Festbett-Technologie
Wie funktioniert das Festbettverfahren?
Beim Festbettverfahren wird das anfallende Abwasser in drei Verfahrensstufen gereinigt.
Mechanische Vorklärung
Das Abwasser wird in der Vorklärung von Sink- und Schwebstoffen befreit. Durch die geringe Fließgeschwindigkeit im Vorklärbehälter sinken Feststoffe mit einer größeren Dichte als Wasser zu Boden. Wasserinhaltsstoffe mit geringerer Dichte schwimmen auf und werden durch getauchte Übergänge zurückgehalten. Die Vorklärung wird zum Erreichen einer optimalen Vorreinigung mindestens zweistufig (2 Kammern) ausgeführt.
Biologische Reinigung
Das vorgereinigte Abwasser fließt im freien Gefälle von der Vorklärkammer in die Festbettkammer. Dort wird das Abwasser durch Mikroorganismen, die auf einem getauchten Festbett aufwachsen, biologisch gereinigt. Das Festbett besteht aus Kunststoffelementen, die eine hohe spezifische Oberfläche aufweisen.
Der für die Abbauprozesse der Mikroorganismen benötigte Sauerstoff wird mit Membranrohrbelüftern, die sich unter dem getauchten Festbett befinden, in das Abwasser eingebracht. Dazu pumpt ein Verdichter Umgebungsluft in die Rohrbelüfter. Die Luft entweicht durch kleine Poren in der Membran und wird feinblasig im Abwasser verteilt, wodurch sich der benötigte Sauerstoff im Wasser löst. Die Abwasserführung unter das Festbett sowie die Struktur des Festbettmaterials führen zu einer optimalen Durchmischung des Abwassers mit der eingeblasenen Luft.
Die für den Abbau der Wasserinhaltsstoffe erforderlichen Mikroorganismen sind bereits im Abwasser vorhanden. Der Anlage müssen bei Inbetriebnahme keine Starterkulturen oder sonstige Hilfsmittel zugesetzt werden.
Mechanische Nachklärung
Nach Durchlaufen der biologischen Stufe wird das gereinigte Abwasser in der Nachklärkammer von überschüssigen Bakterien, die sich vom Festbett abgelöst haben, getrennt. Die überschüssige Biomasse sedimentiert am Boden der Nachklärung. Sie wird periodisch in die Vorklärung gefördert und dort bis zur Schlammabfuhr zusammen mit dem Primärschlamm gespeichert.
Vorteile des Festbettverfahrens
Kläranlagen müssen starke Belastungs- und Zulaufschwankungen bewältigen. Das erfordert eine hohe Anpassungsfähigkeit des Systems, um eine entsprechende Reinigungsqualität gewährleisten zu können. Diese Aufgabe erfüllt das Festbettverfahren wie kein anderes.
In Unterlastphasen kapseln sich die auf dem Festbett siedelnden Mikroorganismen ein und können so längere Hungerphasen unbeschadet überstehen. Die einzige Vorraussetzung ist, dass ein Minimum an Sauerstoff im Wasser vorhanden ist. Sollte über längere Zeit kein Abwasser anfallen, kann die Steuerung der Anlage auf Urlaubsbetrieb geschaltet werden. Die Belüftung des Festbettes wird dadurch so stark reduziert, dass die Anlage nur ca. 10% des normalen Betriebsstroms verbraucht. Bei Rückkehr in den normalen Betriebszustand wird die ursprüngliche Reinigungsleistung durch die schnelle Reaktivierung der Bakterien innerhalb weniger Tage erreicht.
Festbettanlagen kommen im Gegensatz zum Belebungs- oder SBR-Verfahren ohne aufwändige Abscheidevorrichtungen und lange Absetzzeiten aus. Der Grund dafür ist, dass die Mikroorganismen, die in der Nachklärung abgeschieden werden, sich in Flocken mit hohem spezifischen Gewicht und daher gutem Absetzvermögen von der Festbettoberfläche lösen. Daraus ergibt sich eine optimale Abscheideleistung der Nachklärung und ein geringer Feststoffanteil im Ablauf der Anlage.
Ein weiterer Vorteil des Festbettverfahrens ist, dass das Abwasser die gesamte Kläranlage im Freigefälle durchströmen kann. Störanfällige Pumpen sowie aufwändige Programmierungen und Anlagentechnik zur Einhaltung von Behandlungs- und Absetzphasen werden nicht benötigt. Ein Überlauf ungeklärten Abwassers in den Ablauf ist damit unmöglich.
