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Wie funktioniert eine Kläranlage?

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Kläranlage in der Grundschule - Eine Erklärung

Viele Geheimnisse birgt die Kläranlage in der Grundschule. Wie funktioniert sie und was passiert mit dem ganzen Schmutz? Bist Du bereit zusammen mit Deinem Kind diese Fragen zu erforschen? In unserem Kurs Biologie für Kinder erfährst Du zudem, warum die Reinigung des Wassers so wichtig ist. Du willst außerdem wissen, welche chemischen Prozesse in einer Kläranlage genau ablaufen? Dann schau doch einmal in unserem Experimente für Kinder Workshop vorbei.

Was ist eine Kläranlage? In der Grundschule erklärt

Die Kläranlage in der Grundschule ist ein wichtiges Thema. Möchtest Du, dass Dein Kind über sein Basiswissen hinaus lernt? Dann eignet sich der Physik Kurs für Dein Schützling hervorragend. Dort erfährt Dein Kind auch, dass ein Klärwerk idealerweise auf der geringsten Höhe zu finden ist. Zum Beispiel in einem Tal. Dadurch kann das Abwasser frei nach unten fließen. Das zeigt auch die Technische Universität Dresden anschaulich.

Doch was ist Abwasser eigentlich genau? Eine passende Antwort liefert die Hochschule Merseburg. Demnach ist Abwasser durch Gebrauch verändertes abfließendes Wasser. Hierzu zählt jedes Wasser, das in die Kanalisation gelangt, wie beispielsweise Schmutzwasser aus dem Haushalt und auch Regenwasser. Da Regen ganz natürlich auftritt, spielen auch die biologischen Kräfte eine wichtige Rolle. Deshalb kannst Du Dir mit Deinem Kind ergänzend den Kurs Naturwissenschaften für Kinder anschauen oder sein Wissen mithilfe unseres umfangreichen Angebots aus dem Bereich Nachhilfe Grundschule erweitern. Die Zusammenhänge aller Naturwissenschaften werden dort anschaulich abgebildet. Außerdem dienen die gewonnenen Erkenntnisse als tolle Grundlage, um anschließend die Chemie Kenntnisse zu vertiefen. Dein Kind hat Schulstoff verpasst, weil die Schule ausgefallen ist? Wir sorgen mit unserem Homeschooling Angebot dafür, dass das in Zukunft nicht mehr passiert.

Dabei wird Dein Kind seinem Entdeckungsdrang folgen und sich vielleicht fragen, was sich über den Wolken befindet. Das erfährt es in unserer Rubrik Astronomie. Hier werden der Urknall, schwarze Löcher und das Sonnensystem für Kinder erklärt. Aber erstmal geht’s weiter mit der Reise des Abwassers ins Klärwerk.

Was ist Abwasser und wo fließt es hin?

Um die Kläranlage in der Grundschule zu erklären und Kindern zu beschreiben, wie das Abwasser dorthin gelangt, musst Du erst einmal den Ursprung des Schmutzwassers kennen. Abwasser fällt beispielsweise in Deinem Haushalt an, aber auch in der Land- und Bauwirtschaft. Zudem sind Verluste in den Leitungen sowie die Bewässerung von Gärten für Abwasser verantwortlich (vgl. Krebs, 2005).

Dieses Wasser wird von der Kanalisation gesammelt und zum Klärwerk transportiert. Die Menge wird dabei gemessen, um ein Überschwappen zu vermeiden. Manchmal hilft eine Pumpe, um das Abwasser ins Klärwerk zu heben.

Kläranlage Grundschule: Regenüberlaufbecken
Abb. 1: Kläranlage für Grundschüler erklärt – Das Regenüberlaufbecken

Die Zulaufmenge ist nicht immer gleich. Es gibt wie in der Urlaubszeit auch beim Abwasser eine Hochsaison. Wenn Du viel duschst und es gleichzeitig auch Starkregen gibt, muss das Klärwerk besonders viel arbeiten. Dank Regenüberlaufbecken wird die Anlage aber entlastet (vgl. Krebs, 2011). Abwasser, das nicht in die Anlage passt, wird ins benachbarte Gewässer geleitet. Die Kapazitätsgrenze ist dabei genau definiert (vgl. Haas, 2016). 

So funktioniert eine Kläranlage

Nun wissen wir, wie das Abwasser aus den Haushalten in die Kläranlage kommt. Doch wie wird das schmutzige Wasser wieder sauber? Wie funktioniert eine Kläranlage? Wenn Du die Kläranlage in der Grundschule oder in Vorschule erklärst, dürfen die einzelnen Reinigungsstufen natürlich nicht fehlen.

Rechen

Die verständliche Erklärung einer Kläranlage in der Grundschule beginnt mit dem Zulauf. Danach wird das Abwasser durch einen Rechen geleitet. Das ist ein Filter, der wie Dein Küchensieb zu Hause größere Dinge herausfischt.

