Membranbioreaktoren (MBR-System) zur Abwasserbehandlung
Wir entwickeln, fertigen und installieren Membranbioreaktoren für die Behandlung von Industrieabwässern und die Wasserwiederverwendung. Unsere MBR-Anlagen sind kompakt, autark und einfach zu bedienen. Sie werden komplett montiert und vorab getestet geliefert, was die Installation und Inbetriebnahme vereinfacht und beschleunigt.
MBR-System: Bioreaktor + Membranfiltration
Wir stellen Membranbioreaktoren her, die auch als MBR-Systeme bekannt sind. MBR-Systeme sind aerobe Belebtschlamm-Bioreaktoren, die den biologischen Abbauprozess, bekannt als „Belebtschlamm“, mit der Fest-Flüssig-Trennung durch Filtration mittels Flachmembranen kombinieren.
PFAS-freie Membranen
Die von Sigmadaf verwendeten Flachplattenmembranen sind vollständig PFAS-frei. Unsere Membranen bestehen aus CPVC, einem Polymer ohne Fluor und ohne Kohlenstoff-Fluor-Bindungen (C–F), sodass sie in keiner Phase ihres Lebenszyklus PFAS enthalten oder erzeugen.
Dank dieser Technologie ist die Biomassekonzentration im Reaktor deutlich höher als bei Reaktoren mit herkömmlichen Klärbecken, sodass Werte zwischen 6.000 und 12.000 mg/l erreicht werden können.
Die Kombination aus Membranen und Belebtschlammreaktor bietet folgende Vorteile:
- Höhere Effizienz bei der Entfernung organischer Stoffe.
- Die Qualität des ausgegebenen Wassers ist konstant.
- Kompakte Geräte, die wenig Platz beanspruchen.
Unsere Membranbioreaktoren werden als kompaktes System geliefert und sind bei Ankunft am Standort des Kunden sofort betriebsbereit.
MBR-Komplettanlage
Der Begriff „Packaged Plant“ bezieht sich auf Membranbioreaktoren, die vollständig montiert und betriebsbereit in einem kompakten Gehäuse geliefert werden. Es handelt sich um modulare Systeme, die vorgefertigt sind und schnell installiert werden können.
Die MBR-Komplettanlagen ermöglichen die Integration verschiedener Technologien zur Abwasser-Nachbehandlung hinter dem biologischen Reaktor, wie beispielsweise Ultrafiltration, Umkehrosmose oder fortgeschrittene Oxidation. Dies bietet eine große Flexibilität bei der Anpassung an die spezifischen Bedürfnisse jedes Kunden.
Die MBR-Paketanlagen eignen sich ideal für den Einsatz in:
- Bereiche, in denen der Platz begrenzt ist
- Dezentrale Kläranlagen, die in der Regel klein sind und dazu dienen, Abwässer in Gebieten zu reinigen, in denen kommunale Kläranlagen nicht vorhanden oder nicht praktikabel sind.
- Für vorübergehende Anwendungen
Fertigbauanlagen bieten eine Reihe von Vorteilen, darunter insbesondere:
- Kürzere Lieferzeiten
- Senkung der Anlagenkosten
- Notwendige Vereinfachung der technischen Planung
- Minimierung des Platzbedarfs für die Installation
- Reduzierung des Montageaufwands
- Vereinfachung der Inbetriebnahme
- Minimierung der erforderlichen Bauarbeiten
- Modularität und einfache Erweiterbarkeit
Optionale Konfiguration
In Fällen, in denen das Abwasser eine hohe Gesamtstickstoffkonzentration aufweist und/oder die Nitratbildung die in den geltenden Vorschriften festgelegten Einleitungsgrenzwerte überschreitet, wird die Implementierung einer erweiterten Konfiguration des SIGMA-MBR-Systems empfohlen.
Diese Anlage umfasst eine anoxische Vorkammer, die speziell zur Optimierung des Nitrifikations- und Denitrifikationsprozesses konzipiert wurde und die gleichzeitige Entfernung des chemischen Sauerstoffbedarfs (CSB) sowie des im Abwasser enthaltenen Stickstoffs ermöglicht.
Diese Konstruktion fördert den Abbau stickstoffhaltiger Verbindungen, gewährleistet eine höhere Effizienz bei der Nitratreduktion und trägt zur Einhaltung strengster Umweltanforderungen bei.
