Die biologische Abwasserbehandlung ist ein entscheidender Schritt bei der Wasserreinigung, bei der organische Schadstoffe mithilfe von Mikroorganismen abgebaut werden. Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die wichtigsten Arten der biologischen Behandlung, die in Kläranlagen eingesetzt werden.
Belebter Schlamm
Wie wird es verwendet?
Die Belebtschlammtechnik ist ein Verfahren zur Behandlung von Abwasser und Industrieabwässern. Diese Technologie wurde Anfang des letzten Jahrhunderts entwickelt und ist auch heute noch wirksam.
Die Designs unterscheiden sich von anderen Arten der biologischen Behandlung, aber das Modell bleibt oft unverändert:
- Es gibt ein Belüftungsbecken, das als biologischer Reaktor fungiert;
- Ein Absetzbecken wird die Trennung von Feststoffen, Belebtschlamm und behandeltem Abwasser ermöglichen;
- Eine Belebtschlamm-Rückführeinrichtung, um den Belebtschlamm zum Eingang des Belüftungsbeckens zu befördern.
Prozess der Bedienung
Der Prozess der Verwendung von Belebtschlamm ist recht einfach. In das Abwassergemisch wird atmosphärische Luft eingeleitet. Dieses Abwasser enthält Organismen, die in der Lage sind, eine biologische Flocke zu produzieren. Diese Flocken sind der zukünftige Belebtschlamm.
Die Effektivität des Entsorgungsprozesses hängt von mehreren Faktoren ab:
- Die hydraulische Verweilzeit im Belüftungstank. Sie wird berechnet, indem das Volumen des Belüftungsteichs durch den Durchfluss geteilt wird;
- Die Belastung des Influents. Das heißt, seine Eigenschaften, wie CSB, Stickstoffkonzentration, Kohlenstoffgehalt etc;
- Die Bedingungen im Belüftungsteich (Verhältnis Nahrung/Mikroorganismen)
- Die Bedingungen für das Lüften
- Temperatur usw.
Nach der Behandlung setzt sich die Flocke am Boden des Absetzbeckens ab.
Das gereinigte Wasser kann weiter aufbereitet werden oder in die Natur zurückfließen, wenn es den Normen entspricht.
Die abgesetzten Schwebstoffe (SSM) werden am Anfang des Belebungsbeckens für einen weiteren Behandlungszyklus zurückgeführt. Aufgrund des biologischen Wachstums bildet sich jedoch ein Überschuss, der als restlicher Belebtschlamm bezeichnet wird. Dieser Überschuss kann das Verhältnis zwischen Biomasse und Nährstoffen aus dem Gleichgewicht bringen. Um dies zu verhindern, wird dieser Überschuss entfernt, bevor der Schwebstoff wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird. Dieser Schritt sorgt für eine optimale Reinigung des Wassers.
Der restliche Belebtschlamm wird in separaten Behältern aufbewahrt. Dort wird er entweder aerob oder anaerob behandelt, bevor er ordnungsgemäß entsorgt wird .
Es gibt verschiedene Anlagen, die die Belebtschlammtechnologie anwenden, jede mit ihren eigenen spezifischen Techniken.
MBBR
Bevor sie die Membran erreicht, entfernt ein Sieb Sand und Fett, um Verstopfungen zu verhindern. Nur Partikel, die kleiner als 3 mm sind, dürfen passieren. Manuelle Siebe werden ebenfalls akzeptiert. Um den Abbau von Verunreinigungen zu erreichen. Der MBBR verwendet ausschließlich Bakterien.
Die MBBR-Technologie beruht auf Partikeln, die Bakterienkolonien beherbergen. Diese Bakterien bilden auf diesen beweglichen Partikeln einen Biofilm und spielen eine Schlüsselrolle bei der Wasserreinigung.
Am Ende dieses Prozesses ist das Wasser gereinigt, aber es bleibt Schlamm zurück, der aufbereitet werden muss. Hierfür wird ein Bioreaktor mit Lamellentechnologie zum Absetzen verwendet. Der MBBR ist langlebig mit billigeren Teilen und bietet eine kostengünstige Option gegenüber dem MBR.
