1.2 Allgemeines

Das SBR-Verfahren ist definiert als ein Belebungsverfahren mit Aufstaubetrieb. Dahinter verbergen sich folgende Eigenschaften:

  • Das Abwasser wird unter Einsatz von Belebtschlamm biologisch gereinigt.
  • Die Reinigung erfolgt nicht wie bei kontinuierlichen Anlagen entlang einer räumlichen, sondern entlang einer zeitlichen Achse. Die Reinigungsprozesse sowie die Abtrennung des gereinigten Abwassers vom Belebtschlamm finden nacheinander in demselben Becken statt (Einbeckentechnik).
  • Die Anlage wird als Batch-Reaktor betrieben, d.h. das Abwasser wird bei Einleitung ins Becken aufgestaut, und das gereinigte Abwasser wird chargenweise aus dem Becken abgezogen.

Ein Reinigungszyklus enthält sechs unterschiedliche Phasen, die in Abb. 1-1 schematisch dargestellt sind.

Abb. 1-1: Phasen eines Zyklus beim SBR-Verfahren (nach ATV 1997)

Die einzelnen Prozeßphasen können innerhalb eines Zyklus zum Teil wiederholt, miteinander kombiniert oder auch weggelassen werden. Auf diese Weise können alle in kontinuierlichen Anlagen möglichen Verfahrensvarianten wie z.B. die vorgeschaltete, simultane oder nachgeschaltete Denitrifikation prinzipiell auch in SBR-Anlagen realisiert werden.
Die Phasen lassen sich wie folgt charakterisieren:

  1. Füllen: Es befindet sich bereits sedimentierter Belebtschlamm und nicht abdekantiertes Klarwasser aus dem vorigen Zyklus im Becken, während frisches Abwasser hinzufließt. Dadurch erhöht sich die Nährstoffkonzentration im Becken, und biologischer Stoffumsatz setzt ein. Die Stoffumsatzrate - und damit auch der Anstieg der Nährstoffkonzentration - während des Füllvorganges kann wesentlich dadurch beeinflußt werden, ob die Füllphase mit der Misch- oder Belüftungsphase kombiniert wird oder nicht. Dies hat - wie noch zu zeigen sein wird - einen entscheidenden Einfluß auf die Biozönose im Belebungsbecken.
  2. Mischen: Die Mischphase bringt die Belebtschlammorganismen mit dem Abwasser in Kontakt. Es herrschen anaerobe oder anoxische Verhältnisse je nachdem, ob Nitratsauerstoff zur Verfügung steht oder nicht. Diese Phase ist optional. Wird z.B. als Reinigungsziel ausschließlich Kohlenstoffabbau angestrebt, kann auch gleich mit der Belüftungsphase begonnen werden.
  3. Belüften: Im aeroben Milieu vollzieht sich der Kohlenstoffabbau durch hetero-organotrophe Organismen. Sind die gelösten organischen Nährstoffe aufgebraucht, beginnt für diese Organismen die Hungerphase. Ihre Aktivität senkt sich auf das Niveau der endogenen Atmung herab. Durch den geringeren Sauerstoffverbrauch steigt bei gleichbleibender Belüftung die Sauerstoffkonzentration im Becken an, so daß Nitrifikation sich anschließt. Dazu ist allerdings das Vorhandensein von Nitrifikanten erforderlich. Das Schlammalter muß also entsprechend hoch sein.
  4. Die Dauer und die Abfolge von Misch- und Belüftungsphasen sind frei wählbar. Sie sind es im wesentlichen, von denen der Reinigungserfolg abhängt.

  5. Absetzen: Sind die Reaktionsphasen Mischen und Belüften abgeschlossen, werden Rührwerk und Belüfter ausgeschaltet. In der eintretenden Ruhephase sedimentiert der Belebtschlamm. Den Überstand bildet das gereinigte Abwasser.
  6. Abzug: Im Anschluß wird das Klarwasser abdekantiert.
  7. Stillstand: Steht noch nicht genug Abwasser für einen weiteren Zyklus bereit, kann eine Stillstandsphase eingeschoben werden. Das biologische System kann eine Zeit von über 8 Stunden überstehen, ohne aus dem Gleichgewicht zu geraten. Solange ist auch eine verstärkte Geruchsentwicklung beim Wiederanfahren der Anlage nicht zu befürchten (WILDERER & SILVERSTEIN 1983).

Die technische Ausrüstung, die für diesen Ablauf erforderlich ist, kann der schematischen Darstellung in Abb. 1-2 entnommen werden.

Abb. 1-2: Fließschema einer SBR-Anlage (nach Oles 1991)

Benötigt wird mindestens eine Abwasserzuführung, ein Klarwasserabzugsystem, eine Belüftungseinrichtung, ein Überschußschlammabzug und evtl. eine Mischeinrichtung. Soll das Abwasser nicht kontinuierlich, sondern chargenweise an festgesetzten Zeitpunkten zugeführt werden, ist zusätzlich ein Vorlagebehälter erforderlich, der das anfallende Abwasser zunächst sammelt und nach Bedarf an das Reaktionsbecken weitergibt. Hinsichtlich der Vorreinigung gibt es im Vergleich zu kontinuierlichen Anlagen keinen Unterschied. Ihren Erfordernissen ist mit Rechen, Sandfang und Vorklärbecken hier wie dort genüge getan. Rechen und Sandfang sind allerdings bei kleinen Kläranlagen nicht unbedingt erforderlich. Die Vorklärung kann selbstverständlich in den Vorlagebehälter - falls vorhanden - integriert werden. Aber auch sie entfällt bei Anlagen mit aerober Schlammstabilisierung (ATV 1997).



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