Reinigungsleistung
Unsere biologischen Membranreaktoren bieten sowohl für häusliches als auch für industrielles Abwasser eine hohe Effizienz. Jede Anlage wird entsprechend den Eigenschaften des zulaufenden Abwassers ausgelegt.
Die folgende Tabelle zeigt die Effizienz bei der Schadstoffbeseitigung, die sehr hoch und konstant ist.
| PARAMETER | EINGANG | ABFAHRT | LEISTUNG |
|---|---|---|---|
| CSB (mg/l) | <600 | <40 | 93% |
| BSB (mg/l) | <300 | <10 | 97% |
| SST (mg/l) | <300 | <2 | 99% |
| TSK (mg/l) | <40 | <10 | 75% |
| Escherichia coli (KBE/100 ml) | 90–100 % | ||
| Fadenwürmer | 90–100 % | ||
| Legionella ssp (KBE/100 ml) | 90–100 % | ||
| Virus | 60–90 % | ||
| Öle und Fette (mg/l) | <50 | <1 | 98% |
3D-Animation unseres MBR-Systems
Welche Vorteile bietet ein MBR-System?
Ein MBR-Membranbioreaktor bietet gegenüber anderen herkömmlichen Abwasserbehandlungssystemen zahlreiche Vorteile:
- Durch die Installation eines Membranfiltrationsverfahrens in Verbindung mit einem Belebtschlammreaktor lässt sich eine höhere Effizienz bei der Entfernung organischer Stoffe erzielen
- Die Qualität des Ausgangswassers ist besser und bleibt konstant
- Kompakter Aufbau
- Geringes Volumen und beengte Platzverhältnisse.
- Einfache Aufbereitung. Die Prozesssteuerung ist unkompliziert und kostengünstig, da es im biologischen Reaktor zu keiner Sedimentation kommt.
- Beständigkeit gegen Oxidationsmittel
- Einfache Bedienung, da der Bediener lediglich den Betrieb der Permeat- und Rückführpumpe sowie die Betriebsdrücke überwachen muss. Die Betriebsparameter werden über eine SPS gesteuert, die die Möglichkeit bietet, Fernverbindungen über ein Modem herzustellen.
- Stabilität und Flexibilität
- Modularität
- Standardisierung
Dank unserer MBR-Anlagen wird gereinigtes Wasser von sehr hoher Qualität gewonnen, das in zahlreichen industriellen Produktionsprozessen wiederverwendet werden kann.
Installation eines MBR-Systems
Unsere MBR-Membranbioreaktoren können in ISO-Containern installiert werden, was den Transport, die Montage und gegebenenfalls spätere Erweiterungen erleichtert.
- Schnelle Plug-and-Play-Installation
- Bei begrenztem Platzangebot
- Es verströmt keine Gerüche und zieht keine Überträger wie Insekten an
- Hohe Frachtvolumina
- Desinfektion ohne UV-Strahlung und ohne Chemikalien
- Abwasser, das für landwirtschaftliche Zwecke oder zur Wiederverwendung in Toilettenspülkästen geeignet ist.
- Vollständig automatisierter Prozess
- Modulare Erweiterungsmöglichkeit
Technische Informationen
| Typ | WASSERFASSUNGSVERMÖGEN (m³/Tag) | LÄNGE (mm) | BREITE (mm) | HÖHE (mm) | ANSCHLUSS EINGANG | ANSCHLUSS AUSGANG | MEMBRANFLÄCHEm² | LEERGEWICHT kg | BRUTTOGEWICHT kg |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| SMBR 50 | 50 | 8000 | 2150 | 2200 | GRAVITY | 2-Zoll-Innengewinde | 80 | 3500 | 26500 |
| SMBR 100 | 100 | 11000 | 2150 | 2200 | GRAVITY | 2-Zoll-Innengewinde | 160 | 4700 | 39100 |
| SMBR 150 | 150 | 11000 | 2150 | 2200 | GRAVITY | 2-Zoll-Innengewinde | 240 | 5300 | 39700 |
Filtermembranen
Unsere MBR-Systeme sind mit parallelen Flachmembranen der Marke KUBOTA für die Ultrafiltration ausgestattet, die vertikal in die Belüftungskammer innerhalb der Mischflüssigkeit eingetaucht sind.
Von der Unterseite der Membranen wird Luft in den Behälter geblasen, was einerseits einen Überdruck des Mediums an der Membran erzeugt und andererseits die Biomasse in Bewegung hält, um die Bildung einer Schicht aus Mikroorganismen (bekannt als „Biofouling“) zu verhindern, die die Membran verstopfen könnte. Eine Permeatpumpe fördert kontinuierlich das im Inneren der Membran aufbereitete Wasser ab.
