ALMA BIO MBBR – Moving Bed Biofilm Reactor für CSB-, Ammonium- und Stickstoffabbau
MBBR-Anlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
Was ist ein MBBR-Reaktor?
Ein MBBR-Reaktor (Moving Bed Biofilm Reactor) ist ein biologisches Verfahren zur Abwasserbehandlung, bei dem Mikroorganismen als Biofilm auf frei beweglichen Kunststoffträgern wachsen. Diese sogenannten Carrier oder Aufwuchskörper bewegen sich kontinuierlich im Reaktor und stellen eine große geschützte Oberfläche für die aktive Biomasse zur Verfügung.
Dadurch kann bezogen auf das Reaktorvolumen eine hohe biologisch aktive Biomasse gehalten werden. Das MBBR-Verfahren eignet sich sowohl für den biologischen Abbau organischer Kohlenstoffverbindungen als auch für die Nitrifikation und – bei entsprechender Verfahrensführung – die Denitrifikation.
Die Biofilm-Technologie ist insbesondere für industrielle Abwässer mit schwankenden Zulaufbelastungen, Stoßbelastungen oder begrenzter Aufstellfläche geeignet.
Ein MBBR-Reaktor ist eine biologische Abwasserbehandlungsanlage, bei der Mikroorganismen auf frei beweglichen Kunststoff-Carriern wachsen und organische Belastungen sowie Stickstoffverbindungen biologisch abbauen.
Wie funktioniert der ALMA BIO MBBR?
Beim ALMA BIO MBBR wird das Industrieabwasser in mehreren biologischen Prozessschritten behandelt. Die auf den Carriern wachsende Biomasse übernimmt dabei den Abbau organischer Belastungen sowie – abhängig von der Auslegung – die Stickstoffelimination.
Abwasser zuführen
Das vorbehandelte Industrieabwasser wird kontinuierlich oder belastungsabhängig dem MBBR-Reaktor zugeführt.
Biofilm auf den Carriern
Mikroorganismen siedeln sich auf den Kunststoffträgern an und bilden dort einen stabilen biologisch aktiven Biofilm.
Carrier durchmischen
In aeroben Reaktorstufen sorgt die Belüftung gleichzeitig für die Sauerstoffversorgung und die kontinuierliche Bewegung der Aufwuchskörper.
CSB und BSB abbauen
Biologisch verfügbare Kohlenstoffverbindungen werden von den Mikroorganismen umgesetzt und dadurch die organische CSB- und BSB-Fracht reduziert.
Ammonium nitrifizieren
Bei entsprechender Auslegung wandeln nitrifizierende Mikroorganismen Ammonium unter aeroben Bedingungen zu Nitrat um.
Stickstoff reduzieren
In vorgeschalteten oder nachgeschalteten anoxischen Zonen kann Nitrat biologisch denitrifiziert und damit der Gesamtstickstoff reduziert werden.
Biomasse abtrennen
Überschüssige Biomasse wird ausgetragen und je nach Anlagenkonzept über eine geeignete Feststoffabtrennung vom biologisch behandelten Abwasser getrennt.
Vorteile des MBBR-Verfahrens
Die Kombination aus fest auf den Carriern wachsender Biomasse und frei beweglichen Aufwuchskörpern ermöglicht eine kompakte, flexible und belastungsstabile biologische Abwasserbehandlung.
Hohe biologische Aktivität
Die Carrier stellen eine große geschützte Oberfläche für den Biofilm bereit und ermöglichen dadurch eine hohe Konzentration biologisch aktiver Biomasse im Reaktor.
Stabil bei Stoßbelastungen
Die auf den Aufwuchskörpern etablierte Biomasse verbleibt im System und unterstützt einen robusten Betrieb bei schwankenden CSB- und hydraulischen Belastungen.
Kompakte Bauweise
Durch die hohe Biomassedichte können MBBR-Systeme für viele Anwendungen mit vergleichsweise geringem Reaktorvolumen und Platzbedarf realisiert werden.
CSB- und Stickstoffabbau
Je nach Reaktorkonfiguration können organische Belastungen, Ammonium und Gesamtstickstoff mit unterschiedlichen biologischen Stufen reduziert werden.
Bestehende Anlagen nachrüstbar
MBBR-Stufen können zur Kapazitätserhöhung, Prozessstabilisierung oder Verbesserung der biologischen Leistung in bestehende Kläranlagen integriert werden.
Flexible Bauformen
Vom kompakten PE-/PP-Reaktor über Edelstahl bis zum großvolumigen Betonbecken oder einer Containeranlage kann die Bauweise an Durchsatz und Standort angepasst werden.
Referenzen 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.
