MBR (Membrane Bio Reactor)
Im Vergleich zu anderen biologischen Verfahren, wie dem Festbett, ist das MBR-Verfahren extrem empfindlich, kann nicht mit Überlastungen umgehen und hat sehr hohe Betriebs- und Wartungskosten. Zudem benötigt das System Chemikalien für die Membranreinigung. Eine MBR-Anlage (Membrane Bio Reactor) nutzt den biologischen Abbau und die physikalische Trennung.
Um ein Verstopfen der Membran zu verhindern, ist ein Sieb zur Entfernung von Sand und Fett vorgeschaltet.
Eine MBR-Anlage ist eine Filtrationsanlage mit einer hohen Konzentration an Bakterien, die vier bis fünf mal höher ist als bei FBBR- und MBBR-Anlagen. Je nach Größe des Porendurchmessers der Membran scheidet die Anlage sogar Keime aus dem Wasser ab. Um den Abwasserstrom durch die Membran zu unterstützen, ist ein Unterdruck erforderlich, der energieintensiv und teuer ist. Die Anlage muss die Membran in festgelegten Intervallen rückspülen. Ein Austausch dieser ist auch in regelmäßigen Abständen notwendig. Das System erfordert eine regelmäßige, professionelle Wartung und Instandhaltung.
Das MBR-System hat einen vorgeschalteten Belebtschlammpuffer. Die Schlammproduktion ist somit geringer als bei FBBR (Fixed Bed Bio Reactor) und MBBR (Mixed Bed Bio Reactor). Zudem ist bei dem MBR-System keine Schlammsetzung erforderlich, was platzsparend ist.
MBR -Flussdiagramm:
MBBR (Moving Bed Bio Reactor)
Die vorgeschaltete Siebung zur Entfernung von Sand und Fett ist ebenfalls erforderlich, aber Partikel, die kleiner als 3 mm sind, dürfen passieren. Auch eine manuelle Siebung ist akzeptabel. Im Gegensatz zum MBR (Membrane Bio Reactor) bauen beim MBBR (Mixed Bed Bio Reactor) nur Bakterien die Verunreinigungen ab.
MBBR-Anlagen enthalten Partikel (hergestellt aus UV-stabilisiertem Polyethylen), auf denen Bakterien wachsen. Sie bilden auf den frei beweglichen Partikeln einen Biofilm, der die Verunreinigungen und damit die Schlammmasse reduziert (allerdings nicht so effektiv wie eine MBR-Anlage). Nach dem Bioreaktor ist eine Schlammabsetzung in Form der Lamellentechnik erforderlich. Der Vorteil ist, dass die Ersatzteile günstiger und langlebiger sind, sodass die Betriebskosten geringer sind als beim MBR (Membrane Bio Reactor).
MBBR -Flussdiagramm
FBR (Fest Bett Reactor)
Das FBR-System funktioniert wie der MBBR (Mixed Bed Bio Reactor). Der Unterschied liegt darin, dass beim MBBR kleine Partikel zum Einsatz kommen, die sich innerhalb des Reaktors frei bewegen. Das FBR-System verwendet Festbettmaterial (Substrat aus UV-stabilisiertem Polyethylen), auf dem der Biofilm wächst. Das FBR-System hat geringere Betriebs- und Instandhaltungskosten als jedes andere Abwasserreinigungsverfahren.
Diese biologische Schicht (mikroorganische Besiedlung) wandelt die, im Abwasser enthaltenen, organischen Schadstoffe in sedimentäre und mineralische Stoffe um. Dies ist hauptsächlich die Arbeit von aeroben Organismen, die Sauerstoff benötigen. Ein Belüftungssystem, das unterhalb des Festbettmaterials im Reaktor installiert ist, versorgt die Organismen mit ausreichend Luft. Zusätzlich bewirkt die aufsteigende Luft eine Strömung, die, aufgrund des Festbettmaterials, zu einer vollständigen (horizontalen und vertikalen) Durchmischung des Behälterinhalts führt (Charakteristik eines Durchmischungszylinders). Der Vorteil dieses Systems ist, dass es sich selbst reguliert und sehr effektiv ist. Es arbeitet mit günstigen, unkomplizierten und langlebigen Ersatzteilen, wodurch die Betriebskosten niedriger sind als bei MBR-Systemen (Membrane Bio Reactor).
FBR-Flussdiagramm:
Die folgende Tabelle zeigt die Vor- und Nachteile aller drei Systeme:
| MBR | MBBR | FBR | |
|---|---|---|---|
| Ablaufwasserqualität | Gut | Akzeptabel für Bewässerung | Akzeptabel für Bewässerung |
| Empfindlichkeit gegenüber Verlagerung komplexer oder toxischer Stoffe | Gut | Mittel | Mittel |
| Gesamtkosten | Hoch | Mittel | Niedrig |
| Energieverbrauch | Hoch | Mittel | Niedrig |
| Umgang mit einer elektrischen Abschaltung | Bis zu 24 Stunden ohne Probleme | Bis zu 10 Stunden. Danach bilden Bakterien Biokuchen* | Gute Handhabung |
| Anfälligkeit für ein Fettleck | Sehr empfindlich. Membrane muss gut gereinigt/ausgetauscht werden | Sehr empfindlich* | Ausgelaufenes Öl schwimmt nach oben und ist leicht zu entfernen. |
| Platzbedarf | Niedrig | Hoch | Hoch |
* Austausch des Materials notwendig, die Anlage benötigt eine zehntägige Wiederanlaufzeit
