Effektives Membrankonzept

Vor diesem Hintergrund entstand dieses Membrankonzept für die kommunale und industrielle Abwasserreinigung. Durch die im Belebungsbecken eingetauchten Filtrationsmembranen lässt sich eine Biomassekonzentration erzielen, die 4 bis 10 mal höher ist als bei konventionellen Anlagen mit Nachklärbecken. Das über die Membranen abgezogene, feststoff- und keimfreie Permeat hat Brauchwasserqualität.

Membrananlagen werden schon seit längerer Zeit sehr erfolgreich zur Biomasseabtrennung eingesetzt. Es handelt sich dabei jedoch in der Regel um das energie- und kostenintensive Crossflow-Prinzip (2 bis 6 kWh/m3). Die hier vorgestellte Variante zeichnet sich vor allem durch einen deutlich geringeren Energiebedarf aus. Durch die Nutzung anderer Turbulenz- bzw. Strömungsquellen, beispielsweise der in der Belebungsanlage ohnehin erforderlichen Luftbegasung, kann der Energiebedarf eines entsprechend konzipierten Membransystems drastisch gesenkt werden (0,1 bis 0,5 kWh/m3). Die Membranmodule werden im Belebungsbecken über den Belüftungseinrichtungen derart installiert, dass eine Airliftströmung durch die Membranen der Moduleinheiten induziert wird. Durch die Airliftströmung und die durch die Membranen hindurchtretenden Luftblasen werden die Membranoberflächen überströmt und die Deckschichtbildung minimiert.

Ein Vergleich mit der konventionellen Technik (Abb. 1) zeigt, dass durch die mit der Membran als Trennverfahren möglichen höheren Biomassekonzentrationen die Raumumsatzleistung biologischer Systeme deutlich gesteigert und somit Reaktionsvolumen eingespart werden kann. Bei entsprechender Wahl der Membrantrenngrenze kann die Abwasser- und Substratverweilzeit entkoppelt werden, womit auch biologisch schwer abbaubare Abwasserinhaltsstoffe umgesetzt werden können und sich die Reinigungsleistung der Membran-Biologie verbessert. Das nach der Membranfiltration anfallende Permeat ist keimfrei und hat Brauchwasserqualität, so dass sich die Verfahrensstufen Filtration und Desinfektion erübrigen.

Basierend auf den Erfahrungen aus Technikums- und Pilotversuchen entstand eine Demonstrationsanlage für ca. 600 EW, deren wichtigste Eckdaten die Tabelle angibt. Diese Pilotanlage (Abb. 2) ist sehr flexibel für die Reinigung von kommunalem und industriellem Abwasser konzipiert. Der Maschinen-Container beinhaltet Pumpen, Gebläse, Messtechnik und Schaltschränke sowie einen PC mit dem Prozessleitsystem. Der Nasscontainer dient als Belebungsbecken mit größenvariablen Bio-P-, Nitrifikations- und Denitrifikationszonen. In ihm befindet sich die Druck- und Strahlbelüftung, sowie als Herzstück der Anlage die Membranfiltrationsmodule. Die Demonstrationsanlage steht mit allen erforderlichen Komponenten für Auslegungsversuche zur Verfügung.

E cav 280