Belebtschlammverfahren

Das Belebtschlammverfahren ist ein Verfahren der biologischen Abwasserreinigung. Organische Verschmutzungen werden unter Sauerstoffzufuhr von Mikroorganismen abgebaut. Das Verfahren wurde Anfang des zwanzigsten Jahrhunderts in England entwickelt und ist heute das am häufigsten genutzte Verfahren der biologischen Abwasserreinigung in der industrialisierten Welt.

Aufbau und Funktionsweise

Für das Belebtschlammverfahren wird ein Belebungsbecken, eine Belüftung, eine Nachklärung und eine Schlammrückführung benötigt. Der Zulauf erfolgt in das Belebungsbecken. Die Belüftung des Belebungsbeckens versorgt die Mikroorganismen mit ausreichend Sauerstoff, verhindert das Absetzen von Schlamm und fördert die Durchmischung des Beckens. Die Durchmischung optimiert die Kontaktzeit zwischen den Mikroorgansimen und den Schmutzpartikeln. Die Mikroorganismen setzen die organische Substanz in Zellsubstanz oder anorganische Endprodukte um. Diese Zellsubstanz bildet den Sekundärschlamm, der anschließend in der Nachklärung von dem gereinigten Abwasser getrennt wird. In der Nachklärung wird der Schlamm sedimentiert und am Grund des Beckens abgezogen. Im oberen Bereich des Beckens sammelt sich das gereinigte Wasser als Klarphase, die zurück in das Gewässer geleitet oder einer weiteren Reinigungsstufe zugeführt werden kann. Der abgezogene Sekundärschlamm wird zu einem Teil als Rücklaufschlamm in das Belebungsbecken rückgeführt, da er die wichtigen Mikroorganismen beinhaltet. Der andere Teil wird als Überschussschlamm in die Klärschlammbehandlung weitergeleitet.

Biologische Prozesse

Der größte Teil der Abbauprozesse erfolgt durch Bakterien. Im Belebungsbecken laufen in der Regel bis zu drei verschiedene Prozesse ab. Diese Prozesse sind der Kohlenstoffabbau, die Nitrifikation und die Denitrifikation, die je nach Reinigungsziel Anwendung finden. Beim einfachen Kohlenstoffabbau werden organische Stoffe unter Sauerstoffzehrung größtenteils zu Kohlenstoffdioxid und Biomasse umgesetzt. In der Nitrifikation wird Ammonium mit Sauerstoff zu Nitrat umgesetzt. Dieses Nitrat kann in einer Denitrifikation in elementaren Stickstoff gewandelt werden.

Strombedarf

Das Belebtschlammverfahren stellt auf vielen Kläranlagen den Prozess mit dem höchsten Strombedarf dar. Grund dafür sind die hohen energetischen Aufwendungen für den Betrieb der für den Prozess notwendigen Verdichter. Bei Kläranlagen mit anaerober biologischer Schlammstabilisierung hat die Belüftung durchschnittlich einen Anteil von 50 Prozent am Stromverbrauch. Bei anderen Kläranlagen steigt der Anteil der Belüftung am Stromverbrauch auf bis zu 80 Prozent.

Synonym(e):

Belebung, Schlammbelebung

Englische Übersetzung(en):

activated sludge process, bioaeration