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Die biologische Reinigungsstufe



In der biologischen Reinigungsstufe wird die gelöste und sehr fein verteilte Schmutzfracht durch Bakterien in einem aeroben Reinigungsprozess in sauberes Abwasser und absetzbare Feststoffe, den so genannten Überschussschlamm, umgewandelt.

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

Bei den Belebtschlammverfahren befindet sich die Biomasse in Schwebe im zu reinigenden Abwasser und wird über Belüfter mit Sauerstoff versorgt. Dabei durchläuft das Abwasser die Klärbecken kontinuierlich (Durchlaufbiologie) oder es findet eine chargenweise Reinigung des Abwassers statt (SBR-Verfahren).

Bei den Festbettverfahren ist die Biomasse als Biofilm auf Bewuchsträger fixiert. Dabei entnehmen die Bakterien den benötigten Sauerstoff aus der sie umströmenden Atmosphäre. Bei Tropfkörperanlagen besteht der Bewuchsträger aus einer offenen Gitterstruktur, der Biofilm wird gleichzeitig von Abwasser und Atmosphärenluft umspült. Bei Tauchkörperanlagen wird der auf dem Bewuchsträger befindliche Biofilm mittels einer Rotationsbewegung abwechselnd der Atmosphäre und dem zu reinigenden Abwasser ausgesetzt.

Für bestimmte Anwendungsfälle finden auch Kombinationen aus den oben genannten Verfahren ihre Anwendung.

Der aerobe biologische Reinigungsprozess dient zu allererst der Reduktion der organischen Kohlenstoffverbindungen, gekennzeichnet durch die Kennwerte BSB5 und CSB. Des Weiteren wird durch diesen Prozess eine Umwandlung des für die Natur schädlichen, leicht flüchtigen Ammonium-Stickstoffes in den immobilen Nitrat-Stickstoff erzielt. Man spricht dabei von der so genannten Nitrifikation. Für beide Verfahren sind Reinigungsleistungen von bis zu 99% erreichbar. Wird nun das so gereinigte Abwasser rezirkuliert in ein vorgeschaltetes Reaktionsbecken führt dies zur Denitrifikation. Dabei entziehen die im Reaktionsbecken vorhandenen Kohlenstoffverbindungen dem Nitrat den gebundenen Sauerstoff, so dass der nun elementare Stickstoff entweichen kann.

Der Vorteil der aeroben biologischen Verfahren ist eine weitgehende Geruchsfreiheit bei der Abwasserbehandlung.

Bei sehr hoch belasteten industriellen Abwässern kommen gelegentlich auch biologische Anaerob-Verfahren, die im Wesentlichen Faulprozesse nutzen, zum Einsatz.


System S&P® verwendet bei der biologischen Abwasserreinigung das Scheiben-tauchkörperverfahren, welches eine Kombination aus Tropfkörper und Tauchkörper darstellt. Der Scheibentauchkörper stellt das energetisch günstigste technische Verfahren dar, da nur der geringste Teil der an der Abwasserreinigung beteiligten Elemente, nämlich der Rotor samt Biomasse, bewegt wird. Bei der Auslegung der biologischen Scheibentauchkörperstufe verwendet System S&P® ausschließlich das seit 2001 gültige ATV-Arbeitsblatt 281. Für andere Klimazonen wird diese Richtlinie entsprechend den beiSystem S&P® seit über 20 Jahren vorliegenden Erfahrungen modifiziert.
Anlagen, bei denen der Sauerstoff über Druckluft oder durch Mischer über die Oberfläche eingebracht werden muss, haben hingegen einen um bis zu 50% höheren Energieverbrauch.

Aufgrund des hohen Schlammalters der Biomasse bei dem von System S&P® angewandten Festbettverfahren wurde nachgewiesen, dass die Überschussschlammproduktion um bis zu 50% geringer ausfällt.