IFAS
IFAS, eine aufstrebende Technologie, verbessert die Behandlung durch die Zugabe eines Wachstumsträgers in ein Belebtschlammbecken. Diese Methode boostet die Biomasse und kann bestehende Anlagen ohne große Umbaumaßnahmen modernisieren.
Die Stärke der IFAS ist, dass sie die Weiterentwicklung der fortgeschrittenen Schlammmethode ist. Sie lässt sich daher leicht in bereits bestehende Anlagen integrieren.
Das Hinzufügen eines Bettes, das entweder feststehend oder beweglich sein kann, bietet zudem viele Vorteile:
- Diese Konfiguration ermöglicht zwei verschiedene biologische Populationen, die synergetisch wirken.
- Die wirkstoffreiche Mischlauge beseitigt den Großteil der Abfallstoffe. Und: Der Biofilm mit seinen nitrifizierenden Bakterien kümmert sich um den Stickstoff.
- Biofilmprozesse verschmelzen anaerobe, aerobe und anoxische Bereiche in einem einzigen Schritt. Bei IFAS-Systemen wird die zusätzliche Biomasse an einer stabilen Oberfläche angelagert. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, den Belebtschlamm zu entfernen, und es wird vermieden, dass die schwebenden Populationen unnötig ansteigen.
- Die Entscheidung für das IFAS-System ist kostengünstiger als herkömmliche Belebtschlammanlagen. Festbettsysteme wie das IFAS benötigen oft weniger Platz als herkömmliche Methoden. Wenn Sie das IFAS in Ihr bestehendes System integrieren, steigern Sie dessen Effizienz ohne die Kosten für eine Erweiterung.
IFAS-Technologie
IFAS, oder „Integrierter Aktivschlamm mit festem Film“, ist eine neuere Innovation zur Behandlung von Abwasser. Obwohl sie sich an den herkömmlichen Belebtschlammverfahren orientiert, ist sie effizienter. Der Hauptunterschied zwischen IFAS und MBBR liegt in der Art und Weise, wie der Belebtschlamm wiederverwendet wird. Diese Technologie bietet einen modernen und kostengünstigen Ansatz zur Wasserreinigung.
IFAS ist eine Technologie, die sich für bereits bestehende Belebtschlammanlagen in der biologischen Behandlung eignet. Sie bietet den Vorteil, dass kompaktere Becken verwendet werden können. Diese Becken sind speziell für die Aufnahme von Medien ausgelegt, sowohl für disperse als auch für feste Medien. Wenn Sie sich für ein disperses Medium entscheiden, sollten Sie zusätzliche Schirme in Betracht ziehen, um eine höhere Effizienz zu erzielen.
Diese IFAS-Technologie bietet zahlreiche Vorteile gegenüber bereits vorhandenen Technologien. Bevor Sie jedoch ein IFAS-System in eine bestehende Station einbauen, sollten Sie einige Beobachtungen machen:
- Überprüfen Sie die Belüftungskapazität Ihres Systems.Ihr System muss den erhöhten Sauerstoffgehalt mit der neuen Biomasse verkraften, wenn es auf IFAS umgestellt wird.
- Planen Sie die Einführung des Mediums sorgfältig. Sie müssen sicherstellen, dass die Becken für die Aufnahme der von Ihnen gewählten Art von Medien geeignet sind.
MBR
MBR, oder Membrane Bio Reactor, ist im Vergleich zu anderen biologischen Behandlungsmethoden eine heikle Technologie.
Der vorgeschaltete Schlammpuffer ermöglicht diesem System :
- weniger Schlamm zu produzieren, so dass dieser nicht behandelt werden muss
- auch eine hohe Platzersparnis zu haben
Das MBR-System ist zwar effizienter als FBBR oder MBBR, kann aber zu hohen Wartungskosten führen. Bei diesem System befinden sich die Bakterien auf einer Membran, wobei die Konzentration fünfmal höher ist als bei anderen Methoden.
