In der heutigen Welt, in der Industrialisierung und Verstädterung in einem noch nie dagewesenen Tempo voranschreiten, ist eine effektive Abwasserentsorgung wichtiger denn je. Die Abwasserbehandlung ist mehr als nur eine technische Frage; sie spielt eine zentrale Rolle für den Schutz der öffentlichen Gesundheit, der Umwelt und des Wirtschaftswachstums. Die Perfektionierung der Abwasserreinigung ist für den Schutz der Umwelt und der öffentlichen Gesundheit von größter Bedeutung: Herkömmliche Reinigungsverfahren benötigen oft erhebliche Mengen an Energie, insbesondere bei der Belüftung. Da die Energiekosten immer weiter steigen, können diese Verfahren wirtschaftlich nicht mehr tragbar sein und zu einem größeren Kohlenstoff-Fußabdruck beitragen.Bau, Betrieb und Wartung herkömmlicher Kläranlagen können kapitalintensiv sein. Da diese Anlagen altern, kann es außerdem kostspielig sein, sie nachzurüsten oder aufzurüsten, um neue Standards zu erfüllen oder neue Technologien zu integrieren.
Der Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) ist eine hochmoderne Lösung im Bereich der Abwasserentsorgung. Er kombiniert synergetisch die Stärken der Biofilm- und Belebtschlamm-Methoden und bietet eine verbesserte Reinigungsleistung. Das in den 1980er Jahren entwickelte MBBR-Verfahren hat sich in den letzten zwanzig Jahren weltweit als einfaches, robustes, anpassungsfähiges und platzsparendes Verfahren etabliert, das sich sowohl für die kommunale als auch für die industrielle Abwasserbehandlung eignet. Bei dieser Methode wird ein mit Kunststoffträgern gefüllter Belüftungstank verwendet, der das Biofilmwachstum fördert. Die kompakte Bauweise in Verbindung mit kosteneffizienten Behandlungsmöglichkeiten macht es sehr vorteilhaft. Zu den Hauptzielen des MBBR-Verfahrens gehören das Wasserrecycling und die Entfernung oder Rückgewinnung von Nährstoffen. Dadurch wird Abwasser nicht mehr als Abfall, sondern als potenzielle Ressource betrachtet, und diese Technologie wird in verschiedenen Teilen der Welt zunehmend eingesetzt.
Die Grundlagen der biologischen Abwasserreinigung verstehen
Bei der biologischen Abwasserreinigung werden Mikroorganismen, vor allem Bakterien, Pilze und Protozoen, eingesetzt, um organische Schadstoffe abzubauen und aus dem Abwasser zu entfernen. Diese Art der Behandlung wird als naturbasiert bezeichnet, da sie sich auf natürliche Prozesse stützt, um Abfallstoffe abzubauen. Sie ist in der Lage, organische Schadstoffe erheblich zu reduzieren und eignet sich für ein breites Spektrum von Abwässern, von kommunalen Abwässern bis hin zu bestimmten Industrieabwässern.
MBBR in der Abwasserbehandlung
MBBR, das allgemein als die beliebte biologische Abwasserbehandlung bekannt ist. MBBR wurde mit dem Ziel entwickelt, bestimmte Probleme zu lösen, die üblicherweise mit anderen biologischen Abwasserbehandlungsmethoden verbunden sind, und hat sich bei der Erreichung dieses Ziels als äußerst effektiv erwiesen. MBBR nutzt die Vorteile biologischer Verfahren, insbesondere des Belebtschlammverfahrens und des Biofilmmediums, und verringert gleichzeitig die Nachteile, die typischerweise mit der biologischen Abwasserbehandlung verbunden sind.
MBBR ist ein hochwirksames biologisches Wasseraufbereitungsverfahren, das auf einer Kombination von Biofilm-Medien und herkömmlichen Belebtschlammverfahren beruht. Auf diese Weise kann Wasser sowohl in anaeroben als auch in aeroben Umgebungen behandelt werden, und aufgrund seiner zahlreichen Vorteile hat sich MBBR als bevorzugte Methode für die biologische Abwasserbehandlung durchgesetzt. Bei MBBR werden Kunststoffträger verwendet, die mit einem Biofilm beschichtet sind, um Abfälle abzubauen. Neben seiner Wirksamkeit bei der Entfernung organischer Stoffe ist MBBR auch ein innovativer Ansatz für die Nitrifikation und Denitrifikation.