Kläranlage Grundschule Reinigung
Abb. 2: Kläranlage für Grundschüler erklärt – Mechanisch-biologische Reinigung

Sandfang und Fettfang 

Sauber ist das Wasser aber noch nicht, weil noch Fett enthalten ist. Deshalb fließt das Wasser durch ein weiteres Becken, den sogenannten Sand- und Fettfang. Dort wartet ein Räumschild, der den Sand auf dem Boden in eine gemeinsame Richtung befördert. Anschließend pumpt man den Sand ab, er wird gereinigt und getrocknet. Später wird dieser beim Straßenbau verwendet. Die Fettteilchen hingegen gehen nach oben. Sie werden vom Räumschild ebenfalls entfernt und später weiterverwendet.

Vorklärbecken einer Kläranlage

Das Wasser ist aber wegen des Schlamms immer noch nicht sauber. Deshalb läuft in diesem zweiten Reinigungsbecken etwas Ähnliches ab wie im ersten Becken. Die Schlammteilchen lagern sich auf dem Boden ab und das Räumschild schiebt sie in die Ecke, um entfernt zu werden. Die weitere Behandlung erfolgt im Faulturm.

Biologische Reinigung 

Der mechanische Teil der Reinigung ist abgeschlossen. Jede Menge Schmutz ist schon weg. Die Erklärung der Kläranlage für Grundschüler ist schon recht weit vorangeschritten. Nun musst Du Deinem Kind noch eine anschauliche Erklärung der biologischen Stufe näherbringen.

Tabelle 1: Kläranlage in der Grundschule erklärt: Die drei Reinigungsprozesse

Mechanisch (1. Stufe)Biologisch (2. Stufe)Chemisch (3. Stufe)
RechenBelebungsbeckenPhosphatfällung
Sand- und FettfangNachklärbeckenOzonierung
Vorklärbecken//

Die biologische Reinigung findet im Belebungsbecken statt. Dabei wird das schmutzige Wasser von Millionen von Bakterien gereinigt. Mittels Zugabe von Sauerstoff vermehren sich die Bakterien und das Becken fängt an zu blubbern. Sie fressen die Schmutzteilchen, wodurch kleine Schlammflocken entstehen. Dieser Schmutz wird dann im Nachklärbecken vom Wasser getrennt.

Nachklärbecken

Der Schlamm, in dem die kleinen Bakterien stecken, ist schwerer als Wasser. Er sinkt auf den Boden des Beckens und wird wie im Vorklärbecken zusammengekehrt. Insofern keine chemische Reinigung mehr nötig ist, befindet sich oben jetzt nur noch klares Wasser. Es fließt über einen Vorfluter nun in die Natur, weil es sauber genug ist.

Chemische Prozesse in einer Kläranlage

Der chemische Schritt ist nötig, weil Bakterien das Phosphat (bzw. Phosphat) nicht alleine auffressen können. Phosphor ist zwar eine wertvolle Mineralquelle (vgl. Hehenberger-Risse, 2017). Doch zu große Mengen an Phosphat können unseren Flüssen und Seen schaden. Der Abbau ist also wichtig.

Und auch Du bist dafür verantwortlich. Wenn Du das Geschirr mit Spülmittel reinigst, gelangen chemische Elemente wie Phosphor ins Wasser. Diese müssen wieder raus. Dafür gibt man Fällungsmittel ins Wasser. So wird das Phosphat per Phosphatfällung abgebaut (vgl. Welker, 2004).

Was geschieht mit dem Klärschlamm?

Während der Reinigung des Wassers ist viel Schlamm entstanden. Nun kommt es bei der Erklärung der Kläranlage in der Grundschule zur Frage: Was passiert mit dieser  dunkelbraunen Masse?

Der Schlamm ist nach der Reinigung noch sehr feucht, da er  bis zu 95 Prozent aus Wasser besteht. Bevor er nützlich wird, muss er trocknen. Der Schlamm wird dazu in Containern verdickt. Dort fallen die festen Teilchen zu Boden und verdichten sich. Der dickere Schlamm kommt dann in einen Faulturm. Dort fängt er an zu faulen, genau wie das dreckige Wasser in Deinem Spülbecken, wenn Du es nicht ablaufen lässt. 

Durch den verfaulenden Schlamm entsteht im Inneren des Turms Methangas. Dies wird in einem Gasdom zusammengepresst und dann in Mikrogasturbinen gejagt. Das Gas treibt die Turbinen an und erzeugt so Strom, der in der Kläranlage wieder verbraucht wird.

Übrigens…

Das bei der Faulung entstehende Klärgas darf wegen seiner schädigenden Wirkung nicht in unsere Luft gelangen. Dort könnte es dazu beitragen, dass sich das Ozonloch vergrößert.

Gibt es überall sauberes Wasser?

