ALMA BIO SBR – biologische Abwasserbehandlung im Sequencing Batch Reactor
SBR-Anlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
Was ist ein SBR-Reaktor?
Ein SBR-Reaktor (Sequencing Batch Reactor) ist ein diskontinuierlich betriebenes biologisches Abwasserbehandlungsverfahren. Im Gegensatz zu einer kontinuierlichen Belebungsanlage werden die einzelnen Prozessschritte zeitlich nacheinander im selben Reaktor durchgeführt.
Durch die zeitliche Trennung der Prozessphasen kann derselbe Reaktor nacheinander unter aeroben, anoxischen und sedimentativen Bedingungen betrieben werden. Dadurch lassen sich sowohl organische Belastungen als auch Ammonium und Stickstoff biologisch reduzieren.
Ein SBR-Reaktor ist eine biologische Abwasserbehandlungsanlage, bei der Befüllung, biologische Reinigung, Sedimentation und Klarwasserabzug zeitlich nacheinander in demselben Reaktor stattfinden.
Wie funktioniert der ALMA BIO SBR?
Der ALMA BIO SBR arbeitet in wiederkehrenden biologischen Behandlungszyklen. Die einzelnen Phasen werden abhängig von Abwasserbelastung, Reinigungsziel und erforderlicher Stickstoffelimination projektspezifisch eingestellt.
Befüllen
Das Industrieabwasser wird dem SBR-Reaktor zugeführt und mit der im Reaktor vorhandenen aktiven Biomasse vermischt.
Biologisch reagieren
Während der Reaktionsphase bauen Mikroorganismen biologisch verfügbare organische Abwasserinhaltsstoffe ab und reduzieren dadurch CSB und BSB.
Nitrifizieren
Unter aeroben Bedingungen wandeln nitrifizierende Mikroorganismen Ammonium biologisch über Nitrit zu Nitrat um.
Denitrifizieren
Durch gezielt eingestellte anoxische Phasen kann Nitrat biologisch zu elementarem Stickstoff reduziert und damit der Gesamtstickstoff gesenkt werden.
Sedimentieren
Nach Abschluss der biologischen Reaktionsphase werden Belüftung und Durchmischung gestoppt. Die Biomasse setzt sich im SBR-Reaktor ab.
Klarwasser abziehen
Das biologisch behandelte Klarwasser wird nach der Sedimentationsphase kontrolliert oberhalb der abgesetzten Biomasse aus dem Reaktor abgezogen.
Überschussschlamm austragen
Ein Teil der Biomasse wird gezielt entfernt, um Schlammalter und Biomassekonzentration innerhalb des gewünschten Betriebsbereichs zu halten.
Vorteile des SBR-Verfahrens
Durch die zeitliche Steuerung der einzelnen Prozessphasen kombiniert ein SBR mehrere biologische und hydraulische Funktionen in einem Reaktor und kann flexibel an industrielle Abwasserbedingungen angepasst werden.
Mehrere Prozessschritte in einem Reaktor
Biologische Behandlung, Sedimentation und Klarwasserabzug finden im selben Behälter statt. Dadurch kann auf eine separate klassische Nachklärung verzichtet werden.
Flexible Prozessführung
Belüftungs-, Misch-, Sedimentations- und Abzugsphasen können abhängig von der tatsächlichen hydraulischen und biologischen Belastung angepasst werden.
Gut für schwankende Belastungen
Die variable Zyklusführung eignet sich besonders für industrielle Abwässer mit wechselnden Volumenströmen, Produktionszeiten oder organischen Frachten.
CSB- und Stickstoffabbau
Durch die Kombination aerober und anoxischer Reaktionsphasen können organische Belastungen, Ammonium und Gesamtstickstoff biologisch reduziert werden.
Kompakte Anlagenstruktur
Da mehrere Prozessfunktionen in einem Reaktor kombiniert werden, kann die Anlagenstruktur gegenüber mehrstufigen kontinuierlichen biologischen Systemen vereinfacht werden.
Automatisierter Betrieb
Zulauf, Belüftung, Rührwerke, Sedimentation, Klarwasserabzug und Schlammabzug können automatisch über definierte Prozess- und Zyklusbedingungen gesteuert 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.
SBR-Zyklus – entscheidend für die biologische Reinigungsleistung
Die Leistungsfähigkeit eines SBR-Reaktors wird wesentlich durch die Aufteilung und Dauer der einzelnen Zyklusphasen bestimmt. Deshalb wird nicht mit einem festen Standardzyklus gearbeitet. Die Prozessphasen werden projektspezifisch an Abwasserbelastung, Zulaufprofil und geforderte Ablaufqualität angepasst.