Wie MBBR-basierte Abwasserreinigung funktioniert
Hier finden Sie eine detailliertere Aufschlüsselung der Funktionsweise des MBBR-Verfahrens. Ein hilfreicher Weg, um diesen Prozess zu verstehen, ist die Betrachtung der verschiedenen Komponenten, die an der MBBR-Konstruktion beteiligt sind und zusammenarbeiten, um diese Technik zu ermöglichen.
Einzugsgebiet: Der MBBR-Prozess findet in einem Becken statt, das auch als Reaktor oder Belebungsbecken bezeichnet wird. Die Größe dieses Behälters variiert je nach den Filtrationsanforderungen einer bestimmten Anlage. Das zufließende Abwasser wird zur Behandlung in dieses Becken geleitet und kann in ein zweites Becken zur weiteren MBBR-Behandlung oder für ein alternatives Wasseraufbereitungsverfahren weitergeleitet werden. MBBR-Belüftungsbecken sind oben offen, so dass das Wasser der freien Luft ausgesetzt ist und es sich um einen aeroben Filtrationsprozess handelt.
Medien: Das Becken ist mit zahlreichen kleinen Kunststoffchips gefüllt, die als MBBR-Medien oder Träger. Diese mbbr-Medien können zwischen 50 und 70% des Tankvolumens einnehmen. Ihr Design maximiert die für das Biofilmwachstum verfügbare Oberfläche. Viele Träger ähneln radförmigen Nudeln und sind so konzipiert, dass sie eine ähnliche Dichte wie Wasser haben, so dass sie sich mit der Flüssigkeit vermischen, anstatt zu schwimmen oder zu sinken.
Belüftungsgitter: Zur Erleichterung der effektiven Bewegung des Mediums im Behälter wird ein Belüftungsgitter eingesetzt. Diese Vorrichtung fungiert im Wesentlichen als Ventilator, der sich am Boden des Reaktortanks befindet. Das Belüftungsgitter trägt dazu bei, die Träger in Bewegung zu halten, damit sie mit allen vorhandenen Abfällen in Kontakt kommen und diese effizient zersetzen. Außerdem führt es mehr Sauerstoff in den Tank ein.
Sieb: Wenn man sich das bisher beschriebene MBBR-System vor Augen führt, könnte man sich fragen, wie die Medien im Tank verbleiben, so dass sie nicht durch den Ausgang entweichen können. Dieses Problem wird durch ein am Becken angebrachtes Sieb gelöst. Das Netzmaterial lässt das Wasser durch, während die Kunststoffträger im Becken verbleiben.
Mit dem Verständnis dieser Komponenten, die MBBR möglich machen, lässt sich die Funktionsweise dieses Prozesses leicht nachvollziehen. Die Mikroorganismen, die an den Medien im Tank haften, verbrauchen die Abfälle im Wasser, was zu sauberem und sicherem Wasser für die Wiederverwendung oder Entsorgung führt. Welche Art von Mikroorganismen in den Tank eingebracht wird, hängt von der Art des Abfalls ab, der beseitigt werden muss.
Wie bereits erwähnt, ist der MBBR nicht nur für allgemeine Abfälle geeignet. Er spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Nitrifikation und Denitrifikation. Bei der Nitrifikation wird Ammonium in Nitrat umgewandelt, während bei der Denitrifikation Sauerstoff verstoffwechselt wird, wodurch Nitrat in Stickstoffgas umgewandelt wird. Da es sich hierbei um biologische Prozesse handelt, ist der MBBR ein hervorragender Vermittler für diese Umwandlungen.
Auch hier bestimmen die Ziele des MBBR-Prozesses die Arten der eingesetzten Mikroorganismen. Für die Denitrifikation ist es zum Beispiel am effektivsten, denitrifizierende Mikroorganismen wie Pseudomonas, Paracoccus oder Alcaligenes einzusetzen.
Der Belebtschlamm, der im Wesentlichen aus Bakterien besteht, gedeiht auf der inneren Oberfläche dieser Träger. Überschüssiger Schlamm wird anschließend von den Trägern getrennt und fließt zusammen mit dem gereinigten Wasser in den Endabscheider. Dieses Verfahren hilft auch bei der Kontrolle übermäßigen Bakterienwachstums. In allen Szenarien, in denen ein biologisches Verfahren zur Verbesserung der Abwasserqualität erforderlich ist, stellt MBBR eine wertvolle Methode dar.
MBBR-Verfahren
Ein kritischer Faktor im MBBR-Verfahren (Moving Bed Biofilm Reactor) ist die Gewährleistung eines gleichmäßigen und häufigen Kontakts zwischen den auf dem Träger aufgebrachten Mikroorganismen und den Bestandteilen des Biofilmabwassers. Die Qualität und die Eigenschaften des Biofilms, der sich auf der Oberfläche des Trägers bildet, werden nicht nur von den Scherkräften im Tank, sondern auch von der Zusammensetzung der Schadstoffe im Abwasser (Substrat) beeinflusst. Ein schnelles und starkes Wachstum der Biomasse kann aufgrund des Vorhandenseins biologisch abbaubarer Schadstoffe zu einer erhöhten Verschmutzung des Abwassers führen. Die Installation ist einfach und nicht übermäßig kompliziert: Im Reaktionsbehälter können die Trägermaterialien durch Pumpen von Wasser durch einen anaeroben Behandlungsprozess oder durch untergetauchte, langsam rotierende Rührwerke ausreichend bewegt werden, so dass die Biofilme dünn bleiben, da sie vor übermäßigen Scherkräften in den Poren geschützt sind. Es ist wichtig, daran zu denken, dass Sauerstoff für aerobe biologische Abbauprozesse unerlässlich ist, und dünne Biofilme sind für eine optimale Substratversorgung (entfernbare Schadstoffe und Nährstoffe) der Mikroorganismen unerlässlich.
Probleme, die sich aus einer Verringerung der biologischen Abbauleistung ergeben, hängen in erster Linie mit der Dicke der Biofilme zusammen, die die aktive Trägeroberfläche verringern. Glücklicherweise tritt dieses Problem beim MBBR Biochip 25 nicht auf. Das MBBR Biochip-Verfahren ist insofern einzigartig, als es dafür sorgt, dass Biofilme, die versuchen, aus den Poren herauszuwachsen und diese zu besiedeln, aufgrund des Einflusses von Scherkräften dünn bleiben. Dieses Konstruktionsmerkmal ermöglicht konstant hohe biologische Entfernungsraten und eine zuverlässige Prozessstabilität.
Vorteile von MBBR
Die MBBR-Methode kann an eine Vielzahl von Anwendungen angepasst werden, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Einige gängige industrielle Anwendungen für den MBBR-Ansatz sind:
Schnelle Erholung von Betriebsunterbrechungen Platzsparendes Design Erhöhte Verarbeitungskapazität Verbesserte Behandlungsqualität - Eliminierung von Stickstoff und BSB Geringere Überwachung durch das Bedienpersonal und weniger komplizierte Verfahren Vorsorge für künftiges Wachstum
Darüber hinaus bietet die Anwendung der MBBR-Methode zahlreiche Vorteile. Einige davon sind bemerkenswert:
Einfache Wartung Unkomplizierte Skalierbarkeit Monetäre Vorteile bei den Einleitungskosten Aufnahme großer Abwassermengen Kostengünstige Variante Platzsparende Bauweise, Optimierung der Lagerfläche
Die Eigenschaften des Biofilms, der sich auf der Oberfläche des Trägers bildet, werden nicht nur durch die Art und Menge der Verunreinigungen im Abwasser, sondern auch durch die interne Strömungsdynamik des Tanks bestimmt. Dadurch wird sichergestellt, dass das MBBR-System konstant eine zuverlässige biologische Schadstoffentfernung bietet und die Prozessstabilität aufrechterhält.