Obwohl unsere Erdoberfläche zu zwei Dritteln mit Wasser bedeckt ist, kannst Du nur zweieinhalb Prozent davon trinken. Das Wasser aus dem Ozean ist nämlich ungenießbar. Das zeigt auch die Universität Bayreuth. Sauberes Grundwasser, das man trinken kann, ist also wenig vorhanden und auf der Welt auch ungerecht verteilt. Bei uns regnet es viel, in manchen Gegenden von Afrika aber nicht. Das wenige Wasser verdunstet dort teilweise komplett in die Atmosphäre. Zudem fehlen dort zum Teil die Mittel, um sauberes Trinkwasser aus der Erde zu holen.

Deshalb müssen Menschen dort teilweise unsauberes Wasser trinken. Darin sind Keime enthalten, die krank machen. Warum? Leitungswasser wird zum Teil nicht oder unzureichend aufbereitet. Zudem können Quellen, Brunnen und Behälter verschmutzt sein. Auch brüchige Leitungssysteme oder Schadstoffe aus Industrie und Landwirtschaft sind verantwortlich. Spätestens jetzt wird die Kläranlage in der Grundschule wichtig.

Ergänzend zur Erklärung der Kläranlage in der Grundschule, lohnt sich auch ein Blick auf den Wasserkreislauf, bei dem die wärmende Sonne eine große Rolle spielt.

Kläranlage für Grundschüler zum Nachmachen

Um eine Kläranlage in der Grundschule komplett verständlich zu machen, lässt Du Dein Kind am besten eine Anlage selbst bauen. Mit dem Versuch die Kläranlage für Zuhause bastelt ihr zusammen eine eigene Bio-Kläranlage. Dabei wird mit ganz natürlichen Elementen in mehreren Etappen das dreckige Wasser gefiltert. Beachte: Das Wasser ist dann zwar sauberer, aber nicht zum Trinken geeignet. Also bitte nicht trinken!

Kläranlage in der Grundschule zum Nachmachen

Die Kläranlage für Grundschüler erklärst Du am besten Schritt für Schritt. Dieser Ratgeber hilft Dir dabei. Klärwerke imitieren die Natur und sind nachhaltig. Klärschlamm ist wegen der Mineralstoffe zum Beispiel auch als Dünger wichtig. Die Hochschule Landshut fordert deshalb unter Anderem Phosphate aus Klärschlamm zurückzugewinnen.

Literatur

Welker, Antje (2004): Schadstoffströme im urbanen Wasserkreislauf – Aufkommen und Verteilung, insbesondere in den Abwasserentsorgungssystemen, Technische Universität Kaiserslautern (Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft), Online-Publikation.

Krebs, Peter (2005): Siedlungswasserwirtschaft Bauingenieurwesen – Kapitel 4: Siedlungsentwässerung, Technische Universität Dresden, Online-Publikation.

Krebs, Peter (2011): Grundlagen der Abwassersysteme – Kapitel 4: Siedlungsentwässerung, Technische Universität Dresden, Online-Publikation.

Haas, Ulrich; Ruf, Oliver, Dittmer; Ulrich / Schütze, Manfred (2016): Integrale Abflusssteuerung in Mischsystemen – Aspekte zu deren Einführung, Online-Publikation.

Hehenberger-Risse, Diana (2017): Kostbares aus Abwasser, Hochschule Landshut, Online-Publikation.

FAQs zum Thema Kläranlage in der Grundschule 

Wie kann man die Kläranlage in der Grundschule in einem Satz erklären?

Das Wasser wird von dem Dreck, der drin ist, getrennt. Dadurch wird es mithilfe mechanischer, biologischer und chemischer Prozesse wieder nutzbar.

Warum sollte die Kläranlage in der Grundschule erklärt werden?

Sauberes Wasser ist ein kostbares Gut. Daher ist es wichtig, dass auch den Jüngsten schon ein verantwortungsbewusster Umgang mit Wasser vermittelt wird. Hierbei kommt auch der Kläranlage eine wichtige Rolle zu, denn ohne sie hätten wir kein sauberes Wasser.

Wie lange braucht die Abwasserreinigung in der Kläranlage?

Insgesamt braucht die Abwasserreinigung ungefähr 2 Tage, denn solange braucht das schmutzige Wasser bis es alle Reinigungsstufen durchlaufen hat. 

Kann die Reinigung der Kläranlage wirklich alles entfernen? 

Die Kläranlage kann das Abwasser fast vollständig reinigen. Jedoch machen Medikamente, chemische Lösungsmittel und andere Stoffe die Reinigung des Wassers immer schwerer. 

Kann man in der Grundschule eine Kläranlage besuchen?

Es ist sinnvoll die Kinderbetreuung mit lehrreichen Aktivitäten zu verbinden. Der Besuch einer Kläranlage ist hierbei für jeden möglich. So bieten viele Klärwerke Führungen für Schulklassen an und ermöglichen den kleinen Besuchern einen Blick hinter die Kulissen der Abwasserreinigung. 

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