienen und wir
wären eine Sorge los.
5. Die Mitverbrennung im Müllheizkraftwerk Bremen hat
doch nur Vorteile. Die Technik funktioniert und die Umwelt
nimmt keinen Schaden. Dieses Prinzip sollte auch auf die
anderen Kraftwerke in Bremen übertragen werden. Auf
diese Weise ließen sich doch auf einen Schlag mehrere
Probleme lösen. Ein Problemstoff wäre verschwunden, wir
würden Energie gewinnen und gleichzeitig kann man auf
teure Importkohle und Atomstrom verzichten.
6. Ich würde an diesem Punkt anknüpfen und noch ein paar
Schritte weiter gehen. Wissenschaftler haben durch Versuche
nachgewiesen, dass aus Klärschlamm Rohöl zu gewinnen
ist. Bis zur Herstellung von Benzin ist es dann nur
ein kurzer Weg. Wenn man dieses Verfahren zur Serienreife
weiterentwickelt, könnte das Problem der Rohölverknappung,
die ja in einigen Jahren auftreten wird, gelöst werden.
Aufgabe:
Stellt die Stärken und Schwächen der beschriebenen Entsorgungswege
tabellarisch gegenüber und ordnet die Vorschläge
nach ihrer Eignung. Berücksichtigt dabei besonders
die Faktoren Umweltgefahren und Kosten.
Alles im Fluss
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Modul 4
M 10

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