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Verfahrenstechnik



Eine moderne Abwasserreinigung nach dem heutigen Stand der Technik erfolgt nach dem bewährten Prinzip der nachgeschalteten Reinigungsstufen. Das häusliche, industrielle oder aus der Landwirtschaft kommende Abwasser wird mechanisch-physikalisch vorgeklärt, biologisch gereinigt, mechanisch-physikalisch nachgeklärt und wieder dem natürlichen Wasserkreislauf zugeführt. Diese natürliche Art der Abwasserbehandlung bedarf keinerlei chemischer Zusätze. Bei speziellen Abwasserarten kann eine chemische Reinigungsstufe jedoch die natürlichen Prozesse wesentlich unterstützen.
Für erhöhte Anforderungen sind des Weiteren noch nachgeschaltete Reinigungsstufen, beispielsweise Desinfektion, verfügbar. Die Modulbauweise von System S&P® bietet je nach Anforderung eine Vielzahl von Kombinationen der oben genannten Verfahren.


Die mechanisch-physikalische Vorklärung erfolgt bei Kleinkläranlagen zumeist in Mehrkammergruben oder mit Hilfe eines äquivalenten Verfahrens. Bei großen Anlagen kommen dem Stand der Technik entsprechende Verfahren wie Rechenbauwerke, Sandfänge, Siebschnecken zur Anwendung. In vielen Fällen kann es notwendig sein, einen Fettfang vorzusehen. Ziel hierbei ist es, alle Arten von Feststoffen abzutrennen und sie somit von der biologischen Stufe fernzuhalten, da sie diese unter Umständen negativ beeinflussen können. Mit den genannten mechanischen Verfahren ist eine Reinigungsleistung von bis zu 35% möglich.


Den Hauptteil der Abwasserreinigung übernimmt die biologische Stufe. In der biologischen Stufe bauen Mikroorganismen unter Aufnahme von Sauerstoff die organische Schmutzfracht, überwiegend bestehend aus Kohlenstoffverbindungen, ab. Durch entsprechende Prozessführung ist die biologische Umwandlung von Ammonium-Stickstoff in den für die Umwelt wesentlich ungefährlicheren Nitrat-Stickstoff möglich. Dieser Prozess wird Nitrifikation genannt. Anschließend lässt sich durch die so genannte Denitrifikation der Stickstoff in einem anoxischen Prozess komplett entfernen. Hochbelastete Abwässer können mittels biologischen Anaerob-Stufen behandelt werden, die zur biologischen Phosphorelimination eingesetzt werden.
Gängige Verfahren der biologischen Reinigung sind hierbei die so genannten Belebt-schlammverfahren, bei dem die Biomasse im Abwasser schwebt und über Belüfter mit dem lebensnotwendigen Sauerstoff versorgt wird. Im Gegensatz dazu haftet die Biologie bei den so genannten Festbettverfahren auf Aufwuchsflächen, die kontinuierlich oder periodisch von der Sauerstoff-Atmosphäre umspült werden.
Ebenfalls sind Kombinationen aus den beiden oben genannten Verfahren möglich.


Die Nachklärstufe ist notwendig, da das biologisch gereinigte Abwasser noch Abbauprodukte aus der biologischen Stufe, den so genannten Überschussschlamm, enthält, die mechanisch-physikalisch abgetrennt werden müssen. Geeignete Verfahren sind hierbei Schwerkraftabscheider wie Emscherbecken oder Flotationsabscheider.


Eine besondere Art des Schwerkraftabscheiders ist der so genannte Lamellenseparator oder Schrägklärer, der sich insbesondere in Kombination mit einer Festbettbiologie bewährt hat.
Der in der Vorklärung abgetrennte Schlamm wird als Fäkalschlamm bezeichnet und kann auf Grund seiner Konsistenz und seines Stabilisierungsgrades nicht der landwirtschaftlichen Nutzung zugeführt werden. Der Überschussschlamm hingegen ist insbesondere bei den Festbettverfahren weitgehend stabilisiert und kann somit als wertvoller Dünger im Landbau Verwendung finden. Weitere Schlammentsorgungswege sind die Kompostierung, Klärschlammvererdung und –Verbrennung.


Zur weiteren Verbesserung der Qualität des gereinigten Abwassers kann mittels verschiedener tertiärer Reinigungsstufen erreicht werden. Dies ist insbesondere notwendig, falls das Abwasser beispielsweise zur Beregnung oder als Brauchwasser für Klimaanlagen oder Toilettenspülungen wieder verwendet werden soll. Gängige Verfahren sind hierbei die chemische Fällung zur Phosphat-Elimination oder Schwermetall-Entfernung. Die mechanisch-physikalische Filtration, beispielsweise Sandfilter, entfernt feinste Schwebstoffe. Die Aktivkohle-Filtration ist in der Lage biologisch nicht abbaubare organische Verbindungen zu entfernen. Die UV-Desinfektion oder die Chlorierung beseitigt die Verkeimung des gereinigten Abwassers.
Durch alleinige Verwendung der tertiären Reinigungsverfahren kann vorhandenes Oberflächen- oder Grundwasser ebenfalls zu Brauchwasser aufbereitet werden.


Für eine Aufbereitung zu Trinkwasser finden neben den oben genannten Verfahren vornehmlich die Ultra- und Nanofiltration, die Umkehrosmose, sowie die Membrantechnologie Verwendung. Das Ziel dieser Verfahren ist es, Trinkwasser ohne gesundheitsschädliche Nebenwirkungen für Mensch und Tier zur Verfügung zu stellen.


In besonders sensiblen Bereichen wie Krankenhäusern oder Hotels kann zur Sicherung einer absoluten Geruchsfreiheit der zusätzliche Einsatz von Abluftfiltern sinnvoll sein. Dabei kommen im wesentlichen Biofilter zum Zuge.