Carrier und Aufwuchsfläche – entscheidend für die MBBR-Auslegung
Die Auswahl der Carrier bzw. Aufwuchskörper ist ein zentraler Bestandteil der verfahrenstechnischen Auslegung eines MBBR-Reaktors. Je nach Abwasserbelastung, Reinigungsziel und biologischem Prozess kommen unterschiedliche Trägergeometrien und spezifische Aufwuchsflächen zum Einsatz.
Beim ALMA BIO MBBR wird die Carrier-Geometrie nicht nach einem pauschalen Standard gewählt, sondern entsprechend der tatsächlichen biologischen Belastung und dem gewünschten Reinigungsziel.
CSB-, BSB- und Ammoniumfrachten bilden die Grundlage für die erforderliche biologische Leistung.
Geometrie und spezifische Aufwuchsfläche werden passend zu Abwasser, Biofilmprozess und Reaktorbedingungen gewählt.
Entscheidend ist nicht die maximale nominelle Fläche, sondern die unter realen Bedingungen biologisch nutzbare Oberfläche.
Welche Faktoren bestimmen die Carrier-Auslegung?
- Organische CSB- und BSB-Fracht
- Ammoniumfracht
- Gewünschte Nitrifikationsleistung
- Abwassertemperatur
- Sauerstoffbedarf
- Abwasserzusammensetzung
- Mögliche Hemmstoffe
- Verfügbare Reaktorfläche
- Gewünschte Sicherheitsreserven
Eine möglichst hohe nominelle Carrier-Oberfläche ist nicht automatisch die bessere Lösung. Entscheidend ist, welche Aufwuchsfläche unter den realen Prozessbedingungen ausreichend durchströmt und zuverlässig mit Sauerstoff, Substrat und Nährstoffen versorgt wird.
CSB-, Ammonium- und Stickstoffabbau mit MBBR
Durch die gezielte Kombination aerober und anoxischer Biofilmstufen kann der ALMA BIO MBBR sowohl zur Reduktion organischer Belastungen als auch zur biologischen Stickstoffbehandlung eingesetzt werden.
CSB- und BSB-Abbau
Heterotrophe Mikroorganismen im Biofilm bauen biologisch verfügbare organische Kohlenstoffverbindungen ab. Dadurch werden CSB und BSB reduziert und nachgeschaltete Behandlungsstufen entlastet.
Nitrifikation
Nitrifizierende Mikroorganismen wandeln Ammonium unter aeroben Bedingungen zunächst zu Nitrit und anschließend zu Nitrat um. Der Biofilm unterstützt dabei den Verbleib langsam wachsender Nitrifikanten im Reaktor.
Denitrifikation
Für eine weitergehende Stickstoffelimination können anoxische MBBR-Stufen vorgesehen werden. Dort wird Nitrat biologisch zu elementarem Stickstoff reduziert.
Wann eignet sich ein MBBR-Reaktor besonders?
MBBR-Systeme eignen sich besonders für industrielle Abwasseranwendungen, bei denen eine kompakte Biofilmstufe, hohe Prozessstabilität und eine flexible Anpassung an wechselnde Belastungen gefragt sind.
Besonders interessant ist ein MBBR dort, wo eine robuste Biofilmstufe mit hoher Biomassedichte benötigt wird und die biologische Behandlung gleichzeitig gegenüber hydraulischen oder organischen Belastungsspitzen möglichst stabil bleiben soll.
MBBR oder Belebtschlamm – wo liegen die Unterschiede?
Beide Verfahren nutzen Mikroorganismen zur biologischen Abwasserreinigung. Der wesentliche Unterschied liegt darin, wie die aktive Biomasse im Reaktor gehalten wird.
| Kriterium | MBBR | Klassisches Belebtschlammverfahren |
|---|---|---|
| Biomasse | Überwiegend als Biofilm auf Carriern | Überwiegend frei suspendiert |
| Biomasserückhalt | Durch Carrier im Reaktor | Über Rücklaufschlamm |
| Stoßbelastungen | Hohe Prozessrobustheit | Stärker von Schlammalter und Rückführung abhängig |
| Platzbedarf | Häufig kompakt | Häufig größere Beckenvolumina erforderlich |
| Erweiterbarkeit | Carrier oder zusätzliche Biofilmstufen möglich | Häufig zusätzliche Becken erforderlich |
| Nitrifikation | Sehr gut realisierbar | Ebenfalls gut realisierbar |
| Nachrüstung | Gut für Erweiterungsprojekte geeignet | Häufig umfangreichere bauliche Maßnahmen |
Ein MBBR unterscheidet sich vom klassischen Belebtschlammverfahren vor allem dadurch, dass ein wesentlicher Teil der Mikroorganismen als Biofilm auf frei beweglichen Kunststoff-Carriern im Reaktor gehalten wird.