Typische Einflussgrößen auf den SBR-Zyklus
- Zulaufmenge
- CSB- und BSB-Fracht
- Ammoniumfracht
- Gewünschte Stickstoffelimination
- Abwassertemperatur
- Sauerstoffbedarf
- Sedimentationseigenschaften der Biomasse
- Gewünschte Ablaufwerte
- Produktions- und Belastungsprofile
- Verfügbare Reaktorvolumina
Entscheidend ist nicht eine möglichst kurze Zykluszeit. Entscheidend ist eine Prozessführung, bei der biologischer CSB-Abbau, Nitrifikation, Denitrifikation und Sedimentation ausreichend Zeit erhalten und gleichzeitig der erforderliche Abwasserdurchsatz erreicht wird.
CSB-, Ammonium- und Stickstoffabbau im SBR
Die zeitliche Trennung aerober und anoxischer Reaktionsphasen ermöglicht es, unterschiedliche biologische Prozesse gezielt innerhalb desselben SBR-Reaktors zu kombinieren.
CSB- und BSB-Abbau
Während der biologischen Reaktionsphase bauen heterotrophe Mikroorganismen biologisch verfügbare organische Kohlenstoffverbindungen ab und reduzieren dadurch die CSB- und BSB-Fracht des Abwassers.
Nitrifikation
Unter ausreichender Sauerstoffversorgung wird Ammonium durch nitrifizierende Mikroorganismen biologisch über Nitrit zu Nitrat oxidiert.
Denitrifikation
Während gezielt eingestellter anoxischer Phasen kann Nitrat biologisch zu elementarem Stickstoff reduziert werden. Dadurch lässt sich eine kombinierte Stickstoffelimination innerhalb des SBR-Zyklus realisieren.
Wann eignet sich ein SBR-Reaktor besonders?
Der ALMA BIO SBR eignet sich insbesondere für industrielle Abwasseranwendungen, bei denen Zulauf, Belastung oder Produktionszeiten schwanken und eine flexible biologische Prozessführung erforderlich ist.
SBR oder kontinuierliches Belebtschlammverfahren?
Beide Verfahren nutzen suspendierte Mikroorganismen zur biologischen Abwasserreinigung. Der wesentliche Unterschied liegt in der räumlichen beziehungsweise zeitlichen Trennung der einzelnen Prozessschritte.
| Kriterium | SBR | Kontinuierliches Belebtschlammverfahren |
|---|---|---|
| Betriebsweise | Diskontinuierlich / zyklisch | Kontinuierlich |
| Biologische Reaktion | Im SBR-Reaktor | Im Belebungsbecken |
| Sedimentation | Im gleichen Reaktor | Separate Nachklärung |
| Klarwasserabzug | Zeitlich gesteuert | Kontinuierlicher Ablauf |
| Nitrifikation / Denitrifikation | Über Zyklusphasen steuerbar | Über räumlich getrennte Prozesszonen |
| Schwankende Belastungen | Hohe Flexibilität durch anpassbare Zyklen | Kontinuierliche hydraulische Betriebsführung |
| Prozesssteuerung | Zeitlich sehr flexibel | Kontinuierliche Prozessführung |
| Anlagenstruktur | Mehrere Funktionen in einem Reaktor | Häufig mehrere Becken bzw. Prozessstufen |
Der wesentliche Unterschied zwischen SBR und einem klassischen Belebtschlammverfahren besteht darin, dass beim SBR biologische Behandlung und Sedimentation zeitlich nacheinander im selben Reaktor stattfinden.
SBR oder MBBR – welches biologische Verfahren eignet sich wann?
SBR und MBBR sind beide etablierte Verfahren der biologischen Abwasserbehandlung, unterscheiden sich jedoch deutlich bei Biomasserückhalt, Betriebsweise und Feststoffabtrennung.
SBR
Beim Sequencing Batch Reactor liegt die Biomasse überwiegend als suspendierter Belebtschlamm vor. Biologische Reaktion, Sedimentation und Klarwasserabzug erfolgen zeitlich getrennt im selben Reaktor.
MBBR
Beim Moving Bed Biofilm Reactor wächst ein wesentlicher Teil der Biomasse als Biofilm auf frei beweglichen Kunststoff-Carriern. Ausgetragene Biomasse wird anschließend über eine separate Feststoffabtrennung entfernt.
Wann ist welches Verfahren besonders interessant?
