Zusammenfassung

Die Abwasserreinigung in kommunalen Kläranlagen ist wesentliches Fundament eines funktionierenden Wasserwirtschaftssystems. Die zunehmende Bevölkerung mit steigender Verstädterung sowie höhere Anforderungen an die Gewässerqualität erfordern eine stetige Weiterentwicklung der Kläranlagen. Das zentrale Verfahren einer kommunalen Kläranlage ist meist die biologische Abwasserreinigung, die seit Langem weltweit etabliert und üblicherweise in Form des Belebtschlammverfahrens angewendet wird.
Der Einsatz aerober Granula bzw. Pellets stellt eine innovative Alternative zum Belebungsverfahren dar. Bei diesen Verfahren werden durch aerobe, schnell sedimentierbare Biomassenzusammenschlüsse hohe Raumumsatzleistungen auch mit kommunalem Abwasser erreicht. Entscheidend für die aerobe Technologie ist der Prozess der Bildung von Biofilmkonsortien, welcher durch das Zusammenwirken mehrerer Faktoren beeinflusst wird. Zu den wesentlichsten Faktoren zählen ein durch geringe Sedimentationszeiten bedingter hoher Selektionsdruck, eine hohe Raumbelastung und starke hydrodynamische Scherkräfte.
Bisher wird die Technologie der aeroben Granula meist in diskontinuierlich beschickten Sequencing Batch Reactors (SBR) umgesetzt. Da kommunale Kläranlagen jedoch überwiegend kontinuierlich betrieben werden, ist es sinnvoll aerobe Granulaverfahren, in einen kontinuierlichen Betrieb zu überführen.
Zu diesem Zweck wurde eine Versuchsanlage mit einem Gesamtvolumen von ca. 200 L konzipiert, welche mit realem Abwasser einer kommunalen Kläranlage betrieben wird.
Abbildung 1 zeigt den schematischen Aufbau der Versuchsanlage, welche aus insgesamt fünf Versuchsreaktoren sowie einer Vorlage und einem Auffangbehälter besteht. Besonderheit dieses Versuchsaufbaus sind zwei aufeinanderfolgende Nachklärbecken zur Abtrennung von Granulen/gut sedimentierenden Schlamm und flockenförmigen Belebtschlamm. Dieser wird je nach Schlammzusammensetzung zurück ins Belebungsbecken gefördert oder als Überschussschlamm verworfen. Granulierter Schlamm wird über ein Denitrifikationsrücklaufschlammbecken (DNRS-Becken), in dem restliches Nitrat abgebaut wird, in den Anaerobbehälter gefördert.