Mischverfahren

Die Länge der Mischwassersiele beträgt ca. 1.200 km.

Innerhalb des Mischsystems existieren in der Nähe von Gewässern unterirdische Notventile, die sog. Mischwasserüberläufe, die das Überfluten der Straßen bei Starkregen weitgehend verhindern.

Trennverfahren

Das Leitungssystem für Schmutzwasser hat eine Länge von ca. 2.250 Kilometer, das für Regenwasser eine von ca. 1.700 Kilometern. Das Regenwasser von den befestigten Flächen wird entweder über das Erdreich versickert oder auf möglichst kurzem Fließweg in ein örtliches Gewässer eingeleitet. Das Schmutzwasser wird vollständig zum Klärwerk geleitet und dort gereinigt.

Druckentwässerung

In den flachen Entwässerungsgebieten, wie z. B. Vier- und Marschlande, Francop und Neuenfelde, erfolgt die Ableitung des Schmutzwassers von 6.965 Hausanschlüssen (2004) über ein Druckentwässerungssystem von ca. 200 km Länge. In diesen Gebieten existiert keine Regenkanalisation.

Abwasserbehandlung

Bei Trockenwetter liegt der Abwasserzufluss bei durchschnittlich vier bis fünf Kubikmetern pro Sekunde. Eine Menge, die sich bei starken Niederschlägen auf bis zu 17 Kubikmeter pro Sekunde erhöhen kann. Im Jahresdurchschnitt werden im Klärwerksverbund Köhlbrandhöft/Dradenau rund 150 Millionen Kubikmeter Abwasser gereinigt.

Das Klärwerk Köhlbrandhöft bildet die erste Reinigungsstufe mit der mechanischen Behandlung, wo bereits nahezu ein Drittel der enthaltenen Schmutzstoffe aus dem Abwasser entfernt wird. Die zweite Reinigungsstufe befindet sich auf dem Klärwerk Dradenau. Hierfür wird das vorgereinigte Abwasser von Köhlbrandhöft durch eine 2,3 km lange Verbindungsleitung in 80 m Tiefe unter dem Köhlbrand hindurch geleitet und im Klärwerk hochgepumpt. In den Belebungsbecken bauen die hier vorhandenen Mikroorganismen die im Abwasser enthaltenen Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen auf natürliche Art und Weise ab. Für diese Stoffwechselprozesse ist viel Sauerstoff nötig, der zunächst durch große Oberflächenbelüfter unter hohem Energieaufwand in das Abwasser eingetragen wurde. Ab 2008 wurden die 16 Belebungsbecken des Klärwerk Dradenau sukzessive auf Druckbelüftung umgestellt, die eine deutliche Energieeinsparung verspricht. Diese Umstellung wurde im Frühjahr 2011 abgeschlossen, so dass es bei der HSE nun keine Oberflächenbelüfter mehr gibt.

Die Abtrennung des Belebtschlamms vom Abwasser erfolgt in den Nachklärbecken, der zweiten und zugleich letzten Stufe der biologischen Abwasserbehandlung. Als Rücklaufschlamm wird er mit dem mechanisch vorbehandelten Abwasser gemischt und erneut in die Belebungsbecken geleitet. Durch ständige Vermehrung der Mikroorganismen entsteht ein Überschuss an Schlamm, der abgezogen, zum Klärwerk Köhlbrandhöft gepumpt, eingedickt und in die Faultürme gegeben wird. Das gereinigte Abwasser wird in den Köhlbrand eingeleitet. Das Abwasser hat bis dahin zwischen 7 und 30 h, im Mittel 24 h, im Klärwerksverbund verbracht.

Schlammbehandlung und Reststoffverwertung

Während der verschiedenen Behandlungsschritte des Abwassers werden täglich etwa 4.000 Kubikmeter Klärschlamm abgetrennt. Es handelt sich dabei um den Primärschlamm aus der mechanischen und den Überschussschlamm aus der biologischen Abwasserbehandlung. Bevor der Klärschlamm in die Faultürme gelangt, wird er durch Absetzen oder Zentrifugieren eingedickt. Daneben werden jährlich über 100.000 Tonnen organische Reststoffe im Rahmen externer Leistungen auf dem Klärwerk Köhlbrandhöft angenommen und der Schlamm- bzw. Reststoffbehandlung zugeführt.

Phosphor wird aus dem Abwasser durch chemische Fällung entfernt. Dies geschieht durch Dosierung von Eisensalzen vor der biologischen Reinigung. Mit den im Abwasser vorhandenen Phosphatsalzen bilden sich unlösliche Flocken, die sich zusammen mit dem Belebtschlamm abtrennen lassen.

Das bei der Schlammentwässerung anfallende Schlammwasser – auch Zentrat genannt – macht trotz des relativ kleinen Volumenstroms etwa 30 % der Stickstoffbelastung im Zulauf der biologischen Reinigung aus. Daher wird dieser Teilstrom durch das eigens von der Hamburger Stadtentwässerung entwickelte Store-and-Treat-Verfahren biologisch behandelt. So können im Klärwerksverbund zusätzlich rund 1800 kg Stickstoff pro Tag eliminiert werden.

Labor

Der Hamburger Stadtentwässerung stehen zwei Laboratorien zur Verfügung. Diese Analysen sind notwendig für die verfahrenstechnische Steuerung der Klärwerke, für die Überwachung und Kontrolle des behandelten Abwassers und zum Aufspüren von Gift- und anderen verbotenen Stoffen, die unerlaubt in das Sielnetz eingeleitet werden. In den Laboren werden auch die Ablaufwerte der Kläranlagen, insbesondere der biochemische Sauerstoffbedarf und der chemische Sauerstoffbedarf überwacht.

Projekte

Das internationale Projekt „Urban Water Cycle“ (UWC) wird vom EU-Regionalfonds gefördert und läuft seit Oktober 2004. Die vier UWC-Partner aus Deutschland, den Niederlanden, England und Dänemark untersuchen in bis zum Jahr 2007 wasserwirtschaftliche Probleme in Großstadtgebieten und erarbeiten Lösungsstrategien. HSE und die Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt betreuen in diesem Rahmen drei Teilprojekte in Hamburg:

In den Einzugsgebieten Mittlere Bille, Isebekkanal und Wandsbeker Gehölzgraben werden unterschiedliche Methoden zur Verbesserung der Frischwasserzufuhr und der Reduktion von Schmutzeinträgen getestet.

Bei den St. Pauli-Landungsbrücken bestand bis März 2009 das Abwasser- und Sielmuseum. Neben historischen Reinigungsgeräten hatten Mitarbeiter der Hamburger Stadtentwässerung (HSE) die erstaunlichsten Gegenstände – Gebisse, die Mode der letzten Jahrzehnte, Kinder- und Einkaufswagen, sogar eine Schubkarre – aus den Abwasserfluten geborgen und diese zu einer Ausstellung zusammengetragen. Am Zusammenfluss zweier alter Siele ließen sich Abwasser „live“ erleben und „erschnuppern“.