Aerobe und anaerobe Abwasserbehandlung

Die herkömmliche Abwasserbehandlung in den USA besteht aus drei verschiedenen Stufen: primär, sekundär und tertiär.

  • Die Erstbehandlung umfasst die Entfernung von Feststoffen durch Sedimentation oder Flotation.
  • Bei der Zweitbehandlung werden organische Stoffe durch mikrobielle Zersetzung entfernt.
  • Die Drittbehandlung schließlich ist jede zusätzliche Behandlung, der das Abwasser unter Umständen unterzogen werden muss, wenn es wiederverwendet, recycelt oder entsorgt für die Umwelt.

Nachdem das Abwasser die Erstbehandlung verlassen hat, wird es in einen speziell entwickelten Bioreaktor geleitet, in dem die organischen Stoffe von Mikroorganismen wie Bakterien, Algen oder Pilzen zur aeroben oder anaeroben Abwasserbehandlung genutzt werden.

Primär- und Sekundärbehandlung für die aerobe oder anaerobe Abwasserbehandlung

Die Auswahl der Sekundärbehandlung kann von verschiedenen Faktoren abhängen, wie der Art des Abwassers, dem chemischen und biologischen Sauerstoffbedarf (CSB und BSB), dem Energiebedarf, der Behandlungszeit, den Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten, der Schlammproduktion, dem Platzbedarf, der gewünschten Abwasserqualität und der mikrobiellen Konzentration. Eine optimale Konfiguration würde in den meisten Fällen eine Kombination dieser beiden Technologien verwenden.

Die aerobe Behandlung wird in der Regel zur effizienten Behandlung von Abwässern mit geringem Gehalt an organischen Stoffen (CSB 4000 mg/L) eingesetzt.

Massenfluss in aeroben/anaeroben Prozessen

Die aerobe Behandlung nutzt Sauerstoff und bakterielle Biomasse, um organische Stoffe und andere Schadstoffe wie Stickstoff und Phosphor in Kohlendioxid, Wasser und andere Stoffe zu assimilieren. Biomasse. Bei der anaeroben Behandlung hingegen werden, wie der Name schon sagt, organische Verunreinigungen in Abwesenheit von Sauerstoff abgebaut, wobei Methan, Kohlendioxid und andere Biomasse entstehen. Massendurchflussregler und -messer sind entscheidend, um schnelle, genaue und stabile Luft- und Sauerstoffströme in einem aeroben Prozess zu erreichen. Massendurchflussmesser können verwendet werden, um schnelle, genaue und stabile Ströme von Methan und Kohlendioxid in einem anaeroben Prozess zu überwachen.

Vor- und Nachteile von aeroben und anaeroben Verfahren

Die aerobe Behandlung hat gegenüber dem anaeroben Behandlungsverfahren einige deutliche Vorteile. Dazu gehören eine geringere Geruchsbildung (da kein Schwefelwasserstoff oder Methan entsteht) und eine bessere Nährstoffentfernung (was die direkte Einleitung in Oberflächengewässer oder die Desinfektion erleichtert). Die aerobe Behandlung hat jedoch auch einige Nachteile. Die Sauerstoffanreicherung ist ein energieintensiver Prozess, der den Gesamtenergieverbrauch sowie die Betriebs- und Wartungskosten des Verfahrens stark erhöht. Feste Abfälle, die von den Mikroben nicht verdaut werden können, setzen sich oft als Biofeststoffe ab. Diese Biofeststoffe erfordern sachgerechte Entsorgung was die Betriebs- und Wartungskosten erhöht.

Anaerobe Abwasserbehandlungsverfahren haben dagegen eine Reihe von Vorteilen gegenüber aeroben Behandlungsverfahren. Das bei einer anaeroben Behandlung entstehende Biogas kann als Quelle für erneuerbare Energie (Erdgas/Methan) genutzt werden. Außerdem fällt sehr wenig Schlamm an, der entwässert und für die Entsorgung vollständig stabilisiert werden kann. Dies macht es im Vergleich zu den meisten aeroben Behandlungsverfahren kostengünstiger, einfacher und flexibler.

Da beide Methoden ihre eigenen Vor- und Nachteile haben, wird häufig eine Kombination aus anaeroben und aeroben Behandlungsverfahren eingesetzt, um eine effiziente Abwasserbehandlung zu erreichen. Das Abwasser, das in den aeroben Reaktor gelangt, wird häufig in einem anaeroben Reaktor vorbehandelt, um die Anforderungen an die Abwassereinleitung auf energie- und kosteneffiziente Weise zu erfüllen.

Hauptunterschiede zwischen aeroben und anaeroben Prozessen

Aerobe Behandlung
Anaerobe Behandlung
Anmeldung
Schwach- bis mittelstarke Abwässer (weniger als 1000 ppm), z. B. kommunale Abwässer, Raffinerieabwässer usw.
Mittelstarkes bis starkes Abwasser (mehr als 4000 ppm), z. B. Abwasser aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie
Kapitalanlage
Relativ hoch
Relativ niedrig mit Rückzahlung*
Energieverbrauch
Relativ hoch
Relativ niedrig
Fußabdruck
Relativ groß
Relativ klein und kompakt
Netto-Schlammausbeute
Relativ hoch
Relativ niedrig
Nach der Behandlung
Typische Direktentladung
Erforderlich zur Erfüllung der Abwassereinleitungspflicht
Beispiel-Technologien
Belebtschlammverfahren (ASP), Tropfkörper und Rotierender Biologischer Kontaktor (RBC)
Anaerobe Fermenter (AD), kontinuierliche Rührkesselreaktoren (CSTR), Sequencing Batch Reactors (SBR), Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) Reaktoren
*CH4 kann zur Energieerzeugung genutzt werden

Schlussfolgerung

In den letzten Jahrzehnten hat sich der Einsatz von Bioreaktoren im Rahmen der Abwasserreinigung von einer exotischen, neuen Technologie zu einem Standardverfahren entwickelt. Eine wichtige Strategie zur Optimierung dieser Systeme ist die Messung der Eingangs- und/oder Ausgangsgase, um den Prozess zu verstehen und effizient zu steuern. Der genaue Einsatz von aeroben bzw. anaeroben Abwasserbehandlungsverfahren hängt von den Faktoren ab, die für jede Anlage spezifisch sind, und die Messung des Massenstroms ist von entscheidender Bedeutung, um zu verstehen, wie die verfügbaren Instrumente am besten eingesetzt werden können, um ein optimales Behandlungsregime zu gewährleisten.

Alicat Newsletter

Melden Sie sich für unseren Newsletter an, um über Produktanwendungen, Updates, Neuigkeiten und bevorstehende Veranstaltungen informiert zu werden.

Ähnliche Artikel