Mit geeigneten Poren filtert die Membran Keime aus dem Wasser und entfernt sie.
Um diese Ergebnisse zu erzielen, ist ein Unterdruck unerlässlich, um das Abwasser umzuwälzen. Dieser Prozess verbraucht viel Energie, wodurch die Kosten steigen.
Außerdem muss die Membran regelmäßig ausgetauscht und gereinigt werden. All diese Eingriffe erfordern qualifizierte Arbeitskräfte.
FBBR
Das FBBR-System, oder Fix Bed Biofilm Reactor, ähnelt eher dem MBBR als dem MBR. Seine Besonderheit ist ein festes Substrat, das die Wände des Tanks bedeckt. Durch diese Konfiguration senkt es die Betriebs- und Wartungskosten und ist somit sehr wirtschaftlich.
Die biologische Schicht wandelt Schadstoffe über aerobe Organismen, die Sauerstoff verwenden, in Sedimentmaterial um. Dieser Sauerstoff stammt aus einer Schicht unterhalb des Substrats und sorgt für einen aufsteigenden Luftstrom. Dieses selbstregulierende System ist nicht nur effizient, sondern im Vergleich zum MBR auch kostengünstig in Bezug auf die Teilekosten. Allerdings muss, wie beim MBBR, der Schlamm behandelt werden.
SBR
SBRs (sequentielle Batch-Reaktoren) nutzen einen separaten Vorbehandlungsabschnitt, um Feststoffe mechanisch zurückzuhalten. Kombiniert wird dies mit einem Tank zur Belüftung und biologischen Absetzung.
Die kleinen SBR-Abwasseraufbereitungssysteme reinigen das Abwasser. Hier sind einige Zeilen, die die Funktionsweise der SBR-Technologie erläutern.
- Zunächst durchläuft das Abwasser eine Erstbehandlung, entweder mechanisch oder chemisch, um die Feststoffe zu entfernen. Nach dieser Behandlung wird das Abwasser in den zweiten Tank geleitet. Dort wird es mit der SBR-Methode behandelt.
- Die Wirksamkeit dieser Behandlung beruht auf einer kontrollierten Belüftung mithilfe von spezialisierten Mikroorganismen. Beim SBR-Verfahren wird zwischen kurzen Belüftungsphasen und Ruhezeiten gewechselt. Und während dieser Phasen bildet sich der Belebtschlamm.
- Nach abwechselnden Zyklen von Ruhe und Belüftung tritt eine lange Ruhephase ein. Während dieser Zeit setzt sich der Schlamm am Boden des Behälters ab und hinterlässt an der Oberfläche gereinigtes Wasser.
- Dieses Wasser wird dann von der Mischung getrennt, und der Schlamm fließt zurück in den ersten Tank. Gemäß den Normen kann das gereinigte Wasser entweder wieder freigelassen oder weiter behandelt werden, um seine Reinheit zu gewährleisten.
Arten der Abwasserbehandlung
Ergänzend zu den vorgestellten Technologien muss unbedingt betont werden, wie wichtig es ist, eine Lösung zu wählen, die auf die Eigenschaften des zu behandelnden Abwassers und die örtlichen Gegebenheiten abgestimmt ist. So zeichnet sich beispielsweise die MBBR durch einfache Wartung und Effizienz auf engem Raum aus, während die MBR eine höhere Abwasserqualität gewährleistet, obwohl sie eine spezialisiertere Wartung erfordert. Das IFAS hingegen ist eine ideale Option, um bestehende Infrastrukturen ohne größere Bauarbeiten zu modernisieren. Schließlich kann die Kombination mehrerer Technologien, wie z. B. die Integration von MBBR und SBR, eine optimale Leistung bieten, indem die Vorteile der einzelnen Methoden kombiniert werden. Diese technologischen Entscheidungen, die häufig durch ökologische und wirtschaftliche Ziele motiviert sind, stärken die Nachhaltigkeit und Effizienz von Abwasserbehandlungssystemen.