MBBR oder MBR – was ist der Unterschied?
MBBR und MBR werden häufig miteinander verwechselt, unterscheiden sich jedoch insbesondere beim Biomasserückhalt und bei der Feststoffabtrennung.
MBBR
Beim Moving Bed Biofilm Reactor wächst die Biomasse überwiegend als Biofilm auf beweglichen Carriern. Überschüssige Biomasse wird aus dem Reaktor ausgetragen und anschließend über eine separate Feststoffabtrennung vom behandelten Abwasser getrennt.
MBR
Beim Membranbioreaktor wird die biologische Behandlung mit einer Membranfiltration kombiniert. Die Membran hält Biomasse und Feststoffe zurück und ermöglicht dadurch einen nahezu feststofffreien Ablauf.
Ein MBR eignet sich besonders, wenn sehr hohe Ablaufqualitäten oder eine weitergehende Wasserwiederverwendung erforderlich sind. Ein MBBR ist dagegen besonders interessant, wenn eine robuste, kompakte und belastungsstabile biologische Hauptstufe im Vordergrund steht.
Automatisierte Prozessführung des ALMA BIO MBBR
Die biologische Leistung eines MBBR hängt wesentlich von Sauerstoffversorgung, hydraulischer Belastung und organischer Fracht ab. Der ALMA BIO MBBR kann deshalb mit einer belastungsabhängigen Prozessregelung ausgestattet werden.
Durchflussmessung
Der aktuelle Abwasserstrom bildet eine zentrale Grundlage für die hydraulische Steuerung und die Bewertung der Anlagenbelastung.
Sauerstoffmessung
Die Sauerstoffkonzentration wird kontinuierlich überwacht und kann zur bedarfsgerechten Regelung der Belüftung genutzt werden.
Integrierte CSB-Messung
Eine kontinuierliche oder automatisierte CSB-Erfassung ermöglicht eine bessere Bewertung der tatsächlichen organischen Zulaufbelastung.
Automatische Belüftungsregelung
Die Luftzufuhr kann auf Grundlage der aktuellen Prozesswerte an die biologische Belastung und den Sauerstoffbedarf angepasst werden.
Prozessdaten & Trendanalyse
Messwerte und Betriebszustände können visualisiert, ausgewertet und zur laufenden Optimierung des biologischen Prozesses genutzt werden.
MBBR-Anlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
Technische Ausführung des ALMA BIO MBBR
Der ALMA BIO MBBR wird projektspezifisch an hydraulische Leistung, biologische Fracht, Reinigungsziel und vorhandene Infrastruktur angepasst. Reaktorbauweise, Carrier, Belüftung und Automatisierung werden dabei gemeinsam ausgelegt.
| Parameter | Ausführung |
|---|---|
| Verfahren | Moving Bed Biofilm Reactor |
| Hydraulische Leistung | 20–5.000 m³/h |
| Carrier-Aufwuchsfläche | ca. 50–750 m²/m³ |
| Carrier-Auswahl | Projektspezifisch nach Abwasserbelastung und Reinigungsziel |
| Reaktorbauweise | Beton, Edelstahl, PE/PP oder Container |
| Biologische Ziele | CSB-/BSB-Abbau, Ammoniumabbau und Stickstoffelimination |
| Belüftung | Projektspezifisch ausgelegte Belüftungssysteme |
| Messung | Durchfluss, Sauerstoff und integrierte CSB-Messung |
| Automatisierung | Belastungsabhängige Prozessführung |
| Anlagenintegration | Neu- und Bestandsanlagen |
Typische industrielle Anwendungen
Der ALMA BIO MBBR eignet sich für unterschiedliche industrielle Abwässer mit biologisch abbaubaren organischen Belastungen sowie für Anwendungen mit Anforderungen an Nitrifikation und Stickstoffelimination.
Lebensmittelindustrie
Behandlung organisch belasteter Produktionsabwässer mit schwankenden CSB- und BSB-Frachten.
Getränkeindustrie & Brauereien
Biologischer Abbau gut verfügbarer organischer Belastungen sowie weitergehende Stickstoffbehandlung.
Molkereien
Behandlung von Produktionsabwässern mit hohen organischen Belastungen und ausgeprägten Produktionsschwankungen.
Chemische Industrie
Biologische Behandlung geeigneter biologisch abbaubarer Teilströme nach einer abgestimmten Vorbehandlung.
Pharma- & Kosmetikindustrie
Biofilmstufen zur Reduktion biologisch abbaubarer organischer Belastungen und Stickstoffverbindungen.
