Biologische Verfahren für CSB-, Ammonium- und Stickstoffabbau
Biologische Abwasseranlage auslegen lassen
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
Was ist aerobe biologische Abwasserbehandlung?
Bei der aeroben biologischen Abwasserbehandlung nutzen Mikroorganismen Sauerstoff, um biologisch abbaubare organische Inhaltsstoffe aus Industrieabwässern zu reduzieren. Je nach Prozessführung lassen sich neben CSB und BSB auch Ammonium und Stickstoff biologisch behandeln.
Unter aeroben Bedingungen bauen Mikroorganismen biologisch verfügbare organische Kohlenstoffverbindungen ab. Bei geeigneter Prozessführung wird zusätzlich Ammonium durch Nitrifikation zunächst zu Nitrit und anschließend zu Nitrat oxidiert.
Für eine weitergehende Stickstoffelimination können aerobe Prozessstufen mit anoxischen Phasen oder Reaktorzonen kombiniert werden. Unter anoxischen Bedingungen wird zuvor gebildetes Nitrat durch Denitrifikation zu elementarem Stickstoff reduziert.
Aerobe biologische Abwasserbehandlung nutzt Mikroorganismen und Sauerstoff, um biologisch abbaubare organische Stoffe aus Abwasser zu entfernen. Durch Nitrifikation und ergänzende anoxische Denitrifikation können zusätzlich Ammonium und Stickstoff reduziert werden.
Welche Stoffe können biologisch aus Industrieabwasser entfernt werden?
Welche Stoffe biologisch reduziert werden können, hängt von ihrer biologischen Abbaubarkeit, der Abwasserzusammensetzung und der gewählten Prozessführung ab. Die wichtigsten Aufgaben aerober biologischer Anlagen sind der Kohlenstoffabbau sowie die Stickstoffbehandlung.
CSB und BSB
Biologisch verfügbare organische Kohlenstoffverbindungen werden durch heterotrophe Mikroorganismen umgesetzt. Dadurch können die CSB- und BSB-Frachten des Abwassers reduziert werden.
Ammonium
Nitrifizierende Mikroorganismen oxidieren Ammonium unter aeroben Bedingungen zunächst zu Nitrit und anschließend zu Nitrat.
Gesamtstickstoff
In anoxischen Prozessphasen oder Reaktorzonen kann Nitrat durch Denitrifikation zu elementarem Stickstoff reduziert und damit aus dem Abwasser entfernt werden.
Biologisch abbaubare Spurenstoffe
Je nach Abwasserzusammensetzung können biologische Systeme auch weitere biologisch abbaubare organische Verbindungen reduzieren. Die tatsächliche Abbaubarkeit wird projektspezifisch bewertet.
Aerobe biologische Verfahren im technischen Vergleich
SBR, MBBR, MBR, Belebtschlamm und Biofiltration unterscheiden sich vor allem hinsichtlich Biomasserückhalt, Betriebsweise, Feststoffabtrennung und Reaktorkonzept. Der technische Vergleich zeigt die grundlegenden Unterschiede der Verfahren, unabhängig von der späteren projektspezifischen Auswahl.
| Verfahren | Biomasseprinzip | Betriebsweise | Feststoffabtrennung | Technisches Merkmal |
|---|---|---|---|---|
| SBR | Suspendierter Belebtschlamm | Diskontinuierlich / zyklisch | Sedimentation direkt im SBR-Reaktor | Biologische Reaktion und Sedimentation erfolgen zeitlich nacheinander im selben Reaktor |
| MBBR | Biofilm auf frei beweglichen Carriern | Kontinuierlich | Separate Abtrennung ausgetragener Biomasse | Hohe aktive Biomassedichte durch Biofilm auf beweglichen Aufwuchskörpern |
| MBR | Suspendierte Biomasse | In der Regel kontinuierlich | Membranfiltration / externe UF | Biologische Behandlung und externe Ultrafiltration werden kombiniert |
| Belebtschlamm | Suspendierter Belebtschlamm | Kontinuierlich | Nachklärung mit Biomasserückführung | Räumliche Trennung von biologischer Reaktion und Schlammabtrennung |
| BAF / Biofiltration | Biofilm auf festem Filter- oder Trägermaterial | Kontinuierlich | Filtration innerhalb bzw. über das Filterbett | Biologischer Biofilmprozess und Filtration werden in einer Prozessstufe kombiniert |
Die aeroben Verfahren unterscheiden sich vor allem darin, wie die Biomasse im System gehalten und das behandelte Wasser von Feststoffen getrennt wird. Die spätere Verfahrensauswahl richtet sich zusätzlich nach CSB-/BSB-Fracht, Stickstoffbelastung, Temperatur, Belastungsprofil, Platzbedarf und geforderter Ablaufqualität.
