Biologisch-­Aerobe Verfahren zur Wasserbehandlung

Als ein weltweit agierendes Unternehmen mit langjähriger Erfahrung in der biologischen Abwasserbehandlung ist es uns möglich, optimale Prozesskonzepte zu entwickeln, die genau auf Ihre Bedürfnisse und insbesondere Ihr Abwasser abgestimmt sind.

Besonders in kommunalen Kläranlagen aber auch in vielen industriellen Abwasserreinigungsanlagen der Branchen Papier und Zellstoff, Öl und Gas sowie Lebensmittel und Getränke kommen biologisch-aerobe Verfahren zum Einsatz.

Bei aeroben Verfahren setzen Mikroorganismen die organischen Verbindungen mithilfe von gelöstem Sauerstoff in Biomasse, Kohlendioxid und Wasser um. Neben diesem Substratabbau bauen Spezialisten unter den Bakterien Ammonium zu Nitrat und dieses wiederum zu elementarem Stickstoff ab. Dieser als Nitrifikation und Denitrifikation bekannte Prozess befreit das aufbereitete Abwasser von unerwünschten Stickstoffverbindungen.

PWT ist mit diesen Verfahren bestens vertraut und findet und realisiert die für Sie passende Lösung.

Bei der aeroben biologischen Abwasserreinigung unterscheidet man zwischen den so genannten Belebtschlammverfahren und den Biofilmverfahren.

Belebtschlammverfahren

Bei den Belebtschlammverfahren befindet sich die Biomasse (Belebtschlamm) in Schwebe im zu reinigenden Abwasser und wird durch aktive Belüftung mit Sauerstoff versorgt. Dies erfolgt in einem Reaktor, dem sogenannten Belebungsbecken. Wenn die gewünschten biologischen Prozesse in ausreichendem Maße abgelaufen sind, wird die Biomasse durch ein Verfahren der Fest-Flüssig-Trennung vom biologisch gereinigten Abwasser abgetrennt und das (weitgehend) von Biomasse freie Abwasser kann abgeleitet oder weitergehend behandelt werden. Die Menge an Biomasse im Belebungsbecken steigt durch Bakterienwachstum immer weiter an, deshalb muss immer ein Teil als sogenannter Überschussschlamm dem System entzogen und letztendlich entsorgt werden (Klärschlammentsorgung).

Klassisches Belebschlammverfahren

Hierbei durchläuft das Abwasser die Klärbecken kontinuierlich. Vor dem Belebungsbecken wird die Biomasse dem zu behandelnden Abwasser zugegeben. Im Nachklärbecken wird die Biomasse durch Sedimentation vom gereinigten Abwasser abgetrennt und dann wieder vor das Belebungsbecken rückgeführt.

Sequencing Batch Reactor (SBR)-Verfahren

Bei dem SBR-Verfahren erfolgt die biologische Behandlung chargenweise. Dabei finden alle zur biologischen Reinigung des Abwassers notwendigen Schritte nicht in mehreren voneinander getrennten Klärbecken statt, sondern laufen in einer zeitlichen Abfolge im selben Behälter ab. Dieses Verfahren wird häufig für industrielle Anwendungen bei schwankendem Abwasseranfall und bei besonderen örtlichen Verhältnissen eingesetzt.

Membran-Bio-Reaktor (MBR)-Verfahren

Beim MBR-Verfahren erfolgt die Trennung von geklärtem Abwasser und Belebtschlamm nicht durch Sedimentation, sondern durch ein direkt in das Belebungsbecken eingetauchtes oder trocken aufgestelltes Membranfiltrationsmodul. Damit kann die Biomasse annähernd vollständig zurückgehalten werden, das gereinigte Abwasser ist auch annähernd frei von Viren. Außerdem sind höhere Biomassenkonzentrationen im Belebungsbecken realisierbar. Abhängig von weiterer Randbedingung kann das Belebungsbecken so kleiner gebaut werden. Demgegenüber stehen allerdings höhere Betriebskosten als beim klassischen Belebtschlammverfahren.

Biofilm-Verfahren

Bei den Biofilmverfahren siedeln sich die Organismen an Oberflächen von Trägern an und verbleiben so im Bioreaktor. Eine Abtrennung der gesamten Biomasse aus dem gereinigten Abwasserstrom wie beim Belebtschlammverfahren ist deshalb nicht notwendig. Für aerobe biologische Prozesse muss auch hier Luft zugeführt werden, was durch verschiedene Techniken erfolgen kann.

Die überschüssige Biomasse wird durch Verwirbelung vom Träger abgetrennt und mit Hilfe eines Verfahrens der Fest-Flüssig-Trennung, meist Sedimentation, dem System entzogen. Dieses Verfahren kann aufgrund der oben beschriebenen Zusammenhänge aber wesentlich kleiner dimensioniert werden als beim Belebtschlammverfahren. Außerdem lassen sich im Vergleich zum Belebtschlammverfahren niedrigere Ablaufkonzentration erreichen, aber das Verfahren ist empfindlicher gegenüber hohen Zulaufkonzentrationen.

Moving Bed Biological Reactor (MBBR)- oder Wirbelbett-Verfahren

Beim MBBR werden die Träger durch den Eintrag von Luft über Belüfter verwirbelt und gleichzeitig die Organismen mit Sauerstoff versorgt.

Diese Träger können zum einen bei Neuanlagen eingesetzt werden, zum anderen ist aber auch ein Einsatz bei der Erweiterung von Anlagen, bei denen vorher das Belebtschlammverfahren angewandt wurde, möglich.

Tropfkörper-Verfahren

In Tropfkörpern wird das Abwasser über einem feststehenden Träger verrieselt. Auf einen gesonderten Eintrag von Luft über Belüfter kann hier verzichtet werden, die Sauerstoffversorgung erfolgt durch konvektiven Transport der Umgebungsluft. Wegen der relativ einfachen und robusten Anlagentechnik ist das Verfahren unter anderem als energiegünstige Lösung für die biologische Abwasserreinigung in Schwellenländern beliebt. Auch ein Einsatz für die Stickstoffelimination nach einer Hochlaststufe zum Kohlenstoffabbau ist möglich.  

Fixed Bed Reactor (FBR)- oder Festbett-Verfahren

Beim FBR-Verfahren Verfahren sind die Träger fest fixiert und werden vom zu reinigenden Abwasser umströmt. Es ist eine aktive Belüftung notwendig. FBR werden häufig in Containeranlagen eingesetzt.