Recycling & Entsorgung
Biologische Nachbehandlung chemisch-physikalisch vorbehandelter industrieller Abwässer.
Welche Daten benötigen wir für die MBBR-Auslegung?
Für eine belastbare erste Auslegung benötigen wir Angaben zur hydraulischen Belastung, organischen Fracht, Stickstoffbelastung sowie zu den gewünschten Ablaufwerten und den vorhandenen Standortbedingungen.
Wichtige Daten für die erste Auslegung
- Durchschnittlicher und maximaler Volumenstrom
- CSB und BSB
- Gelöster und Gesamt-CSB
- Ammonium-Stickstoff
- Gesamtstickstoff
- Phosphor
- pH-Wert
- Abwassertemperatur
- Feststoffgehalt
- Betriebszeiten
- Tages- und Wochenprofile
- Belastungsspitzen
- Vorhandene Vorbehandlung
- Gewünschte Ablaufwerte
- Vorhandene Becken oder verfügbare Aufstellfläche
- Bekannte Hemm- oder Schadstoffe
Auf Basis Ihrer Abwasseranalyse und der gewünschten Ablaufwerte bestimmen wir Reaktorvolumen, Carrier-Typ, erforderliche Carrier-Menge, Sauerstoffbedarf und die geeignete Anlagenkonfiguration.
Fotos von aeroben Abwasserbehandlungsanlagen
FAQ - Schwebebettreaktor ALMA BIO MBBR
Was bedeutet MBBR?
MBBR steht für Moving Bed Biofilm Reactor. Dabei wachsen Mikroorganismen als Biofilm auf frei beweglichen Kunststoff-Carriern im Reaktor. Die Carrier stellen eine große geschützte Oberfläche für die Biomasse zur Verfügung und ermöglichen dadurch eine kompakte biologische Abwasserbehandlung.
Welche Vorteile hat ein MBBR bei schwankenden Abwasserbelastungen?
Die auf den Carriern wachsende Biomasse verbleibt dauerhaft im Reaktor und wird nicht bei jeder hydraulischen Schwankung aus dem System ausgetragen. Dadurch kann ein MBBR vergleichsweise robust auf wechselnde CSB-, BSB- oder Ammoniumfrachten sowie auf typische Produktionsspitzen reagieren.
Kann ein MBBR zur Nitrifikation von Ammonium eingesetzt werden?
Ja. Bei geeigneter Auslegung können sich nitrifizierende Mikroorganismen auf den Carriern etablieren und Ammonium unter aeroben Bedingungen zu Nitrat oxidieren. Die erforderliche Reaktor- und Carrier-Auslegung hängt insbesondere von Ammoniumfracht, Temperatur, Sauerstoffversorgung und gefordertem Ablaufwert ab.
Kann eine bestehende biologische Kläranlage mit MBBR nachgerüstet werden?
Ja. MBBR-Technologie eignet sich besonders gut zur Kapazitätserweiterung und Leistungssteigerung bestehender biologischer Abwasseranlagen. Je nach vorhandener Beckengeometrie können Carrier, Rückhaltesysteme und Belüftung ergänzt oder zusätzliche MBBR-Reaktoren installiert werden.
Benötigt ein MBBR eine Schlammrückführung?
Bei einem klassischen MBBR ist für den auf den Carriern wachsenden Biofilm keine Rücklaufschlammführung wie beim klassischen Belebtschlammverfahren erforderlich. Aus dem Biofilm gelöste und neu gebildete Biomasse muss jedoch aus dem behandelten Abwasser über eine geeignete Feststoffabtrennung entfernt werden.
Wie lange dauert die Inbetriebnahme eines MBBR-Reaktors?
Die biologische Inbetriebnahme ist projektspezifisch und hängt unter anderem von Abwasserzusammensetzung, Temperatur, vorhandener Impfbiomasse und der vorgesehenen Belastung ab. Die organische Belastung wird üblicherweise schrittweise erhöht, während sich der aktive Biofilm auf den Carriern entwickelt und stabilisiert.
Für welche industriellen Abwässer ist ein MBBR geeignet?
MBBR-Anlagen eignen sich insbesondere für biologisch abbaubare industrielle Abwässer aus beispielsweise Lebensmittel-, Getränke-, Molkerei-, Chemie-, Pharma-, Kosmetik- oder Recyclingprozessen. Vor der Auslegung wird geprüft, ob das Abwasser ausreichend biologisch abbaubar ist und ob hemmende oder toxische Inhaltsstoffe eine Vorbehandlung erforderlich machen.
Unsere Reaktoren für die aerobe Abwasserbehandlung
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.
MBBR-Anlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung