Umwelt-Bio-Verfahrenstechnik (end of pipe) mit Abluft-, Abwasser-, Abfall- bzw. Schlammbehandlung

Biologische Abgasreinigung: Biosorber

Die biologische Abluftbehandlung in den so genannten Kompostfiltern wird durch die Eigendynamik des Reaktormaterials determiniert. In kritischen Fällen verschleift der Reaktor lediglich die tägliche Belastung in die Nachtstunden; bei kritischen Abluftströmen wird der Kompost zum Sonderabfall. Deshalb wurde ein Bioreaktor-System entwickelt, das als erster Biofilter filtrieren darf (da der Name aber besetzt ist, wurde auf das zweite wichtige Merkmal wert gelegt), das die Vorteile einer trägergebundenen und nährstoff-versorgten Biomasse mit den Vorteilen eines steuerbaren Reaktionselementes, wie der Biowäschertechnik verbindet. Der Biosorber enthält die o.g. kugeligen Trägermaterialien (siehe A 2.4), überzogen mit einem synthetischen Nährboden (Petrischale), die von Zeit zu Zeit nach Bedarf im Reaktionsraum über einen Wendelmischer hin- und herbewegt und sogar fallweise ausgetragen und abgewaschen werden können. Rückstände, die zu Sonderabfall führen könnten, werden von Zeit zu Zeit ausgewaschen und als Konzentrat in geringem Volumen entsorgt. Betrieben wird der Biosorber wie ein Kompostfilter, nach Bedarf wird er direkt befeuchtet, so daß ein Luftbefeuchter vorab entfallen kann. Bei schwankenden Abgaskonzentrationen und -frachten wird der Wasser-holdup als Speicher genutzt und über die Zeit abgearbeitet, bei schwerlöslichen Verbindungen wird dem Nährboden ein Lösungsvermittler zugesetzt.

Schlamm

Belebtschlamm aus biologischen Abwasserbehandlungsanlagen ist keine bessere Lösung als chemischer Schlamm, wobei das Problem der Wasserbindung im Schlamm eine problematische Rolle spielt. Einer einfachen Mineralisierung stehen darüber hinaus die kompakten Zellstrukturen von Mischbiocoenosen im Wege. Das neue Verfahren zerstört die Zellwände mechanisch, konzentriert die Zellbruchstücke auf und führt sie - quasi als Futter - den übrigen Mikroorganismen wieder zu. Das noch enthaltene Wasser läuft selbständiger ab, der Schlamm weist geringere Konzentrationen an organischer Trockensubstanz auf.In industriellen Abwasserreinigungsprozessen, in denen Nährstoffe zudosiert werden müssen, kann die Dosierung entfallen, da der aufgemahlene Zellbrei die Stoffe mitführt. In Anlagen zur Denitrifikation nitrathaltigen Wassers kann der Zellbrei als Ersatz-Kohlenstoffquelle an Stelle von Essigsäure odgl. wertvoll genutzt werden.

Phasenseparation: Selbstreinigender Schrägklärer / Rohrbündelklärer

Aufbauend auf einer Entwicklung, die die Parallelogrammstruktur von Schrägplattenklärern dazu nutzt, die Plattenneigung gezielt in Abhängigkeit der Schlammkonsistenz zu verändern und über einen "Klapper"-Mechanismus nach Absenkung des Wasserspiegels eine Reinigungswirkung herbeizuführen, wurde ein Schrägklärsystem entwickelt, das sich mechanisch über den Durchsatz von Schwammgummikugeln selbsttätig reinigt. Dieses System löst das Problem der Abscheidung von Belebtschlämmen in Kompaktanlagen, da Einbauten nach endlicher Zeit sonst wie Aufwuchsflächen (Trägerbiologien) wirken.

Sedimenter-Kaskade

Die Phasenseparation von ungelösten Stoffen aus Fluiden in industriellen Prozessen oder dezentralen Kläreinheiten ist häufig ein Platzproblem, darüber hinaus kann möglicherweise Schwimm- oder auftreibender Schlamm das Prozessergebnis in Frage stellen. Deshalb finden Kaskaden-Becken Verwendung, die in Stockwerken übereinander angeordnet sind, so daß im Fließweg Wehre angeordnet werden, die in Verbindung mit einer Steuerung eine größere Trennfläche im Verhältnis zum Volumen im Vergleich zu konventionellen Sedimentern ohne Einbauten herstellen, ein variables Sedimentervolumen schaffen und einen gezielten Abfluss von schwimmendem Schlamm über eine sequentielle Wehrsteuerung ermöglichen. Das Verfahren und die Vorrichtung sind grundsätzlich auch für die Trinkwasseraufbereitung, für die Separation organischer und anorganischer ungelöster Industrieabwasserinhaltsstoffe, für die Bodensanierung usw. geeignet.

Grobentschlammung

Hierbei ging es darum, eine einfache Vorrichtung zur raschen Phasenseparation von ungelösten, insbesondere groben Stoffen, wie Sand und Fäkalien, aus Abwasser zu schaffen. Ergebnis: Ein speziell geformtes Blech wird in einen Sedimenter so eingebaut, dass das zufließende Abwasser in seinem Inneren auf eine Kreisbahn gezwungen wird und die Stoffe mit großer Dichte gezielt einem Schlammsammel-Trichter zugeführt werden, während das feststoffverarmte Fluid sich im Sedimenter normal verteilen kann.

Zentrifugalabscheider bei Mischwasserabfluss

Im Regenwasserfall wird bei Mischabwasser-Behandlung aufgrund hoher hydraulischer Belastung aus einem Vorklärsystem eine Stoßbelastung für die biologische Behandlung, insbesondere an oxidierbarem Stickstoff, erzeugt. Gleichzeitig wird ein großer Teil des Belebtschlammes in die Nachklärung verlagert. Die Nitrifkationsleistung sinkt ab, Grenzwerte werden überschritten. Über eine Bypass-Leitung, in die Hydrozyklone eingebaut sind, wird die Vorklärung im Regenwasserfall umfahren und dadurch die interne Spitze vermieden. Eine verstärkte Aufkonzentrierung des Rücklaufschlammes über verbesserte Hydrozyklone wird untersucht.

Vario-Bioreaktor

Kleinere und mittlere Industriebetriebe sind durch Schichtbetrieb gekennzeichnet; eine biologische Behandlung des Abwassers schied von daher bisher aus. Die Entwicklung beruht darauf, in einem Festbettreaktor sowohl Tropfkörper- als auch Submersbetrieb zu realisieren. Dadurch wird bei Anfall der Prozessabwässer hohe Leistungsfähigkeit und Mischungsreaktorverhalten erzielt, in belastungsschwachen Zeiten dagegen Rohrreaktorverhalten mit dem Abbau von akkumulierten, schwerer abbaubaren Stoffen ermöglicht, ohne die vorhandene, an den Prozess angepasste Biomasse wie im submersen Betrieb zu autolysieren.

Spezialisten-Recycling

In biologischen Reinigungsanlagen wachsen bevorzugt Mikroorganismen, die in kurzer Zeit die angebotenen Abwasserinhaltsstoffe umsetzen können. Viele Problemstoffe werden aber von Bakterien geknackt, die wesentlich geringere Stoffumsatzraten aufweisen. Deshalb wurde ein Verfahren entwickelt, bei dem Spezialisten auf geeignete Träger immobilisiert werden, wobei die Träger mit Eisenspänen oder anderweitig aus dem Schlamm gezielt zurückgewinnen, gewaschen, die Spezialisten reaktiviert und gestapelt werden können. Bei Bedarf werden die Träger, die außerhalb des Abwassers kultiviert werden können, in die stoffumsetzende Anlage gezielt zudosiert.

Redox-Steuerung für kleine Kläranlagen

Kaskadierte Tauchkörper-Anlagen in Modulbauweise können vollständig nitrifzierend und denitrifizierend gefahren werden, wenn man das Redoxpotential im Zufluss und im letzten Kaskadenbecken kontinuierlich erfasst, zueinander in Beziehung setzt und danach die Kaskadenbecken aerob oder anaerob fährt. In Verbindung mit einer gemessenen Schmutzwassermenge lässt sich sogar ein Schmutzwasser-Äquivalentfaktor ermitteln, der eine exakte Steuerung zulässt.