Membranbioreaktoren (MBR-System) für die Abwasserbehandlung

Wir entwickeln, fertigen und installieren Membranbioreaktoren für die Behandlung von Industrieabwässern. MBR-Reaktoren sind kompakt, in sich geschlossen und einfach zu bedienen. Dank der Verwendung von Membranen gibt es keine Sedimentation im Biotank.

MBR-System: Biologischer Reaktor + Membranfiltration

Membranbioreaktoren, auch MBR-Systeme genannt, sind aerobe Belebtschlamm-Bioreaktoren, die den biologischen Abbauprozess, den so genannten "Belebtschlamm", mit einer Fest-Flüssig-Trennung durch Membranfiltration kombinieren. Diese Membranen können entweder Hohlfaser- oder Flachmembranen sein.

Unsere MBR-Bioreaktoren sind mit Ultrafiltrationsmembranen ausgestattet, die ihre Effizienz und Leistung bei der Abscheidung von Schadstoffen maximieren. Dank dieser Technologie ist die Biomassekonzentration im Reaktor viel höher als in Reaktoren mit herkömmlichen Klärbecken und kann zwischen 6.000 und 12.000 mg/l erreichen.

Die Kombination von Membranen und Belebtschlammreaktor hat folgende Vorteile:

  • Höhere Leistung bei der Entfernung organischer Stoffe.
  • Die Qualität des Ausgangswassers ist konstant.
  • Kompaktes Gerät mit geringer Stellfläche.

Unsere Membranbioreaktoren werden in einem kompakten System geliefert und sind bei Ankunft beim Kunden betriebsbereit.

Optionale Konfiguration

In Szenarien, in denen eine hohe Stickstoffkonzentration vorliegt und/oder Nitrate oberhalb der Einleitgrenzwerte erzeugt werden, wird ein modifiziertes SIGMA MBR-System mit einer anoxischen Vorkammer angeboten. Diese Konfiguration ermöglicht die gleichzeitige Entfernung von CSB und Stickstoff durch Nitrifikation-Denitrifikation.

Effizienz der Reinigung

Unsere Membranbioreaktoren bieten eine hohe Effizienz sowohl für häusliche als auch für industrielle Abwässer. Jede Anlage wird entsprechend den Eigenschaften des ankommenden Abwassers ausgelegt.

Die folgende Tabelle zeigt die Schadstoffentfernung, die sehr hoch und konstant ist.

PARAMETEREINGANGEXITPERFORMANCE
CSB (mg/L)<600<4093%
BSB (mg/L)<300<1097%
TSS (mg/L)<300<299%
TSK (mg/L)<40<1075%
Escherichia coli (KBE/100 mL)90-100%
Nematoden90-100%
Legionella ssp (KBE/100 mL)90-100%
Virus60-90%
Öle und Fette (mg/L)<50<198%

3D-Animation unseres MBR-Systems

 
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Was sind die Vorteile eines MBR-Systems?

Ein Membranbioreaktor bietet zahlreiche Vorteile gegenüber herkömmlichen Abwasserreinigungssystemen:

  • Durch die Installation eines Membranfiltrationsverfahrens zusammen mit einem Belebtschlammreaktor wird eine höhere Effizienz bei der Entfernung organischer Stoffe erzielt.
  • Die Qualität des Ausgangswassers ist höher und bleibt konstant.
  • Kompakte Anlage
  • Lautstärke und beengte Räume.
  • Einfache Behandlung. Das Prozessmanagement ist einfach und wirtschaftlich, da es im biologischen Becken keine Sedimentation gibt.
  • Beständigkeit gegen Oxidationsmittel
  • Einfacher Betrieb, da der Bediener nur den Betrieb der Permeat- und Rezirkulationspumpe sowie die Arbeitsdrücke kontrollieren muss. Die Betriebsparameter werden von einer SPS mit der Möglichkeit von Fernverbindungen über MODEM gesteuert.
  • Stabilität und Flexibilität
  • Modularität
  • Normung

Dank unserer MBR-Systeme wird eine sehr hohe Qualität des gereinigten Wassers erzielt, das in zahlreichen industriellen Produktionsprozessen wiederverwendet werden kann.

Installieren eines MBR-Systems

Unsere Membranbioreaktoren können in ISO-Containern installiert werden, wodurch sie leicht zu transportieren, zu montieren und bei Bedarf zu erweitern sind.

  • Schnelle Plug&Play-Installation
  • Geringer Platzbedarf
  • Es gibt weder Gerüche ab, noch zieht es Träger wie Insekten an.
  • Großes Frachtaufkommen
  • UV- und chemikalienfreie Desinfektion
  • Abwasser, das für die landwirtschaftliche Nutzung oder für die Wiederverwendung als Toilettenspülwasser geeignet ist.
  • Vollständig automatisierter Prozess
  • Möglichkeit der modularen Erweiterung

Technische Informationen

TypHYDRAULISCHE KAPAZITÄT (m³/Tag)LÄNGE (mm)BREITE (mm)HÖHE (mm)EINLASSFLANSCH DNABTRIEBSFLANSCH DNMEMBRANEinheitm2LEERGEWICHT KgVOLLES GEWICHT Kg
SMBR 50501100021502200GRAVITY10060450030000
SMBR 1001001100021502200GRAVITY100120450030000
SMBR 1501501100021502200GRAVITY100180450030000

Filtrationsmembranen

Unsere MBR-Anlagen umfassen Ultrafiltrations-Parallel-Flachmembranen der Marke KUBOTA, die vertikal in die Belebungskammer in der Mischflüssigkeit eingetaucht sind.

Von der Unterseite der Membranen wird Luft in den Behälter geblasen, die einerseits den Überdruck des Mediums auf der Membran erzeugt und andererseits die Biomasse in Bewegung hält, um die Bildung einer Schicht von Mikroorganismen (ein Begriff, der als "Biofouling" bekannt ist) zu verhindern, die die Membran blockiert. Eine Permeatpumpe saugt kontinuierlich das auf der Innenseite der Membran behandelte Wasser ab.

Die Membranfolie besteht aus chloriertem Polyethylen und hat eine maximale (nominale) Porengröße von 0,4 μm und eine durchschnittliche Größe von 0,2 μm, die fast alle Mikroorganismen in der Mischflüssigkeit blockiert.

Die "flache Plattenkonfiguration" hält den Raum zwischen den Membranen frei und minimiert die Ansammlung von Ablagerungen.

Getauchte Membranen trennen den flüssigen Teil vom festen Teil. Die flüssige Fraktion wird in einen Lagertank geleitet, während die Feststoffe in die Belüftungszone zurückgeführt werden.

Betrieb unserer Membranbioreaktoren

Im Inneren des Reaktors versorgt das Belüftungssystem das wässrige Medium mit Sauerstoff. Unter diesen Bedingungen bauen die Mikroorganismen die im Abwasser vorhandenen organischen Stoffe ab und entfernen sie. Das Belüftungssystem liefert nicht nur Sauerstoff, sondern sorgt auch für eine homogene Durchmischung des Reaktors.

Es ist sehr wichtig, dass keine Fette, Öle und Haarreste in diesen Reaktortyp gelangen, daher muss eine geeignete Vorbehandlung installiert werden, um diese Elemente zu vermeiden.

Die Membranen befinden sich vertikal in der Belüftungskammer und sind in die Mischflüssigkeit eingetaucht. Auf diese Weise kommt die Mischflüssigkeit (ein Gemisch aus Wasser und den Feststoffen, aus denen die Biomasse besteht) direkt mit den Membranen in Kontakt, und die Klärung erfolgt gleichzeitig. Die Membranen saugen das Abwasser durch eine selbstansaugende Zentrifugalpumpe an.

Von der Unterseite der Membranen wird Luft in den Behälter geblasen, wodurch die Biomasse in Bewegung gehalten wird, um die Bildung einer Schicht von Mikroorganismen zu verhindern, die die Membranen blockieren. Eine Permeatpumpe entnimmt kontinuierlich das gereinigte Wasser aus dem Inneren der Membran.

Nach der in den Membranen durchgeführten Fest-Flüssig-Trennung werden die niedermolekularen Verunreinigungen in einen Lagertank geleitet, während die Feststoffe in die Belüftungszone zurückgeführt werden (Rückführung im Kreislauf).

Bei der Passage des Abwassers durch die Membran findet die physikalische Trennung von Wasser und Biomasse statt:

  • Das Permeat, das aus Wasser, Salzen und biologisch nicht abbaubaren Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht besteht, verlässt das System durch die Oberseite der Membranen.
  • Das Konzentrat, das aus Biomasse und organischen Stoffen mit höherem Molekulargewicht besteht, wird zurückgehalten und verbleibt im Reaktor, um weiter biologisch abgebaut zu werden.

Der Schlammanfall bei diesem Reaktortyp ist minimal und erfordert gelegentliche Abschlämmungen.

In Szenarien, in denen eine hohe Stickstoffkonzentration vorliegt und/oder Nitrate oberhalb der Einleitungsgrenzwerte erzeugt werden, wird ein modifiziertes MBR-System mit einer anoxischen Vorkammer angeboten. Diese Konfiguration ermöglicht die gleichzeitige Entfernung von CSB und Stickstoff durch Nitrifikation-Denitrifikation.

Die Bedeutung von Diffusoren

Diffusoren oder Belüftungssysteme sind ein wesentlicher Bestandteil des korrekten Funktionierens eines biologischen Reaktors. Diese Systeme ermöglichen es, Luft und damit Sauerstoff in Form von feinen Blasen in den Reaktor einzubringen. Diese Blasengröße begünstigt die Kontaktfläche der Luft mit der Biomasse, die Sauerstoff verbraucht, und die Effizienz des Abbaus organischer Stoffe. Darüber hinaus ermöglicht diese Blaseninjektion eine gleichmäßige Bewegung der gemischten Flüssigkeit, ohne die Mikroorganismen zu stören oder zu zerstören.

Daher hängt die Effizienz der Abwasserreinigung direkt von der Leistungsfähigkeit der Belüfter und deren korrekter Auslegung und Installation ab.

Wartung und Spülung der Membranen

Die ordnungsgemäße Wartung und Reinigung der Membranen im Bioreaktor ist für eine maximale Effizienz und Leistung des MBR-Systems unerlässlich.

Bevor man entscheidet, welches Waschsystem am besten geeignet ist, ist es wichtig, die Geschwindigkeit und die Art des Foulings im Membranbioreaktor zu kennen.

Einige Faktoren, die das Fouling beeinflussen, sind die Membraneigenschaften (Material, Konfiguration, Porengröße und Porenverteilung), die Betriebsbedingungen (Permeatfluss, Querströmung, Belüftung und Verweilzeit) und die Eigenschaften der Biomasse (Viskosität, Temperatur, gelöster Sauerstoff, Flockenbeschaffenheit, Größe usw.).

Luftwäsche

Bei diesem Verfahren wird die Rückspülung mit einem Luftstrom kombiniert, der durch Düsen in der Mitte der Membranbündel geleitet wird.

Die Luftblasen bewegen sich über die äußere Oberfläche der Membranen und bewirken eine Spülung, die alle Feststoffe entfernt, die sich auf der Membranoberfläche angesammelt haben.

Der Luftfiltrations- und Waschvorgang wird von einem Computer gesteuert, in dem vorbestimmte Zykluszeiten programmiert sind. Dieser Druck-/Vakuumprozess wird in der Membrananlage überwacht und gesteuert. 

Chemisches Waschen

Mit der Zeit sammeln sich organische Stoffe und Biomasse in den Poren und auf den Außenflächen der Membranen an, was eine gründlichere Reinigung erfordert.

Dies wird durch chemisches Waschen erreicht, bei dem die Membranen rückgespült oder in eine Reinigungslösung getaucht werden, die eine Lösung aus gelöstem Chlor, Zitronensäure, Natronlauge oder Reinigungsmittel enthält.

Diese Tiefenreinigung wird entsprechend den Betriebsbedingungen im Einzelfall konfiguriert.

Wir bieten ein In-situ-Waschsystem an, das mit der Anlage selbst geliefert wird, um eine automatische Reinigung in der Anlage selbst zu ermöglichen, ohne dass die Membranmodule aus dem Tank entfernt werden müssen.

Der Schlamm oder Restschlamm aus dem Reinigungsprozess wird zur endgültigen Entsorgung aus der Anlage befördert.

Anwendungen von MBR-Bioreaktoren

Die Anwendungen von Membranbioreaktoren sind sehr vielfältig. Bei Sigmadaf haben wir Installationen in einer Vielzahl von Industrien sowie in spezielleren Anwendungen durchgeführt:

  • Industrielle Prozesse
  • Kommunale Gewässer
  • Militärlager und humanitäre Einsätze
  • Hotels und Ferienanlagen
  • Gebäude wie Krankenhäuser oder Einkaufszentren

Eigenschaften

  • Kapazität: 200 - 500 Einwohner
  • Gewicht: weniger als 1,2 Tonnen
  • Transportierbar mit Hubschrauber

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