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MBR-Abwasserbehandlung: So funktioniert sie und wann sie geeignet ist<\/p><\/div>\n
Was ein MBR eigentlich ersetzt<\/h2>\n
Eine herk\u00f6mmliche biologische Kl\u00e4ranlage trennt das gekl\u00e4rte Wasser durch Schwerkraft vom Schlamm. Der Schlamm setzt sich in einem Kl\u00e4rbecken ab, das klare Wasser flie\u00dft \u00fcber das Wehr ab, und der abgesetzte Schlamm wird in den Bel\u00fcftungsbeh\u00e4lter zur\u00fcckgef\u00fchrt. Dieser Trennungsschritt stellt die gr\u00f6\u00dfte Herausforderung f\u00fcr die gesamte Anlage dar: Der Kl\u00e4rbecken muss gro\u00df sein, der Schlamm muss gut absetzen, und wenn er nicht gut absetzt \u2013 durch Fadenbildung, Temperaturschwankungen oder eine Sto\u00dfbelastung \u2013, gelangen Feststoffe mit dem Abwasser nach au\u00dfen, und der Einleitungsgrenzwert wird \u00fcberschritten.<\/p>\n
Bei einem MBR entf\u00e4llt der Kl\u00e4rbeh\u00e4lter, stattdessen wird das Wasser durch eine Membran geleitet. Die Trennung wird je nach Verhalten des Schlamms unterbrochen und h\u00e4ngt von der Porengr\u00f6\u00dfe ab. Die Biomasse kann unabh\u00e4ngig von ihren Absetzverhalten nicht entweichen.<\/p>\n
Alles andere, was \u00fcber MBR gesagt wird, ergibt sich aus dieser einen Ersetzung:<\/p>\n
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- Da die Biomasse nicht entweichen kann, l\u00e4sst sich der Beh\u00e4lter mit einer wesentlich h\u00f6heren Feststoffkonzentration betreiben, weshalb sich das biologische Volumen verringert.<\/li>\n
- Da die Trennung physikalisch erfolgt, ist der TSS-Gehalt im Abwasser durchgehend niedrig und die Tr\u00fcbung bleibt auch bei Betriebsst\u00f6rungen, die einen Kl\u00e4rbeh\u00e4lter zum Ausfall bringen w\u00fcrden, stabil.<\/li>\n
- Da sich das Schlammalter verl\u00e4ngern l\u00e4sst, verbleiben langsam wachsende Organismen wie Nitrifikanten im System, was den Abbau von Ammoniak bei niedrigeren Temperaturen beg\u00fcnstigt.<\/li>\n
- Da kein Kl\u00e4rbecken vorhanden ist, verringert sich die Grundfl\u00e4che der Anlage erheblich, und oft kann ein bestehender Beh\u00e4lter umger\u00fcstet werden, anstatt ihn zu erweitern.<\/li>\n
- Da die Membran nun als Trennbarriere dient, kommt es zu Verschmutzungen, und ihre Reinigung wird zu einer st\u00e4ndigen Betriebsaufgabe und nicht mehr nur zu einer gelegentlichen.<\/li>\n<\/ul>\n
Genau an dieser Stelle schweigen die meisten Anbieter in ihren Unterlagen, und doch ist es genau dieser Punkt, den ein Betriebsleiter als Erstes lesen sollte.<\/p>\n
Im Inneren des Tanks: So funktioniert die Trennung<\/h2>\n
In einem unter Wasser liegenden MBR \u2013 die Membranmodule<\/a> Sie befinden sich direkt im Belebungsbecken oder in einem eigens daf\u00fcr vorgesehenen Membranbecken, das von diesem gespeist wird. Eine Permeatpumpe saugt Wasser von au\u00dfen nach innen durch die Membran, wobei Biomasse, Schwebstoffe und die meisten Kolloide zur\u00fcckbleiben. Als Antriebskraft dient ein geringer Unterdruck auf der Permeatseite, der als Transmembrandruck gemessen wird.<\/p>\n
Entlang der Membranoberfl\u00e4che wird kontinuierlich Luft geblasen. Diese Sp\u00fclluft dient nicht dazu, den biologischen Prozess mit Sauerstoff zu versorgen \u2013 obwohl ein Teil davon dies tats\u00e4chlich tut \u2013, sondern soll verhindern, dass sich eine Belagschicht auf der Membranoberfl\u00e4che festsetzt. Die Sp\u00fclluft wird durch ein separates Gebl\u00e4se erzeugt und ist nicht Teil der Prozessbel\u00fcftung; sie ist der wichtigste Grund daf\u00fcr, dass der Energieverbrauch einer MBR-Anlage \u00fcber dem einer herk\u00f6mmlichen Anlage liegt.<\/p>\n
In regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nden kehrt die Permeatpumpe kurzzeitig die Laufrichtung um und dr\u00fcckt gefiltertes Wasser zur\u00fcck durch die Membran, um die Verschmutzungsschicht abzutragen. Dieser Entspannungs- und R\u00fccksp\u00fclzyklus beseitigt reversible Verschmutzungen. Was dadurch nicht beseitigt wird, sammelt sich an, der TMP-Wert steigt an, und ab einem bestimmten Schwellenwert werden die Module chemisch gereinigt.<\/p>\n
In den meisten Anlagen gibt es zwei parallel laufende Reinigungsverfahren:<\/p>\n
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- Wartungsreinigung: eine kurze Einwirkung von Hypochlorit oder S\u00e4ure in geringer Konzentration vor Ort, die regelm\u00e4\u00dfig, oft w\u00f6chentlich oder alle zwei Wochen, durchgef\u00fchrt wird, ohne dass die Module ausgebaut werden m\u00fcssen.<\/li>\n
- Regenerationsreinigung: Ein l\u00e4ngeres Einweichen bei h\u00f6herer Konzentration, das durchgef\u00fchrt wird, wenn die regelm\u00e4\u00dfige Reinigung den Fluss nicht mehr wiederherstellt; in der Regel einige wenige Male pro Jahr.<\/li>\n
- Mechanische Entfernung und \u00dcberpr\u00fcfung sind erforderlich, wenn sich Haare, Fasern oder Fett zwischen den Membranen festgesetzt haben und diese Verunreinigungen nicht allein durch chemische Mittel beseitigt werden k\u00f6nnen.<\/li>\n<\/ol>\n
Die H\u00e4ufigkeit der einzelnen Reinigungen richtet sich nach dem Zulaufwasser und nicht nach der Membranmarke. Jeder Anbieter, der ein Reinigungsintervall angibt, ohne nach Ihrem Zulaufwasser zu fragen, gibt einen Wert an, der aus einer anderen Anlage stammt.<\/p>\n
Das Argument der Umweltbelastung, ehrlich dargelegt<\/h2>\n
Der Platzbedarf ist der Grund, warum die meisten Betreiber \u00fcberhaupt auf den MBR achten, und der Vorteil ist greifbar. Durch den Wegfall des Kl\u00e4rbeckens und den Betrieb bei erh\u00f6htem MLSS l\u00e4sst sich das f\u00fcr dieselbe Belastung erforderliche Volumen des biologischen Reaktors reduzieren.<\/p>\n
Herk\u00f6mmliche Belebtschlammanlagen sind in der Regel auf eine Mischfl\u00fcssigkeitskonzentration im niedrigen Tausenderbereich von mg\/L ausgelegt, da der Kl\u00e4rbeh\u00e4lter eine Obergrenze f\u00fcr das setzt, was sich absetzen l\u00e4sst. MBR-Anlagen arbeiten routinem\u00e4\u00dfig mit um ein Vielfaches h\u00f6heren Werten, da sich nichts absetzen muss. Bitten Sie Ihren Anlagenplaner, die im Entwurf zugrunde gelegte MLSS anzugeben, da diese Annahme sowohl das eingesparte Beh\u00e4ltervolumen als auch den Energieaufwand f\u00fcr die Bel\u00fcftung bestimmt. Ein Entwurf am oberen Ende des Bereichs verschafft Ihnen die gr\u00f6\u00dfte Platzersparnis, geht jedoch zu Lasten der Sauerstoff\u00fcbertragungseffizienz, da dickfl\u00fcssigerer Mischschlamm Sauerstoff weniger gut transportiert. Diese beiden Effekte h\u00e4ngen zusammen, und ein Vorschlag, der den Platzvorteil hervorhebt, ohne die Einbu\u00dfen bei der Bel\u00fcftung zu ber\u00fccksichtigen, wurde nicht vollst\u00e4ndig kalkuliert.<\/p>\n
Es gibt einen zweiten \u201eFootprint\u201c-Effekt, der weniger Beachtung findet, bei einer Nachr\u00fcstung jedoch oft von gr\u00f6\u00dferem Wert ist. Da f\u00fcr den Prozess kein Kl\u00e4rbecken mehr ben\u00f6tigt wird, kann ein bestehender Bel\u00fcftungsbeh\u00e4lter manchmal eine Kapazit\u00e4tserweiterung direkt vor Ort, innerhalb der bestehenden Grundst\u00fccksgrenze und unter Verwendung des vorhandenen Betons, aufnehmen. Bei einer Anlage, die von einer Umz\u00e4unung umschlossen ist, macht dies oft den gesamten Gesch\u00e4ftsnutzen aus.<\/p>\n
Was der Betrieb kostet \u2013 Zeile f\u00fcr Zeile<\/h2>\n
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