Neue und strengere Vorschriften für die Abwasserbehandlung erfordern eine effektive Entfernung von potenziell schädlichen Schadstoffen, bevor das Abwasser in die Umwelt eingeleitet werden darf. In diesem Artikel untersucht Simon Emms, Business Development Manager (UK), die Vorteile der aeroben als auch der anaeroben Vergärung und erläutert, wie eine Kombination beider Verfahren genutzt werden kann, um ein optimale Behandlung zu erreichen.
Bei komplexeren oder stärker verschmutzten Abwässern wird der Behandlungsprozess in der Regel in mehreren Phasen durchgeführt, um verschiedene Schadstoffe zu entfernen.
- Mechanische Vorbehandlung– Die Entfernung fester Abfallstoffe durch Sedimentation oder Flotation, wie sie beispielsweise in den Systemen IDRAFLOT® (DAF), Multiflo™ oder Discfilter Anwendung findet.
- Biologische Behandlung– Die Entfernung organischer Stoffe durch biologische Prozesse wie die mikrobielle Zersetzung.
- Tertiäre Behandlung – Dies kann die grundlegende Entfernung von Schwebstoffen oder eine weitere Aufbereitung zur Erfüllung der erforderlichen Wasserqualität für die Einleitung oder in einigen Fällen die Wiederverwendung vor Ort umfassen.
Die sekundäre „organische“ Reinigungsstufe wirkt auf einer tieferen Ebene als die primäre Phase, indem sie mithilfe aerober und anaerober Mikroorganismen wie Bakterien, Algen und Pilzen Schadstoffe physisch abbaut oder zersetzt. Damit diese Phase so effektiv wie möglich durchgeführt werden kann, sind mehrere Faktoren zu berücksichtigen, darunter die Art der Entstehung des Abwassers, Zeit-, Energie- und Kostenaspekte sowie Anforderungen an das Abwasser oder den Ausstoß. Die optimale Lösung, die all diese Faktoren berücksichtigt, könnte in der Nutzung eines oder einer Kombination von aeroben und anaeroben Vergärungsprozessen bestehen.
Was ist aerobe Behandlung?
Die aerobe Abwasserbehandlung ist ein biologischer Prozess, bei dem Sauerstoff zur Zersetzung von Schadstoffen und Verunreinigungen eingesetzt wird. Sauerstoff wird durch ein mechanisches Belüftungsgerät, wie beispielsweise einen Luftgebläse oder Kompressor, kontinuierlich in das Abwasser eingemischt. Aerobe Mikroorganismen ernähren sich anschließend von der organischen Substanz im Abwasser und wandeln diese in Kohlendioxid und Biomasse um, die entfernt werden kann. Das Endergebnis ist Wasser, das sauber genug ist, um abgeleitet zu werden.
Ein Beispiel für ein aerobes biologisches System ist unsere AnoxKaldnes™ MBBR (Moving Bed Bio Reactor) Technologie, ein leistungsstarkes biologisches System, das Trägermaterialien verwendet, um die Gesamtgröße und den Platzbedarf im Vergleich zu herkömmlichen biologischen Verfahren zu reduzieren. Falls eine Wasserwiederverwendung erforderlich ist, können wir auch MBR (Membrane Bio Reactor) einsetzen, welches ebenfalls ein aerober Prozess ist.
Hauptmerkmale und Vorteile der aeroben Behandlung
Die aerobe Behandlung von Abwasser ist ein stabiles, unkompliziertes Verfahren, das Schadstoffe effizient entfernt und so einen qualitativ hochwertigen Ablauf erzeugt. Allerdings kann das für den Prozess notwendige Sauerstoffeintrag energieintensiv sein, was sich auf die Betriebs- und Wartungskosten auswirken kann. Daher ist das Anlagendesign ein entscheidender Faktor für optimierte Betriebskosten. In aeroben Systemen können sich darüber hinaus Bioschlämme bilden, wenn Mikroorganismen bestimmte Feststoffe nicht abbauen können oder wenn überschüssige Biomasse aus dem biologischen Prozess anfällt. In der Regel erfordert ein aerober Prozess daher die Implementierung einer Stufe zur Feststoffentfernung, um diese Biomasse zu entfernen, beispielsweise durch unsere Feststoffentfernungssysteme IDRAFLOT® oder Hydrotech Discfilter. Dies ist im Betrieb aerober Anlagen vollkommen üblich. Sehen Sie sich unten unsere Videos zu IDRAFLOT® und Hydrotech Discfilter an.
Was ist anaerobe Vergärung?
Die anaerobe Vergärung behandelt Abwässer mittlerer bis hoher Belastung, indem Bakterien organische Abfälle in Energie umwandeln. Es handelt sich um einen natürlicherweise ablaufenden biologischen Prozess unter geeigneten Bedingungen. Für eine großtechnische Nutzung wird der Prozess jedoch in geschlossenen Fermentationstanks ohne Sauerstoffzufuhr optimiert. Die Mikroorganismen zersetzen die organischen Abfallstoffe und wandeln sie in Biogas um.
Hauptmerkmale und Vorteile der Anaeroben Vergärung
Die anaerobe Vergärung kann zur Behandlung einer breiten Palette organischer Abfälle und Abwässer eingesetzt werden, von landwirtschaftlichen bis hin zu industriellen Anwendungen. Es handelt sich um ein flexibles Verfahren, das im Vergleich zur aeroben Vergärung weniger energieintensiv sein kann und dessen Anlagen typischerweise eine kleinere Grundfläche erfordern. Dies ist insbesondere für Industriestandorte mit begrenztem Platzangebot oder eingeschränktem Zugang von Vorteil. Im Vergleich zu herkömmlichen aeroben Anlagen erzeugt die anaerobe Vergärung weniger Schlamm, bietet jedoch zusätzlich den Vorteil der Biogaserzeugung, welches als erneuerbare Energiequelle (Erdgas/Methan) genutzt werden kann. Dies unterstützt nicht nur ESG-Ziele, sondern ermöglicht auch eine Vor-Ort-Energieversorgung, die den Eigentümer der Anlage vor den Auswirkungen des Energiemarktes schützen kann.
In einigen Fällen muss auf die anaerobe Vergärung eine aerobe Aufbereitungsanlage folgen, um sicherzustellen, dass das Wasser ausreichend gereinigt ist, um wieder in Gewässer eingeleitet werden zu können. Veolia kann jedoch Kunden dabei unterstützen, die genauen Anforderungen zu ermitteln, indem wir mit unseren internen Team aus Verfahrens- und Ingenieurfachexperten zusammenarbeiten.
Eine kombinierte Behandlung
Sowohl die aerobe als auch die anaerobe Vergärung tragen zur Kreislaufwirtschaft bei, in der systematisch entsorgter Abfall zu einer wertvollen Ressource für eine alternative Nutzung wird (z. B. Abfallverwertung). Beide Methoden bieten nachweisbare Vorteile. Daher kann eine Kombination aus aeroben und anaeroben Prozessen bei der Abwasserbehandlung eingesetzt werden, um eine vollständige Entfernung von Schadstoffen und Nährstoffen zu gewährleisten. Für eine effektive Kombination dieser Systeme ist es unerlässlich, die Qualität des Zu- und Ablaufwassers sorgfältig zu prüfen und zu überlegen, ob der Standort von Nebenprodukten wie Biogas zur Unterstützung der Energieerzeugung vor Ort profitieren könnte.
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