Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

Kapitel 4
Einer der grundlegenden Aspekte der anaeroben Behandlung von Abwasser ist die Umwandlung des weitaus
größten Teils des organischen Kohlenstoffs in Methan. Damit wird erreicht, dass der Kohlenstoff nicht für
weiteres Zellwachstum zur Verfügung steht. Bei aeroben Verfahren ist das Gegenteil der Fall: dort wird die
überwiegende Menge des organischen Kohlenstoffs in neue Zellen umgewandelt, was zur Bildung von
Überschuss-Schlamm führt, der entweder anderweitig behandelt oder außerhalb der Anlage entsorgt werden
muss. Bei anaeroben Verfahren fällt sehr viel weniger Überschuss-Schlamm an. Außerdem hat das entstandene
Methan einen hohen Brennwert und kann als Brennstoff, z. B. an anderer Stelle in der Anlage, wiederverwendet
werden.
Ein anaerobes System alleine würde jedoch nicht zu der Wasserqualität führen, die eine Einleitung in Gewässer
erlauben würde. Daher folgt auf eine anaerobe Behandlung in der Regel ein aerobes Verfahren (siehe Abschnitt
4.5.3.1), da letzteres zu niedrigeren absoluten Endwerten führt. Außerdem wird Schwefelwasserstoff entfernt
und damit sichergestellt, dass das Abwasser gut belüftet ist, was die Reduzierung des verbliebenen BSB
unterstützt. Die aus einer anaeroben Anlage gewonnene Energie kann äquivalent sein zu der Energie, die in
einer aeroben Anlage verbraucht wird. Unter bestimmten Umständen kann die aerobe Behandlung auch erst in
der nachfolgenden kommunalen Kläranlage stattfinden. Das hängt von der Kläranlage ab, die das Abwasser
aufnimmt, und von dem Saldo zwischen den Kosten für die Abwasserbehandlung und einer betriebseigenen
aeroben Behandlungsstufe. Vor der Ableitung in eine kommunale Kläranlage kann das anaerob behandelte
Abwasser noch im Betrieb einer Oberflächenbelüftung unterzogen werden. Dies geschieht normalerweise, bevor
das Abwasser in eine Kläranlage abgegeben wird, in einem Nachbehandlungsbecken, in dem gelöster Sauerstoff
zur Verfügung steht.
Die methanogenen Bakterien, die in der letzten Stufe des anaeroben Verfahrens aktiv sind und das Methan
produzieren, müssen vor einer zu großen Menge an Chlor- und Schwefelverbindungen, zu hohem pH-Wert und
Temperaturschwankungen geschützt werden. In der Versäuerungsstufe des Verfahrens überwiegen andere
Bakterien, die viele dieser problematischen Verbindungen abbauen. Aufgrund des langsamen Wachstums der
Mikroorganismen wird Phosphor nicht entfernt. Es findet auch keine Nitrifikation und Denitrifikation statt,
sodass auch Stickstoff nicht durch eine anaerobe Behandlung entfernt werden kann.
Moderne Reaktorbauweisen erlauben höhere Belastungsraten, erhöhen die Produktion von Biogas oder bieten
eine bessere Stabilität. Sobald sich die Bakterienpopulation in einem solchen System an das Abwasser angepasst
hat, verbessert sich die Stabilität.
Die technischen Einrichtungen zur anaeroben Abwasserbehandlung sind unabhängig vom Standort immer
ähnlich gestaltet. Es gibt ein Abwassersammelbecken oder einen Misch- und Ausgleichstank, aus dem das
Abwasser in einen Vorbehandlungsanlage fließt oder gepumpt wird. Die Vorbehandlungsverfahren sind die
gleichen wie die für aerobe Systeme beschriebenen.
Nach der Vorbehandlung gelangt das Abwasser in einen Konditionierungs- oder Puffertank, in dem es
„konditioniert“ wird. Dort wird beispielsweise der pH-Wert korrigiert oder es werden Nährstoffe zugegeben,
bevor das Abwasser über ein Verteilungssystem dem Bioreaktor zugeführt wird. In älteren anaeroben Reaktoren
konnten die ersten Stufen der anaeroben Verstoffwechselung bereits im Konditionierungstank ausgelöst werden
(deshalb häufig auch als Vorversäuerungstank bezeichnet). Bei modernen Reaktoren finden die gesamten
Stoffwechselprozesse innerhalb des Reaktors statt. Der Konditionierungstank wird daher im Allgemeinen nur
für die Einstellung des pH-Werts und für die Zugabe der Nährstoffe benötigt.
Die Behandlung findet im Reaktor statt und das entstehende Biogas muss aufgefangen werden. Weitere
Komponenten sind häufig ein Tank für die Lagerung des Schlamms, die Behandlung des Entlüftungsgases aus
dem Schlammtank sowie Einrichtungen zur Abwasservorbehandlung.
Übliche Leistungsparameter anaerober Verfahren sind in Tabelle 4.58 aufgeführt.
422 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL