ALMA BHU CSTR
Anaerobe Abwasseranlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
Volldurchmischter anaerober Reaktor für anspruchsvolle Industrieabwässer
Der ALMA BHU CSTR ist für Anwendungen konzipiert, bei denen eine intensive und gleichmäßige Durchmischung des anaeroben Reaktorvolumens erforderlich ist. Im Gegensatz zu granulatschlammbasierten Hochlastreaktoren ist der CSTR nicht auf die Ausbildung eines kompakten Granulatschlammbettes angewiesen.
Dadurch können auch organisch hoch belastete Medien mit erhöhten Feststoffanteilen oder wechselnder Zusammensetzung behandelt werden. Die vollständige Durchmischung reduziert Konzentrationsgradienten und sorgt dafür, dass Substrat, Biomasse, Nährstoffe und Temperatur möglichst homogen im Reaktor verteilt werden.
Vorteile des ALMA BHU CSTR
Hohe Feststoffverträglichkeit
Geeignet für Industrieabwässer und Prozessströme mit erhöhten suspendierten oder organischen Feststoffanteilen und heterogener Zusammensetzung.
Homogene Prozessbedingungen
Die intensive Durchmischung verteilt Substrat, Biomasse, Temperatur und Nährstoffe gleichmäßig im gesamten Reaktorvolumen.
Robust bei schwankenden Belastungen
Variierende organische Frachten und wechselnde Zusammensetzungen können durch das große durchmischte Reaktorvolumen ausgeglichen werden.
Flexible Mischtechnik
Je nach Anwendung kommen seitliche Rührwerke, externe Rezirkulation, Umwälzpumpen und Injektionsmischdüsen einzeln oder kombiniert zum Einsatz.
Biogas aus organischer Fracht
Biologisch abbaubare organische Inhaltsstoffe werden anaerob zu methanhaltigem Biogas umgesetzt und damit energetisch nutzbar gemacht.
Aerobe Behandlung entlasten
Die anaerobe CSB-Reduktion verringert die organische Belastung nachgeschalteter aerober Stufen und kann deren Sauerstoff- und Energiebedarf reduzieren.
Wie funktioniert der ALMA BHU CSTR?
Im ALMA BHU CSTR wird das Industrieabwasser kontinuierlich mit der aktiven anaeroben Biomasse vermischt. Die vollständige Durchmischung sorgt für möglichst gleichmäßige biologische und hydraulische Bedingungen im gesamten Reaktor.
Abwasser vorbereiten
Das Industrieabwasser wird bei Bedarf homogenisiert, temperiert, neutralisiert oder vorversäuert und auf geeignete biologische Prozessbedingungen eingestellt.
Abwasser in den CSTR einleiten
Das vorbehandelte Abwasser gelangt kontinuierlich in den anaeroben Reaktor und wird dort unmittelbar mit der vorhandenen aktiven Biomasse vermischt.
Reaktor vollständig durchmischen
Seitliche Rührwerke und/oder externe Rezirkulation mit Umwälzpumpen und Injektionsmischdüsen sorgen für eine gleichmäßige Durchmischung des Reaktorvolumens.
Organische Fracht abbauen
Anaerobe Mikroorganismen bauen biologisch verfügbare organische Verbindungen unter Sauerstoffausschluss ab und reduzieren dadurch die CSB-Fracht.
Biogas bilden und nutzen
Beim anaeroben Abbau entsteht methanhaltiges Biogas, das gesammelt und beispielsweise für Wärme-, Dampf- oder Stromerzeugung genutzt werden kann.
Ablauf weiterbehandeln
Je nach geforderter Ablaufqualität können aerobe Biologie, Feststoffabtrennung, Flotation, Filtration oder Membranverfahren nachgeschaltet werden.
Referenzen Anaerobanlagen
Südzucker, Ochsenfurt Deutschland
Anaerobe Behandlung von Zuckerrüben-Waschwasser mit einer organischen Belastung von rund 45.000 kg CSB/d.
Bioethanolproduktion, Deutschland
Anaerobe Abwasserreinigung von rund 10.000 kg CSB/d mit einem EGSB-Reaktor von ca. 700 m³ Reaktorvolumen.
Zuckerfabrik,
Polen
Anaerobe Behandlung von Zuckerindustrieabwasser mit einem ALMA BHU GMR bei 125 m³/h.
Zuckerindustrie, Deutschland
Anaerobe Behandlung von Industrieabwasser mit einem ALMA BHU GMR bei 220 m³/h.
Zuckerindustrie, Süddeutschland
Anaerobe Abwasserreinigung mit einem ALMA BHU GMR Reaktor für 45 Tonnen CSB pro Tag.
Kläranlage Focsani, Rumänien
Schlüsselfertige kommunale Abwasserbehandlungsanlage für 40.000 m³/d mit anaerober Schlammvergärung.
Mischsysteme des ALMA BHU CSTR
Das zentrale Merkmal eines CSTR ist die vollständige Durchmischung des Reaktorinhalts. ALMAWATECH legt das Mischkonzept entsprechend Reaktorgröße, Abwassereigenschaften, Feststoffgehalt und hydraulischen Anforderungen projektspezifisch aus.
Seitliche Rührwerke
Mechanische Rührwerke erzeugen gezielte Strömungen im Reaktor und sorgen für eine kontinuierliche Vermischung von Substrat, Biomasse und Feststoffen.
Externe Rezirkulation
Ein Teil des Reaktorinhalts wird über außenliegende Umwälzpumpen entnommen und kontrolliert zurückgeführt, um eine intensive hydraulische Umwälzung zu erzeugen.
Injektionsmischdüsen
Strategisch angeordnete Mischdüsen bringen den rezirkulierten Flüssigkeitsstrom mit hoher Strömungsenergie gezielt in das Reaktorvolumen ein.
Kombinierte Mischsysteme
Mechanische und hydraulische Durchmischung können kombiniert werden, um auch bei anspruchsvollen Medien eine möglichst gleichmäßige Reaktorhydraulik zu erreichen.
Wann eignet sich ein CSTR Reaktor besonders?
Der ALMA BHU CSTR eignet sich besonders dann, wenn Industrieabwässer erhöhte Feststoffanteile aufweisen oder Zusammensetzung und organische Belastung deutlich schwanken. Die intensive Volldurchmischung schafft robuste und möglichst homogene Reaktionsbedingungen.
CSTR, GMR, EGSB oder UASB – wann ist der CSTR die richtige Wahl?
Welcher anaerobe Reaktortyp technisch sinnvoll ist, hängt insbesondere von Feststoffgehalt, biologischer Abbaubarkeit, Wasserchemie, hydraulischen Bedingungen und der erforderlichen Durchmischung ab.
Ein CSTR-Reaktor eignet sich besonders für organisch belastete Industrieabwässer mit erhöhten Feststoffanteilen, heterogener Zusammensetzung oder stark schwankenden Frachten. Für überwiegend gelöste und gut biologisch abbaubare Industrieabwässer können dagegen UASB- oder EGSB-Reaktoren vorteilhafter sein.
| Abwassereigenschaft | Häufig geeigneter Reaktortyp |
|---|---|
| Erhöhte Feststoffanteile | CSTR |
| Stark wechselnde Zusammensetzung | CSTR oder GMR |
| Intensive mechanische oder hydraulische Durchmischung erforderlich | CSTR |
| Calciumreiche Industrieabwässer | GMR |
| Hohe gelöste, gut abbaubare CSB-Fracht | EGSB |
| Gelöstes, kontinuierlich anfallendes Industrieabwasser | UASB |
| Sehr geringe Aufstellfläche bei hoher gelöster organischer Fracht | EGSB |
Technische Ausführung des ALMA BHU CSTR
Reaktor, Mischtechnik, Mess- und Regeltechnik sowie Biogasführung werden entsprechend Abwasserzusammensetzung, Reaktorgröße und betrieblichen Anforderungen projektspezifisch aufeinander abgestimmt.
Reaktorkonzept
Continuous Stirred Tank ReactorVollständig durchmischter anaerober Reaktor für organisch belastete Industrieabwässer und Prozessströme.
Mischtechnik
Mechanisch und/oder hydraulischSeitliche Rührwerke, Rezirkulation, Umwälzpumpen und Injektionsmischdüsen nach Aufgabenstellung.
Prozessmessung
pH, Temperatur & ProzessparameterKontinuierliche Überwachung der relevanten biologischen und verfahrenstechnischen Betriebsbedingungen.
Biogastechnik
Gaserfassung und GasnutzungProjektspezifische Auslegung entsprechend erzeugter Biogasmenge und vorgesehenem Nutzungskonzept.
Automatisierung
Automatisierte ProzessführungRegelung von Zulauf, Umwälzung, Temperatur und weiteren für den biologischen Betrieb relevanten Funktionen.
Schnittstellen
Anbindung an vorhandene LeittechnikIntegration der CSTR-Anlage in übergeordnete Prozessleit- und Betriebsführungssysteme.
Anlagenintegration
Neu- und BestandsanlagenEinbindung als anaerobe Hauptstufe oder als Vorbehandlung vor einer bestehenden aeroben Biologie.
ALMA SmartCare
Digitale AnlagenüberwachungProzessdaten, Trenddarstellungen, Alarmhistorie und betriebliche Auswertungen für den Anlagenbetrieb.
FAQ - volldurchmischter Biogasreaktor ALMA BHU CSTR
Was bedeutet CSTR bei einem anaeroben Reaktor?
CSTR steht für Continuous Stirred Tank Reactor. Gemeint ist ein kontinuierlich beschickter, vollständig durchmischter Reaktor. Bei der anaeroben Abwasserbehandlung sorgt die Durchmischung dafür, dass Biomasse, Substrat, Temperatur und Nährstoffe möglichst gleichmäßig im Reaktor verteilt werden.
Welche Vorteile bietet ein CSTR bei schwankender Abwasserzusammensetzung?
Ein CSTR kann Last- und Konzentrationsschwankungen durch sein vollständig durchmischtes Reaktorvolumen vergleichmäßigen. Dadurch werden lokale Überbelastungen reduziert und die anaerobe Biomasse gleichmäßiger mit Substrat versorgt. Das ist besonders bei wechselnden Produktionsbedingungen oder heterogenen Industrieabwässern relevant.
Wie wird ein ALMA BHU CSTR auf die jeweilige Anwendung ausgelegt?
Die Auslegung erfolgt projektspezifisch anhand von Volumenstrom, organischer Fracht, anaerober Abbaubarkeit, Feststoffgehalt, Temperatur, Wasserchemie und Belastungsschwankungen. Zusätzlich werden Reaktorvolumen, hydraulische Verweilzeit und das geeignete Mischsystem aufeinander abgestimmt.
Kann ein CSTR auch Abwässer mit Feststoffen behandeln?
Ja. Ein wesentlicher Vorteil eines volldurchmischten CSTR ist seine Eignung für Medien mit erhöhten suspendierten oder organischen Feststoffanteilen. Entscheidend sind dabei Art, Konzentration, Abbaubarkeit und Mischbarkeit der Feststoffe sowie die erforderliche hydraulische Verweilzeit.
Welche Vorbehandlung kann vor einem CSTR erforderlich sein?
Das hängt von der Zusammensetzung des Industrieabwassers ab. Je nach Anwendung können Siebung, Feststoffabtrennung, Fettabscheidung, Neutralisation, Temperaturregelung, Ausgleichsbecken oder Vorversäuerung sinnvoll sein. Ziel ist es, stabile Bedingungen für den anaeroben Prozess zu schaffen.
Welche Nachbehandlung kann nach einem CSTR folgen?
Ein anaerober CSTR ist häufig Teil einer mehrstufigen Abwasserbehandlung. Abhängig von der geforderten Ablaufqualität können aerobe Biologie, Flotation, Filtration oder Membranverfahren nachgeschaltet werden. Die anaerobe Stufe übernimmt dabei vor allem den Abbau hoher organischer Frachten.
Wie wird das im CSTR erzeugte Biogas genutzt?
Das bei der anaeroben Umsetzung entstehende methanhaltige Biogas kann gesammelt und je nach Projekt energetisch genutzt werden. Typische Anwendungen sind Blockheizkraftwerke, Dampfkessel oder Prozesswärmeerzeugung. Die tatsächlich nutzbare Biogasmenge hängt vor allem von der anaerob abbaubaren CSB-Fracht ab.
Wie lange dauert die biologische Inbetriebnahme eines CSTR-Reaktors?
Die Dauer der Hochfahrphase ist projektspezifisch. Sie hängt unter anderem von Impfbiomasse, Abwasserzusammensetzung, Temperatur, organischer Belastung und Prozessstabilität ab. Die Belastung wird während der Inbetriebnahme schrittweise erhöht, bis der vorgesehene Betriebszustand erreicht ist.
Kann ein CSTR in eine bestehende industrielle Kläranlage integriert werden?
Ja. Ein CSTR kann sowohl in neue Anlagen als auch in bestehende Behandlungssysteme integriert werden. Häufig wird er als anaerobe Vorstufe eingesetzt, um organische Frachten vor einer vorhandenen aeroben Biologie zu reduzieren und dadurch deren Belastung zu senken.
Welche Daten benötigt ALMAWATECH für eine erste CSTR-Bewertung?
Für eine erste technische Bewertung sind vor allem Abwassermenge, CSB, BSB, Feststoffgehalt, Temperatur, pH-Wert und Informationen zur Abwasserzusammensetzung hilfreich. Zusätzlich sollten Belastungsschwankungen, mögliche Hemmstoffe und vorhandene Abwasseranalysen angegeben werden. Daraus lässt sich beurteilen, ob ein CSTR grundsätzlich geeignet ist und welche weiteren Untersuchungen erforderlich sind.
Unsere Reaktoren für die anaerobe Abwasserbehandlung
ALMA BHU BIO EGSB
Zweistufiger anaerober Reaktor ALMA BHU BIO EGSB, der aufgrund des zweistufigen Biogasabzuges mit einer hohen CSB-Raumbelastung beschickt werden kann.
ALMA BHU GMR
ALMA BIO UASB
Einstufiger anaerober Reaktor ALMA UASB zur Gewinnung von Biogas aus Abwässern der Lebensmittelindustrie mit Reaktorgrößen bis 3.000 m³ und Biomasserückführung.
Abwasserdaten prüfen lassen
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung