Membranbioreaktoren Wie sich Membranbioreaktoren als Alternative zu Sedimentationsanlagen entwickeln

Für Microdyn-Nadir liegt die Zukunft der Abwasseraufbereitung in der MBR-Technik (Membranbioreaktoren). Wo MBR seine Vorteile ausspielt und wo die Entwicklungspotenziale der nicht mehr ganz so jungen Technik liegen, zeigt der folgende Beitrag.

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Ende Februar war es soweit: Microdyn-Nadir konnte eine vollautomatisierte Produktionsstraße für MBR-Module in Betrieb nehmen. Dies ist der Höhepunkt einer zwei Jahre langen Entwicklungs- und Bauzeit, die sich die Membran-Spezialisten aus Wiesbaden insgesamt rund 3,5 Milllionen Euro kosten ließen. Hinter der satten Investition steht die Vision, dass Membranbioreaktoren künftig vollständig konkurrenzfähig zu klassischen Sedimentationsanlagen sein werden. Vor diesem Hintergrund lohnt sich ein Blick auf die Vor- und Nachteile der Technik. Als klaren Vorteil gegenüber Sedimentationsanlagen sieht Prof. Cornel vom IWAR-Institut der TU Darmstadt die wesentlich bessere Ablaufqualität. Denn alle Feststoffe, die nicht durch die 0,04 bis 0,4 μm großen Poren der Membran passen, werden in der Anlage zurückgehalten. Damit geht auch eine weitestgehende Desinfektion einher. Zudem kommen MBR-Anlagen mit höheren Schlammbelastungen zurecht. Dies erlaubt kompakte Anlagen bzw. höhere Auslastung.

Die Sache hat aber auch einen Haken: So schlagen die MBR-Anlagen mit einem höheren Energieverbrauch zu Buche. Ursache sind zum einen der schlechtere Sauerstoffeintrag bei hohen Schlammlasten und zum anderen die Erzeugung der notwendigen Crossflow-Strömung. Für den MBR-Spezialisten von Microdyn-Nadir Dr. Stefan Krause ist der Energieaufwand einer der wichtigsten Entwicklungspunkte. Sein Ziel: Anlagen mit einem Verbrauch von unter 0,5 Kilowattstunden pro Kubikmeter. Wichtige Stellschrauben hierfür sind die energieeffiziente Erzeugung des Crossflows, etwa durch eine feinblasige Belüftung, wie sie beim Bio-Cel-Modul eingesetzt wird, sowie eine Verringerung des Foulings. Dies kann über die Membraneigenschaften, die Betriebsweise oder eine mechanische Reinigung erfolgen. Für die mechanische Reinigung setzt Microdyn-Nadir auf spezielle Granulate, welche die Membranen mithilfe des Crossflows abreinigen.

Zudem gilt es bei der Auslegung von MBR-Anlagen, den Einfluss von Störstoffen zu beachten. Sie können die Membranen verkleben oder stark beschädigen. Der Umgang mit diesen Stoffen ist aber durchaus beherrschbar. Hierfür folgt man vor allem zwei Strategien: Vermeidung und Pilotierung. Bei der Vermeidung von Störstoffen greift man beispielsweise auf vorgelagerte Filterstufen, pH-Verschiebung, das Erhöhen der Crossflow-Belüftung und Antiscalingzusätze zurück. Um diese Maßnahmen wirkungsvoll einsetzen zu können, ist bei unbekanntem Abwasser eine Pilotierung unausweichlich. Wichtig dabei: Die Pilotierung muss unter realen Bedingungen erfolgen, d.h. in halbtechnischem Maßstab und über einen Zeitraum, der die komplette Produktion abdeckt.

Fazit: Für Prof. Cornel steht fest: „Aerobe MBR-Anlagen sind Stand der Technik und stellen eine Alternative zu konventionellen Belebungsanlagen dar.“ Schließlich laufen seit mehreren Jahren verschiedene Referenzanlagen, die bis zu 12?000 m³ industrielles Abwasser pro Tag bewältigen.

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