SBR-Anlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung
Automatisierte Prozessführung des ALMA BIO SBR
Beim SBR ist die Automatisierung besonders wichtig, da Befüllung, biologische Reaktion, Sedimentation, Klarwasserabzug und Schlammmanagement zuverlässig aufeinander abgestimmt werden müssen. Der ALMA BIO SBR wird für Abwassermengen von 50 bis 1.000 m³/d projektspezifisch ausgelegt und automatisiert betrieben.
Zulaufsteuerung
Die Befüllung wird abhängig von Zykluszustand, Füllstand und verfügbarem Reaktorvolumen gesteuert.
Sauerstoffmessung
Die Sauerstoffkonzentration bildet eine wesentliche Grundlage für die Regelung der aeroben biologischen Reaktionsphasen.
Belüftungsregelung
Die Luftzufuhr kann abhängig von biologischer Belastung und aktuellem Sauerstoffbedarf automatisch geregelt werden.
Rührwerkssteuerung
In anoxischen Phasen wird die Biomasse durchmischt, ohne gezielt zusätzlichen Sauerstoff einzutragen.
Klarwasserabzug
Nach der Sedimentationsphase wird das biologisch behandelte Klarwasser kontrolliert aus der oberen Reaktorzone abgezogen.
Schlammmanagement
Der Überschussschlammaustrag kann automatisiert auf Schlammalter, Biomassekonzentration und Anlagenbetrieb abgestimmt werden.
Prozessdaten & Auswertung
Zykluszeiten, Sauerstoffwerte, Zulaufmengen, Betriebszustände und Alarme können in der Steuerung visualisiert und ausgewertet werden.
Technische Ausführung des ALMA BIO SBR
Der ALMA BIO SBR ist eine projektspezifisch ausgelegte biologische Abwasserbehandlungsanlage für industrielle Abwasserströme von 50 bis 1.000 m³ pro Tag. Reaktorvolumen, Zyklusführung, Belüftung, Durchmischung und Automatisierung werden auf Abwasserbelastung und geforderte Ablaufqualität abgestimmt.
| Parameter | Ausführung |
|---|---|
| Verfahren | Sequencing Batch Reactor (SBR) |
| Hydraulische Leistung | 50–1.000 m³/d |
| Betriebsweise | Diskontinuierlich / zyklisch |
| Biomasse | Suspendierter Belebtschlamm |
| Prozessphasen | Befüllen, Reagieren, Sedimentieren, Klarwasserabzug und Schlammabzug |
| Biologische Ziele | CSB-/BSB-Abbau, Nitrifikation und Denitrifikation |
| Belüftung | Membranbelüfter oder Rohrbelüfter, projektspezifisch nach Sauerstoffbedarf und Reaktorgeometrie ausgelegt |
| Durchmischung | Tauchmotorrührwerk, Zentralrührwerk oder seitlich angebrachte Rührwerke, abhängig von Reaktorgröße und Prozessführung |
| Klarwasserabzug | Automatisierter Klarwasserabzug nach Sedimentation |
| Messung | O₂, pH, Redox; optional CSB, NH₄-N, NO₂-N, NO₃-N |
| Automatisierung | Automatische Zyklus- und Prozesssteuerung |
| Anlagenintegration | Neu- und Bestandsanlagen |
Typische industrielle Anwendungen
SBR-Anlagen eignen sich besonders für Industrieabwässer mit biologisch abbaubaren organischen Belastungen, wechselnden Zulaufbedingungen oder Anforderungen an die biologische Stickstoffelimination.
Lebensmittelindustrie
Biologische Behandlung organisch belasteter Produktionsabwässer mit zeitlich schwankenden CSB- und BSB-Frachten.
Getränkeindustrie & Brauereien
Behandlung biologisch gut abbaubarer Produktionsabwässer mit wechselnden Produktions- und Reinigungszyklen.
Molkereien
Biologische Behandlung organisch hoch belasteter Abwässer mit ausgeprägten Produktions- und Belastungsschwankungen.
Chemische Industrie
Behandlung geeigneter biologisch abbaubarer Teilströme nach einer auf die Wasserchemie abgestimmten Vorbehandlung.
Pharma- & Kosmetikindustrie
Flexible biologische Behandlung diskontinuierlich anfallender und biologisch abbaubarer Produktionsabwässer.
Dezentrale Abwasserbehandlung
Kompakte biologische Behandlung an Standorten mit diskontinuierlichem Abwasseranfall oder begrenzter Infrastruktur.
Welche Daten benötigen wir für die SBR-Auslegung?
Für die Auslegung eines SBR-Reaktors sind neben der täglichen Abwassermenge insbesondere die zeitlichen Zulaufprofile, biologischen Frachten, Stickstoffbelastung und geforderten Ablaufwerte relevant.
Wichtige Daten für die erste SBR-Auslegung
- Durchschnittlicher und maximaler Abwasseranfall
- Tages- und Wochenmengen
- Zulaufprofile
- CSB und BSB
- Biologisch abbaubarer CSB
- Ammonium-Stickstoff
- Gesamtstickstoff
- Phosphor
- pH-Wert
- Abwassertemperatur
- Feststoffgehalt
- Produktionszeiten
- Belastungsspitzen
- Gewünschte Ablaufwerte
- Vorhandene Vorbehandlung
- Bekannte Hemmstoffe
- Vorhandene Becken oder verfügbare Aufstellfläche
Auf Basis von Abwassermenge, Analyse, Zulaufprofil und Ablaufanforderungen legen wir Reaktorvolumen, Zyklusführung, Belüftung und erforderliche biologische Prozessstufen projektspezifisch aus.
Fotos von aeroben Abwasserbehandlungsanlagen
FAQ - Sequencing-Batch-Reaktor ALMA BIO SBR
Was bedeutet SBR in der Abwasserbehandlung?
SBR steht für Sequencing Batch Reactor. Dabei werden die einzelnen Schritte der biologischen Abwasserbehandlung zeitlich nacheinander in einem Reaktor durchgeführt. Typische Phasen sind Befüllung, biologische Reaktion, Sedimentation, Klarwasserabzug und Überschussschlammaustrag.
Für welche industriellen Abwässer ist ein SBR besonders geeignet?
Ein SBR eignet sich besonders für biologisch abbaubare Industrieabwässer mit schwankenden Mengen oder Belastungen. Typische Anwendungen finden sich beispielsweise in der Lebensmittel-, Getränke-, Molkerei-, Chemie-, Pharma- und Kosmetikindustrie sowie bei dezentralen Abwasserbehandlungsanlagen.
Kann ein SBR auch bei diskontinuierlichem Abwasseranfall betrieben werden?
Ja. Gerade bei batchweise oder zeitlich ungleichmäßig anfallendem Abwasser kann die zyklische Betriebsweise des SBR Vorteile bieten. Zulauf- und Reaktionsphasen lassen sich so an Produktionszeiten und tatsächliche Abwassermengen anpassen.
Benötigt ein SBR eine separate Nachklärung?
In der Regel nicht. Beim SBR sedimentiert die Biomasse direkt im Reaktor. Nach der Absetzphase wird das gereinigte Klarwasser oberhalb des abgesetzten Schlamms kontrolliert abgezogen. Dadurch kann eine separate klassische Nachklärung entfallen.
Wie wird die Zyklusdauer eines SBR festgelegt?
Die Zyklusdauer wird projektspezifisch aus Abwassermenge, organischer Belastung, Stickstofffracht, Temperatur, Sedimentation und geforderten Ablaufwerten bestimmt. Es gibt daher keine universell optimale Standardzykluszeit für industrielle SBR-Anlagen.
Kann ein bestehendes Becken zu einem SBR-Reaktor umgebaut werden?
Grundsätzlich ist eine Umrüstung möglich, wenn Beckenvolumen, Geometrie und hydraulische Randbedingungen geeignet sind. Zusätzlich müssen unter anderem Belüftung, Durchmischung, Klarwasserabzug, Messtechnik und Automatisierung an die zyklische Betriebsweise angepasst werden.
Wie flexibel lässt sich ein SBR bei steigender Produktionsmenge erweitern?
Die Erweiterbarkeit hängt vom bestehenden Anlagenkonzept ab. Je nach verfügbarem Reaktorvolumen können Zyklusführung und Betriebsweise angepasst oder zusätzliche SBR-Linien ergänzt werden. Bei der Auslegung sollte deshalb eine mögliche zukünftige Produktionssteigerung frühzeitig berücksichtigt werden.
Welche Vorbehandlung kann vor einem SBR erforderlich sein?
Das hängt von der Zusammensetzung des Industrieabwassers ab. Je nach Anwendung können beispielsweise Siebung, Fett- oder Feststoffabtrennung, Neutralisation, Homogenisierung oder eine chemisch-physikalische Vorbehandlung erforderlich sein. Ziel ist es, für die biologische SBR-Stufe stabile und ausreichend biologisch abbaubare Zulaufbedingungen zu schaffen.
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.
SBR-Anlage auslegen lassen:
Maksim Neubauer
Leiter Internationale Projektentwicklung