Unsere aeroben biologischen Abwasserbehandlungsanlagen
ALMAWATECH bietet verschiedene biologische Verfahren für industrielle Abwässer. Die Auswahl und Auslegung erfolgt projektspezifisch auf Grundlage von Abwasseranalyse, Belastungsprofil und geforderter Ablaufqualität.
ALMA BIO SBR
Der ALMA BIO SBR ist ein zyklisch betriebener biologischer Reaktor für industrielle Abwasserströme mit wechselnden Belastungen und diskontinuierlichem Abwasseranfall. Befüllung, biologische Reaktion, Sedimentation und Klarwasserabzug erfolgen zeitlich nacheinander im selben Reaktor.
- Schwankende Produktionsabwässer
- Batchweiser Abwasseranfall
- CSB- und BSB-Abbau
- Nitrifikation und Denitrifikation
- Kompakte biologische Anlagen
ALMA BIO MBBR
Beim ALMA BIO MBBR wächst die aktive Biomasse auf frei beweglichen Kunststoff-Carriern. Die große biologisch aktive Oberfläche ermöglicht eine kompakte Biofilmtechnologie für organischen Abbau, Nitrifikation und Stickstoffelimination.
- Hohe oder schwankende CSB-Frachten
- Ammoniumabbau
- Stickstoffelimination
- Erweiterung vorhandener biologischer Anlagen
- Kompakte Biofilmstufen
ALMA BIO MBR
Der ALMA BIO MBR kombiniert biologische Abwasserbehandlung mit einer externen Ultrafiltration. Die Biomasse wird in der biologischen Stufe gehalten, während die externe UF die Feststoffabtrennung übernimmt und damit eine sehr geringe Feststoffbelastung im Ablauf ermöglicht.
- Hohe Anforderungen an die Ablaufqualität
- Water-Reuse-Anwendungen
- Externe UF zur Biomasserückhaltung
- Biologie und Membranfiltration kombiniert
- Industrielle Prozesswasserwiederverwendung
ALMA BHU BIO
Der ALMA BHU BIO ist eine individuell ausgelegte biologische Belebtschlammanlage für große industrielle Abwasserströme. Je nach Reinigungsziel werden aerobe und anoxische Prozessstufen mit Sedimentation und Biomasserückführung kombiniert.
- Große industrielle Abwasserströme
- Kontinuierliche Produktion
- CSB- und BSB-Abbau
- Nitrifikation und Denitrifikation
- Individuell geplante Großanlagen
ALMA BIO BBI
Der ALMA BIO BBI ist eine kompakte biologische Abwasserbehandlungsanlage auf Basis des Belebtschlammverfahrens. Biologische Reaktion und Feststoffabtrennung werden in einem kompakten Anlagenkonzept für kleinere und mittlere Industrieabwassermengen kombiniert.
- Kompakte biologische Behandlung
- CSB- und BSB-Abbau
- Integrierte Sedimentation
- Kleinere und mittlere Abwasserströme
- Industrieabwässer mit biologisch abbaubarer Fracht
ALMA BHU DEA
Der ALMA BHU DEA ist für die biologische Stickstoffelimination aus ammoniumreichen Abwässern ausgelegt. Das Deammonifikationsverfahren kombiniert partielle Nitritation mit anammoxbasierter Stickstoffumsetzung.
- Ammoniumreiche Industrieabwässer
- Weitergehende Stickstoffelimination
- Partielle Nitritation
- Anammox-Prozess
- Projektspezifische biologische Auslegung
Weitere aerobe Biofilmverfahren
Ergänzend zu SBR, MBBR, MBR und Belebtschlammanlagen bietet ALMAWATECH Biofiltrationssysteme für unterschiedliche hydraulische Leistungen, biologische Nachbehandlung und Water-Reuse-Anwendungen.
ALMA BHU BAF
Biologisch aktivierte Filtration für hohe WasserströmeDie ALMA BHU BAF kombiniert Biofilmprozesse mit Filtration und eignet sich für den biologischen Abbau organischer Stoffe sowie für Nitrifikations- und Denitrifikationsaufgaben.
ALMA BioFil Compact
Kompakte Biofiltration für industrielle WasserkreisläufeDer ALMA BioFil Compact eignet sich für kompakte biologische Anwendungen sowie die Behandlung von Wasserkreisläufen oder Permeaten und kann als Vorbehandlung für weitergehende Membranverfahren eingesetzt werden.
Aerobe Abwasseranlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
SBR, MBBR, MBR oder Biofiltration – welches Verfahren ist das richtige?
Die Auswahl des geeigneten biologischen Verfahrens hängt von Abwasserzusammensetzung, Belastungsprofil, hydraulischen Randbedingungen und den geforderten Ablaufwerten ab. Je nach Anwendung können unterschiedliche biologische Technologien technisch und wirtschaftlich sinnvoll sein.
| Ausgangssituation | Häufig geeignete Technologie |
|---|---|
| Stark schwankender oder batchweiser Zulauf | SBR |
| Hohe Prozessrobustheit bei kompakter Bauweise | MBBR |
| Sehr hohe Ablaufqualität oder Water-Reuse | MBR |
| Kontinuierliche große Industrieabwassermengen | Belebtschlammverfahren |
| Biologische Nachbehandlung oder Polishing | BAF / Biofiltration |
| Bestehende biologische Anlage soll leistungsfähiger werden | Häufig MBBR oder eine zusätzliche Biofilmstufe |
| Ammonium muss zuverlässig nitrifiziert werden | SBR, MBBR, BAF oder Belebtschlamm – projektspezifische Auswahl |
Es gibt kein biologisches Verfahren, das für jedes Industrieabwasser gleichermaßen optimal ist. ALMAWATECH wählt die geeignete Technologie anhand der tatsächlichen Abwasseranalyse, hydraulischen und organischen Belastungsprofile sowie der geforderten Ablaufwerte aus.
Aerobe oder anaerobe Abwasserbehandlung – was ist der Unterschied?
Aerobe und anaerobe Verfahren nutzen beide Mikroorganismen zur biologischen Abwasserbehandlung, unterscheiden sich jedoch grundlegend hinsichtlich Sauerstoffbedarf, Prozessführung und Einsatzbereich.
Aerobe Abwasserbehandlung
Aerobe Mikroorganismen benötigen Sauerstoff zur biologischen Umsetzung organischer Verbindungen. Aerobe Systeme eignen sich insbesondere für die weitergehende Abwasserreinigung, den CSB- und BSB-Abbau, die Nitrifikation von Ammonium und – in Kombination mit anoxischen Prozessstufen – die Stickstoffelimination.
Anaerobe Abwasserbehandlung
Anaerobe Mikroorganismen arbeiten ohne Sauerstoffzufuhr. Stark organisch belastete Industrieabwässer können damit biologisch vorgereinigt werden. Dabei wird ein Teil der organischen Fracht biologisch in energiereiches Biogas umgewandelt.
Aerobe und anaerobe Verfahren kombinieren
Bei hoch belasteten industriellen Abwässern kann eine anaerobe Vorbehandlung mit einer aeroben Nachbehandlung kombiniert werden. Die anaerobe Stufe reduziert zunächst einen wesentlichen Teil der organischen Fracht. Die nachgeschaltete aerobe Biologie übernimmt anschließend die weitergehende CSB-Reinigung sowie – je nach Anlagenkonzept – Nitrifikation und Stickstoffelimination.
Zur anaeroben AbwasserbehandlungReferenzen für aerobe biologische Abwasserbehandlung
Zuckerindustrie, Pemuco, Chile
Nitrifikation und Denitrifikation mit integrierter Entgasung und Sedimentation für einen Abwasservolumenstrom von 120 m³/h.
Abraham Benelux S.A., Belgien
Kompakte biologische Abwasserbehandlungsanlage in Containerbauweise für 35 m³/d.
Papierfabrik, Süddeutschland
Elimination von biologisch schwer abbaubaren CSB mittels Biofiltration bei einem Volumenstrom von 700 m³/h.
Zuckerindustrie, Deutschland
Anaerobe Behandlung und aerobe Nachbehandlung für 220 m3/h aus der Zuckerindustrie.
Molkerei, Prozesswasser, Deutschland
Biofiltration zur weitergehenden CSB-Elimination im Water-Reuse-Prozess, ausgelegt für 600 m³/d.
Top Harvest Yanchang Coal, China
Biologische Abwasserbehandlung für 1.500 m³/h mit vorgeschalteter DAF-Stufe zur Vorbehandlung von Raffinerieabwasser.
Automatisierung biologischer Abwasseranlagen
Die biologische Reinigungsleistung hängt wesentlich von Sauerstoffversorgung, hydraulischer Belastung, Temperatur und organischer Fracht ab. ALMAWATECH kombiniert aerobe biologische Verfahren deshalb mit projektspezifischer Mess- und Automatisierungstechnik.
Typische Messgrößen in biologischen Abwasseranlagen
Typische industrielle Anwendungen der biologischen Abwasserbehandlung
Aerobe biologische Abwasserbehandlung kommt in zahlreichen Industriezweigen zum Einsatz, wenn organische Belastungen, Ammonium oder Stickstoff biologisch reduziert werden sollen.
Lebensmittelindustrie
Biologische Behandlung von Produktionsabwässern mit hohen und häufig schwankenden organischen CSB- und BSB-Frachten.
Getränkeindustrie & Brauereien
Abbau gut biologisch verfügbarer organischer Belastungen sowie Nitrifikation und weitergehende Stickstoffelimination.
Molkereien
Behandlung organisch hoch belasteter Abwässer mit hohen CSB-/BSB-Frachten und deutlichen Produktionsschwankungen.
Papier- & Verpackungsindustrie
Biologische Haupt- oder Nachbehandlung organisch belasteter Prozessabwässer aus industriellen Produktionsprozessen.
Chemische Industrie
Behandlung geeigneter biologisch abbaubarer Teilströme nach einer auf Abwasserzusammensetzung und mögliche Hemmstoffe abgestimmten Vorbehandlung.
Pharma- & Kosmetikindustrie
Biologische Behandlung organisch belasteter Produktions- und Reinigungsabwässer nach Prüfung der biologischen Abbaubarkeit.
Welche Daten benötigen wir für die Auslegung einer biologischen Abwasseranlage?
Für die Auswahl des geeigneten Verfahrens und eine belastbare Dimensionierung benötigen wir Angaben zur hydraulischen Belastung, biologisch abbaubaren Fracht, Stickstoffbelastung und den gewünschten Ablaufwerten.
Wichtige Daten für die erste Verfahrensauswahl
- Durchschnittlicher und maximaler Volumenstrom
- Tages- und Wochenprofile
- CSB
- BSB
- Gelöster und Gesamt-CSB
- Ammonium-Stickstoff
- Gesamtstickstoff
- Phosphor
- pH-Wert
- Abwassertemperatur
- Feststoffgehalt
- Leitfähigkeit
- Belastungsspitzen
- Produktionszeiten
- Vorhandene Vorbehandlung
- Gewünschte Ablaufwerte
- Bekannte Hemm- oder Schadstoffe
- Vorhandene Becken und verfügbare Aufstellfläche
Welche biologische Abwasserbehandlung eignet sich für Ihr Abwasser?
Senden Sie uns Ihre Abwasseranalyse, Volumenstromdaten und gewünschten Ablaufwerte. Unsere Verfahrenstechniker prüfen, ob SBR, MBBR, MBR, Belebtschlamm, Biofiltration oder eine Kombination mehrerer Verfahren die technisch und wirtschaftlich geeignete Lösung darstellt.
Planung und Bau einer aeroben Abwasseranlage
Technische Unterlagen und Datenblätter für aerobe Abwasserbehandlungsanlagen
Fotos von aeroben Abwasserbehandlungsanlagen
Häufige Fragen zu aeroben Abwasseranlagen
Was ist eine aerobe biologische Abwasserbehandlung?
Bei einer aeroben biologischen Abwasserbehandlung nutzen Mikroorganismen Sauerstoff, um biologisch abbaubare organische Stoffe aus dem Abwasser umzusetzen. Je nach Prozessführung können zusätzlich Ammonium nitrifiziert und Stickstoff über eine anoxische Denitrifikation entfernt werden.
Welche biologische Abwasserbehandlung ist für Industrieabwasser am besten geeignet?
Das hängt von Abwasserzusammensetzung, Belastung, Volumenstrom und Ablaufanforderungen ab. SBR eignet sich beispielsweise gut für schwankende oder diskontinuierliche Abwasserströme, während MBBR eine kompakte Biofilmtechnologie darstellt und MBR insbesondere bei hohen Ablaufanforderungen interessant ist.
Was ist der Unterschied zwischen SBR, MBBR und MBR?
Beim SBR erfolgen biologische Reinigung und Sedimentation zeitlich nacheinander in einem Reaktor. Beim MBBR wächst die Biomasse auf beweglichen Carriern. Ein MBR kombiniert biologische Behandlung mit einer Membranfiltration zur Feststoffabtrennung.
Kann eine biologische Anlage auch bei stark schwankenden Abwasserbelastungen eingesetzt werden?
Ja. Verfahren wie SBR oder MBBR können gezielt für schwankende hydraulische und organische Belastungen ausgelegt werden. Entscheidend sind jedoch die tatsächlichen Belastungsprofile und mögliche Produktionsspitzen.
Wann ist eine Vorbehandlung vor der biologischen Stufe notwendig?
Eine Vorbehandlung kann erforderlich sein, wenn das Abwasser hohe Feststoff-, Fett-, Schwermetall- oder andere biologisch hemmende Belastungen enthält. Je nach Anwendung können Siebung, Flotation, Neutralisation oder chemisch-physikalische Behandlung vorgeschaltet werden.
Kann eine vorhandene biologische Kläranlage erweitert werden?
Ja. Bestehende biologische Anlagen können je nach Beckengeometrie und Reinigungsziel beispielsweise durch zusätzliche Biofilmstufen, MBBR-Carrier, Biofiltration oder weitere Reaktorlinien erweitert werden.
Wie wichtig ist die Abwassertemperatur für die biologische Reinigung?
Die Temperatur beeinflusst die Aktivität und Wachstumsgeschwindigkeit der Mikroorganismen erheblich. Besonders die Nitrifikation reagiert empfindlich auf niedrige Temperaturen, weshalb die Temperatur bei der Dimensionierung berücksichtigt werden muss.
Kann aerobe biologische Abwasserbehandlung für Water-Reuse eingesetzt werden?
Ja. Aerobe biologische Behandlung kann ein zentraler Bestandteil von Water-Reuse-Konzepten sein. Besonders MBR- und Biofiltrationssysteme können als biologische Vorstufe vor weitergehenden Membranverfahren wie Ultrafiltration oder Umkehrosmose eingesetzt werden.
Unsere anaeroben Abwasserreinigungsanlagen
ALMA BHU BIO
Das ALMA BHU BIO System kombiniert Nitrifikation, Denitrifikation und Sedimentation mit Biomasserückführung zur Steigerung der Umsatzraten.
ALMA BIO BBI
Das ALMA BIO BBI System zeichnet sich durch seinen integrierten Sedimenter aus, wodurch es sich im Vergleich zu ähnlichen Systemen als äußerst platzsparend erweist.
ALMA BAF
Bei der biologisch aktivierten Filtration (BAF) werden sessile Mikroorganismen verwendet, um organische Verbindungen (BSB, CSB) und Stickstoff aus Abwasser zu entfernen.
ALMA BIO MBBR
Biologische Abwasserbehandlung mit frei beweglichen Aufwuchskörpern zur effizienten Reduktion von Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen.
ALMA BIO SBR
Sequenziell betriebener Bioreaktor mit zeitlich getrennten Phasen für biologische Reinigung, Sedimentation und Klarwasserabzug.
ALMA BHU BIO DEA
Biologisches Deammonifikationsverfahren zur energieeffizienten Stickstoffelimination aus hoch ammoniumhaltigen Abwässern bei geringem Sauerstoffbedarf.
ALMA BIO Compact MBBR
Containerisierte MBBR-Anlage zur biologischen Abwasserbehandlung mit hoher Flächenleistung und schneller betrieblicher Integration.
ALMA BioFil Compact
Unsere kompakte biologisch aktivierte Filtration in Behälterbauweise, ausgestattet mit speziellen Aufwuchskörpern für ein effektives Biomassewachstum.
ALMA BIO MBR
Membranbioreaktor mit getauchten Plattenmodulen oder extern angeordneter Ultrafiltrationseinheit in robuster Rohrmodulbauweise.
Abwasserdaten prüfen lassen
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung