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Biologische Behandlung

Das wichtigste Ziel der Abwasseraufbereitung ist es, den Ausfluss aus menschlichen und industriellen Abwässern ohne Gefahren für die menschliche Gesundheit und inakzeptable Umweltschäden entsorgen zu können.

Abwässer aus Haushalten und Industrie, die im Allgemeinen gemeinsam mit Wasserabflüssen aus städtischen Regionen behandelt werden, werden zur sicheren und wirtschaftlichen Behandlung des Abwassers und der Behandlung und Entsorgung des entstehenden Klärschlamms vom Abwassersystem in die Abwasseraufbereitungsanlagen geleitet.

Herkömmliche Abwasseraufbereitungsanlagen bestehen aus einer Kombination aus physischen, chemischen und biologischen Prozessen und Abläufen zum Beseitigen von Feststoffen, organischen Stoffen und manchmal Nährstoffen aus dem Abwasser. Das Konzept aller biologischen Methoden der Abwasserbehandlung besteht darin, einen Kontakt mit Bakterien (Zellen) herzustellen, die sich von den organischen Materialien im Abwasser ernähren, und so den Inhalt mit biochemischem Sauerstoffbedarf (BSB) zu verringern. Mit anderen Worten, das Ziel der biologischen Behandlung ist die BSB-Reduzierung. Im Allgemeinen hat das Abwasser bei Eintritt in die Abwasseraufbereitungsanlage einen BSB-Gehalt von über 200 mg/l, aber durch das primäre Absetzen hat sich der Gehalt bis zum Eintritt in die biologische Komponente des Systems auf etwa 150 mg/l verringert. Das Abwasser muss die Anlage mit einem BSB-Gehalt von maximal ca. 20 bis 30 mg/l verlassen, damit der BSB-Gehalt nach der Verdünnung im nahegelegenen Wasserkörper (Fluss, See) niedriger als 2 bis 3 mg/l ist. Somit muss die biologische Behandlung eine Verringerung des BSB auf ein Sechstel erreichen. Einfache Bakterien (Zellen) nehmen das im Abwasser vorhandene organische Material auf. Durch den Stoffwechsel dieser Bakterien wird das organische Material zu einer zellulären Masse umgewandelt, die keine Lösung mehr ist, sondern sich auf dem Boden eines Klärbeckens niederschlagen oder als Schleim auf stabilen Oberflächen oder Vegetation im System beibehalten werden kann. Das Wasser, das das System verlässt, ist viel sauberer als das eintretende Wasser.

Ein wichtiger Faktor beim Betrieb von biologischen Prozessen ist eine angemessene Sauerstoffversorgung. Tatsächlich benötigen Zellen nicht nur organisches Material als Nahrung, sondern auch Sauerstoff zum Atmen, genau wie Menschen. Ohne eine angemessene Sauerstoffversorgung wird die biologische Zersetzung der Reststoffe verlangsamt, wodurch eine längere Verweilzeit des Wassers im System erforderlich wird. Damit eine vorgegebene Flussrate an Wasser behandelt werden kann, wird hier ein System mit höherem Volumen und damit mehr Platzbedarf erforderlich.

Allgemeine Begriffe zur Beschreibung der unterschiedlichen Behandlungsphasen sind, in der Reihenfolge der steigenden Behandlungsstufe, Vor-, primäre, sekundäre, tertiäre und/oder erweiterte Abwasserbehandlung. Die biologische Abwasserbehandlung erfolgt in drei Phasen; der primären, der sekundären und der tertiären Behandlung.

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1 Primäre Behandlung

Die erste Phase der Behandlung wird als primäre Behandlung bezeichnet, sie umfasst auch bestimmte vorausgehende Schritte wie Flussanpassung, Fettentfernung, Durchflussmessung etc. Die Arbeitsgänge in der Primärbehandlung sind die Prüfung auf größere treibende Objekte, die Grobstaubentfernung zum Entfernen von trägem Sand und anorganischen Partikeln und das Klären zum Entfernen absinkender schwebender organischer Feststoffe. Der Hauptzweck der primären Behandlung ist es, eine größtenteils homogene Flüssigkeit und Klärschlamm zu erhalten, wobei die Flüssigkeit später biologisch behandelt und der Klärschlamm separat behandelt werden kann.

2 Sekundäre Behandlung

Der nächste Behandlungsschritt ist die sekundäre Behandlung, hierbei werden die löslichen organischen Stoffe aus dem Abwasser entfernt. Die sekundäre Behandlung besteht aus einem biologischen Prozess und einem zweiten Klärvorgang. In der sekundären Behandlung soll der biologische Inhalt des Abwassers wie beispielsweise menschlicher Abfall, Nahrungsmittelabfall, Seifen und Waschmittel deutlich abgebaut werden. Der letzte Schritt der Phase der sekundären Behandlung ist das biologische Ausflocken oder das Filtern des Materials in einem sekundären Sedimentierungsbecken oder einem sekundären Klärbecken und damit das Erzielen von Abwasser mit sehr wenig organischem Material und Schwebestoffen.

3 Tertiäre Behandlung

Die dritte Phase wird als tertiäre Behandlung oder erweiterte Behandlung bezeichnet. Weithin gebräuchliche erweiterte Systeme sind die Absorption durch aktivierten Kohlenstoff, die Filtrierung durch Sand und andere Medien, der Ionenaustausch, unterschiedliche Membranenprozesse, Nitrifikation/Denitrifikation, Koagulation/Ausflockung und Mikroscreening.