Die biologische Abwasserbehandlung bietet einen wirtschaftlichen und effizienten Ansatz zur Entfernung sowohl organischer als auch anorganischer Schadstoffe aus Abwasser. Obwohl sie hauptsächlich zur Behandlung von kommunalem Sanitärabwasser eingesetzt wird, können fortschrittliche biologische Behandlungslösungen auch für industrielle Abwasserströme äußerst effektiv sein. 

Der Abwasserbehandlungsprozess

Der erste Schritt im Abwasserbehandlungsprozess umfasst den Einsatz von Primär- oder mechanischen Systemen zur Entfernung großer suspendierter und schwimmender Feststoffe aus dem Zulaufabwasser. Im nächsten Schritt – der biologischen Sekundärbehandlung – werden hohe Konzentrationen natürlich vorkommender Bakterien in Behandlungsbecken eingeschlossen und mit Protozoen sowie anderen Mikroorganismen kombiniert, um Belebtschlamm zu bilden. Die Belebtschlammbakterien bauen organische Moleküle in inerte Substanzen ab und erzeugen so ein Ablaufwasser, das zur Einleitung in Flüsse, Seen und Bäche geeignet ist.

Belebtschlamm kann in verschiedenen Prozesskonfigurationen eingesetzt werden, die jeweils an spezifische Ablaufqualitätsanforderungen angepasst werden können, einschließlich der Entfernung von BSB, TSS, NH4, TN und TP.

Optionen für biologische Behandlungsverfahren

Die biologische Behandlung kann in verschiedenen Prozesskonfigurationen umgesetzt werden. Die beste Lösung hängt von den Ablaufgrenzwerten, dem Platzbedarf, den Zulaufeigenschaften und den betrieblichen Zielen ab.

• Konventioneller Belebtschlamm: Ein flexibles Abwasserbehandlungsverfahren, das separate aerobe, anoxische und anaerobe Zonen nutzt, um spezifische Schadstoffe gezielt zu entfernen. Aerobe Zonen enthalten Sauerstoff, der das Wachstum von Mikroorganismen fördert, die Kohlenstoff (organische Stoffe) und Ammoniak abbauen. Anoxische Zonen nutzen Durchmischung in Abwesenheit von freiem Sauerstoff, um Nitrat zu entfernen und den Gesamtstickstoffgehalt zu senken. Anaerobe Zonen sind sowohl frei von freiem Sauerstoff als auch von chemisch gebundenem Sauerstoff und schaffen Bedingungen für die biologische Phosphorentfernung.  
  Beispiele: VertiCel®-Systeme, CASPERON™-Systeme, FlexZone-Systeme mit adaptivem Prozessvolumen
  
  
• Oxidationsgräben: Schlaufenreaktorsysteme mit längeren Feststoffverweilzeiten, die Belüftung einsetzen, um organische Stoffe und Nährstoffe biologisch zu entfernen, sowie Durchmischung, um den Tankinhalt in Bewegung und in der Schwebe zu halten. Prozesssteuerungen passen die Betriebsbedingungen an, um Kohlenstoffentfernung, Nitrifikation, Denitrifikation, simultane Nitrifikation und Denitrifikation (SND) sowie Phosphorentfernung zu fördern. 
  Beispiele: Bioloop®-Systeme, Orbal®-Systeme
  
  
• Sequencing-Batch-Reaktor-Systeme (SBR): Ein kompaktes, flexibles Behandlungssystem, das einen einzigen Tank für Nitrifikation, Denitrifikation und biologische Phosphorentfernung verwendet. SBR-Systeme bewältigen Durchflussmengen von 0,01 bis über 60 MGD und können den Bedarf an primären und sekundären Kläranlagen reduzieren.
  Beispiele: Sanitaire® ICEAS SBR-Systeme und OMNIFLO® SBR-Systeme mit Jet Tech-Technologie 
  
  
• Intensivierungsprozesse: Technologien, die vorhandene Infrastruktur nutzen, um die Behandlungskapazität und -leistung zu steigern. Durch die Optimierung vorhandener Anlagen können Einrichtungen höhere Durchflussmengen und Lasten mit denselben Tankvolumina behandeln – und dabei die Einhaltung der sich weiterentwickelnden Abwasserstandards gewährleisten.
  Beispiele: Taron® Belebtschlammfilter, ballastierte Klärsysteme
  
  
• Bewachsenes Trägermaterial (Festbett): Ein Behandlungssystem, das spezialisierte Trägermedien verwendet, um Mikroorganismen eine stabile Oberfläche zum Wachsen und zur Bildung eines biologischen Films zu bieten.  Wenn Abwasser über oder durch das Trägermedium fließt, nehmen Mikroorganismen organische Substanzen und andere Schadstoffe auf und ermöglichen so eine effektive biologische Behandlung. 
  Beispiele: Envirex® rotierende biologische Kontaktoren (RBC), Biofilmreaktoren mit beweglichem Trägermaterial (MBBR)

Belüftung und Durchmischung für die biologische Abwasserbehandlung

Bei Belebungsanlagen, Oxidationsgräben, SBR- und Festbettverfahren sind Belüftung und Durchmischung entscheidend für die Behandlungsleistung und Energieeffizienz. Die richtige Ausrüstung trägt dazu bei, in jedem Prozessschritt gleichbleibende Bedingungen aufrechtzuerhalten.

• Belüftungsanlagen: Dienen der Sauerstoffzufuhr in einer aeroben Behandlungsumgebung, wobei die Sauerstoffübertragungseffizienz je nach Gerätetyp und Prozessauslegung variiert.  
  Beispiele: Feinblasendiffusoren, Grobblasendiffusoren mit breitem Band, Strahlbelüftung 
  
  
• Mischausrüstung: Gewährleistet einen effektiven Kontakt zwischen Feststoffen, Schadstoffen und Substraten für eine optimierte Behandlung. Geeignet für anaerobe, anoxische oder suboxide, begrenzt aerobe Umgebungen, mit verfügbaren mechanischen und druckluftbetriebenen Mischmöglichkeiten.  
  Beispiele: BioMix™ und BioMix-DC Druckgas-Mischsysteme, Flygt® kompakte und getriebeadaptierbare Tauchmischer

Wie wir helfen können

Da die Vorschriften zur Qualität von Abwasser immer strenger werden, wächst die Nachfrage nach hochwertigen Abwasserbehandlungslösungen kontinuierlich – ebenso wie die Methoden zur Reduzierung des Energieverbrauchs und zur Kapazitätserweiterung in bestehenden Anlagen. Xylem reagiert auf die sich weiterentwickelnden Standards der Abwasserbehandlung mit Lösungen, die die Reduzierung des biologischen Sauerstoffbedarfs (BSB), Belüftung, Klärung sowie die Entfernung von Phosphor und Stickstoff umfassen. Wir bieten außerdem wichtige Innovationen für die simultane Nitrifikation-Denitrifikation, die Magnetit-gestützte Behandlung sowie die biologische Behandlung von Spurenschadstoffen wie Selen und Schwermetallen. 

Darüber hinaus kann Xylem helfen, wenn die Behandlungsanlagen einer Kläranlage das Ende ihrer Nutzungsdauer erreichen – und aus dem, was Sie haben, das machen, was Sie brauchen, um die Leistung zu steigern, den Wartungsaufwand zu reduzieren und die Lebensdauer zu verlängern, damit die Kläranlagen in Betrieb bleiben.