Wasser | Biologische Phosphatentfernung

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Biologische Abwasseranlage: Phosphatentfernung

Ziel

  • biologische Phosphatentfernung (Phosphatelimination)

Prinzip

Phosphor, meist als Phosphat, spielt eine wichtige Rolle bei der Eutrophierung von Oberflächengewässern, was zu übermäßigem Algenwachstum, niedrigem Sauerstoffgehalt und Fischsterblichkeit führt. Um die Eutrophierung zu bekämpfen, werden für P und PO43- Einleitungsnormen festgelegt.

Phosphat kann sowohl chemisch (Koagulations/Flockungsprozess) als auch biologisch entfernt werden. Bei der biologischen Wasseraufbereitung wird immer eine bestimmte Menge Phosphat in die neue Biomasse eingebaut. Die Phosphatentfernung steht daher in erster Linie im Zusammenhang mit der Schlammproduktion und der Schlammabscheidung. Zusätzlich kann der biologische Prozess modifiziert werden, um zusätzliche Phosphate zu entfernen. Bestimmte Bakterienarten (z.B. Acinetorbacter sp.) erlauben es, dass sich vermehrt Phosphor in Form von Polyphosphat-Pellets anreichert. Die biologische Phosphatierung erfolgt in einem alternierenden aeroben und anaeroben Belebtschlammsystem, wobei die Phosphataufnahme durch Acinetobacter gezielt optimiert wird.

Entwicklung der Konzentration von gelösten Phosphaten im Bioreaktor in anaeroben und aeroben Umgebungen.

Im Vergleich zur physikalisch-chemischen Phosphatentfernung ist die Menge an Schlammabfällen aus der biologischen Entsorgung deutlich geringer. Eine ordnungsgemäße Überwachung der Prozessparameter ist immer notwendig, um einen effizienten Betrieb der Anlage zu gewährleisten. In einigen Fällen ist es notwendig, eine organische Kohlenstoffquelle (schnell abbaubarer CSB) zu dosieren, um das gewünschte CSB/P-Verhältnis zu erreichen.

Anwendungen

Verschiedene Prozesskonfigurationen mit aeroben, anoxischen und anaeroben Reaktoren zur Phosphatentfernung sind möglich. Im Folgenden werden zwei Typen kurz erläutert.

Beim Phostrip-Verfahren wird der ausgefällte Schlamm aus dem Nachklärbecken oder sekündären Klärbecken in einen Gärbehälter gepumpt. Phosphate sind in diesem Anaerobreaktor ausgenommen. Mit Hilfe von Chemikalien werden die Phosphate dann in einem separaten Nachsinkbehälter abgeschieden. Für Abwässer mit hohen Stickstoffkonzentrationen ist das Phostrip-Verfahren jedoch ungeeignet.

Prinzipschema des Phostrip-Prozesses

Das Phoredox-Verfahren ermöglicht die gleichzeitige Entfernung von Stickstoff und Phosphor. Das Abwasser wird in einem anaeroben, einem anoxischen und einem aeroben Reaktor behandelt. Anschließend wird der Schlamm aus dem behandelten Abwasser in einem Nachklärbecken abgetrennt und in den Anaerobreaktor zurückgeführt.

Prinzipschema des Phoredox-prozesses

Die biologische Wasseraufbereitung mit Nährstoffentfernung kann häufig für Haushaltsabwässer und Abwässer aus der Lebensmittelindustrie eingesetzt werden. Die biologische Phosphatierung erfordert die Kontrolle verschiedener Parameter, damit der Prozess effizient abläuft (CSB/BSB, gelöster Sauerstoff, Redoxpotential, Nitratgehalt usw.).

Betriebskosten

Neben den Investitionen in die Behandlungsinfrastruktur fallen auch Betriebskosten für die biologische Abwasserreinigung an. Die Hauptbetriebskosten beziehen sich auf die erforderliche Prozessüberwachung und Aufbereitung des anfallenden Klärschlamms.