Auf den Gelände des Klärwerks 1 befinden sich auch die Anlagen zur Schlammbehandlung (Faulung/Entwässerung) für beide Nürnberger Großklärwerke (Klärwerk 1 und Klärwerk 2).
Das Abwasser aus dem Nördlichen Hauptsammler, aus der Altstadt und aus dem Pegnitztalsammler wird mit einem Schneckenhebewerk auf die Höhe des Klärwerkszulaufs gehoben. Das Abwasser aus den südlichen Stadtgebieten (Südlicher Entlastungssammler und Südwestlicher Hauptsammler) fließt dem Klärwerk in freiem Gefälle zu.
Durch die Rechenanlage werden die gröbsten Stoffe entfernt. Zum Einsatz kommen hier Siebrechen mit vier Millimeter Stab-Abstand.
Danach folgt der belüftete Sandfang. Sand und andere mineralische Feststoffe setzen sich am Boden des Sandfangs ab, das im Abwasser mit geführte Fett schwimmt auf.
Das Abwasser gelangt dann in vier rechteckige Absetzbecken (Vorklärung). Dort setzen sich alle Stoffe, die schwerer als Wasser sind, als Schlamm am Boden der Becken ab. Das Fett, das im belüfteten Sandfang noch nicht vollständig entfernt wurde, schwimmt hier an der Wasseroberfläche auf.
Als erste biologische Reinigungsstufe kommt eine Hochlast-Belebungsanlage mit Sauerstoffbegasung zum Einsatz. Hier werden vor allem Kohlenstoff-Verbindungen aus dem Abwasser entfernt. Diese Anlage hat die Tropfkörper ersetzt, die bisher als erste biologische Reinigungsstufe dienten. Der für die Anlage erforderliche Sauerstoff wird auf dem Gelände des Regenüberlaufbeckens (östlich der Adolf-Braun-Straße) erzeugt. Die Sauerstoffanlage wird von einer Fremdfirma betrieben.
Das Abwasser fließt aus den Belebungsbecken in die vier Absetzbecken der ersten biologischen Stufe. Dort erfolgt die Abtrennung des Belebtschlamms vom Abwasser.
Das Abwasser fließt dann der Schwachlast- Belebungsanlage zu (zweite biologische Reinigungsstufe). Dort wird Ammonium in Nitrat umgewandelt ("Nitrifikation") und das Nitrat in den unbelüfteten Abschnitten der Belebungsbecken zu Stickstoff umgewandelt ("Denitrifikation").
Das Abwasser gelangt aus den Belebungsbecken in die Absetzbecken der zweiten biologischen Stufe. Dort erfolgt die Abtrennung des Belebtschlamms vom Abwasser. Im Zulauf zu diesen Becken wird, ebenso wie nach dem Sandfang, Eisenchlorid (bzw. gleichwertige Stoffe) zur Entfernung von Phosphat zugegeben.
Als letzte Stufe der Abwasserreinigung kommt ein Abwasserfilter zum Einsatz. Im Abwasserfilter fließt das Abwasser von oben nach unten durch ein Filterbett, in dem feinste Schwebstoffe zurückgehalten werden.
Das gereinigte Abwasser fließt in die Pegnitz.
Die Schlammfaulung sorgt für eine biologische Stabilisierung des Klärschlamms, um im weiteren Verlauf der Verwertung eine unkontrollierte Faulung mit erheblicher Geruchsentwicklung zu verhindern. Vor der Faulung erfolgt eine Eindickung des Überschuss-Schlamms aus den biologischen Reinigungsstufen (im Überschuss-Schlammeindicker) und eine Zwischenspeicherung in Schlammspeicherbehältern. In den Faulbehältern wird unter Luftabschluss (anaerob) etwa die Hälfte der organischen Substanz (das entspricht etwa einem Drittel des Feststoffgehalts) im Schlamm zu Klärgas umgewandelt.
Die folgenden Schritte dienen zur Abtrennung des Wassers aus dem Klärschlamm. Als erstes kommt eine Eindickung des ausgefaulten Schlamms zum Einsatz. Sie findet in den Schlammstapel- und Eindickbehältern (östlich der Adolf-Braun-Straße) statt.
Bis zum April 2011:
In einer Zentrifuge und in zwei weiteren Trocknungsschritten (Dünnschicht-Trockner und Scheibentrockner) wird der Klärschlamm weiterbehandelt. Hierbei wird ein Trockensubstanz-Gehalt von ca. 90 Prozent erzielt. Aus Sicherheitsgründen (Selbstentzündung) durchläuft der getrocknete Klärschlamm eine Pelletierung, bevor er in Trockenschlammsilos bis zum Abtransport zwischengespeichert wird.
Der getrocknete Klärschlamm wird durch Mitverbrennung in einem Kohlekraftwerk energetisch verwertet.
Ab April 2011:
Am 14. April 2011 wurde die Schlammtrocknungsanlage stillgelegt. Diese hoch belastete Anlage hatte nach 17 Jahren Dauerbetrieb das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Die Schlammentwässerung findet nun in Zentrifugen statt. Die Verwertung erfolgt nach wie vor in Kohlekraftwerken.
Das bei der Schlammfaulung entstehende Klärgas (rund 8 Millionen Kubikmeter im Jahr) wird gesammelt und der Nutzung zugeführt. Zwei Gasbehälter dienen zum Ausgleich von Schwankungen bei Klärgaserzeugung und Klärgasverbrauch.
Die Nutzung des verbleibenden Klärgases erfolgt in Blockheizkraftwerken mit Kraft-Wärme-Kopplung. Dort wird sowohl Strom als auch Wärme erzeugt. Aus Sicherheitsgründen ist auch eine Gasfackel vorhanden, in der das bei Wartungsarbeiten und Anlagenstillständen nicht nutzbare Klärgas verbrannt wird.