Die Membranfolie besteht aus chloriertem Polyethylen und weist eine maximale (Nenn-)Porengröße von 0,4 μm sowie eine durchschnittliche Porengröße von 0,2 μm auf, wodurch nahezu alle Mikroorganismen in der Mischflüssigkeit zurückgehalten werden.
Die „Flachplatten“-Konstruktion sorgt für einen freien Raum zwischen den Membranen und minimiert die Ansammlung von Rückständen.
Die Tauchmembranen trennen den flüssigen vom festen Anteil. Der flüssige Anteil wird in einen Vorratsbehälter geleitet, während die Feststoffe in den Belüftungsbereich zurückgeführt werden.
Funktionsweise unserer Membranbioreaktoren
Im Reaktor versorgt das Belüftungssystem das Wasser mit Sauerstoff. Unter diesen Bedingungen bauen Mikroorganismen die im Abwasser enthaltenen organischen Stoffe ab und entfernen sie. Das Belüftungssystem sorgt nicht nur für die Sauerstoffzufuhr, sondern gewährleistet auch eine gleichmäßige Durchmischung im Reaktor.
Es ist äußerst wichtig, dass keine Fette, Öle und Haarreste in diese Art von Reaktoren gelangen; daher muss eine entsprechende Vorbehandlung installiert werden, um diese Stoffe fernzuhalten.
Die Membranen sind vertikal in der Belüftungskammer angeordnet und in die Mischflüssigkeit eingetaucht. Auf diese Weise steht die Mischflüssigkeit (eine Mischung aus Wasser und den Feststoffen der Biomasse) in direktem Kontakt mit den Membranen, und die Klärung erfolgt gleichzeitig. Das Abwasser wird mittels einer selbstansaugenden Kreiselpumpe zu den Membranen gesaugt.
Von der Unterseite der Membranen wird Luft in den Behälter geblasen, wodurch die Biomasse in Bewegung gehalten wird, um die Bildung einer Mikroorganismenschicht zu verhindern, die die Membran verstopfen könnte. Eine Permeatpumpe fördert das gereinigte Wasser kontinuierlich aus dem Innenraum der Membran ab.
Nach der Fest-Flüssig-Trennung in den Membranen werden die niedermolekularen Schadstoffe in einen Vorratsbehälter geleitet, während die Feststoffe zurück in den Belüftungsbereich geleitet (rezirkuliert) werden.
Beim Durchfluss des Abwassers durch die Membran findet eine physikalische Trennung von Wasser und Biomasse statt:
- Das Permeat, das aus Wasser, Salzen und nicht biologisch abbaubaren Substanzen mit niedrigem Molekulargewicht besteht, tritt oben an den Membranen aus dem System aus.
- Das Konzentrat, das aus der Biomasse und den organischen Substanzen mit höherem Molekulargewicht besteht, wird zurückgehalten und verbleibt im Reaktor, um den biologischen Abbau fortzusetzen.
In Reaktoren dieser Art fällt nur sehr wenig Schlamm an, sodass nur gelegentliche Entleerungen erforderlich sind.
In Fällen, in denen eine hohe Stickstoffkonzentration vorliegt und/oder Nitrate in Mengen entstehen, die die Einleitungsgrenzwerte überschreiten, wird ein modifiziertes MBR-System mit einer anoxischen Vorkammer angeboten. Diese Konfiguration ermöglicht die gleichzeitige Entfernung von CSB und Stickstoff durch Nitrifikation und Denitrifikation.
Die Bedeutung von Diffusoren
Diffusoren oder Belüftungssysteme sind für den ordnungsgemäßen Betrieb eines biologischen Reaktors unverzichtbar. Diese Systeme ermöglichen die Einleitung von Luft und damit von Sauerstoff in Form feiner Bläschen in den Reaktor. Diese Blasengröße begünstigt die Kontaktfläche zwischen der Luft und der Biomasse, die Sauerstoff verbraucht, sowie die Effizienz des Abbaus organischer Stoffe. Darüber hinaus ermöglicht diese Einleitung von Blasen eine homogene Durchmischung der Reaktionsflüssigkeit, ohne die Mikroorganismen zu stören oder zu zerstören.
Die Effizienz der Abwasserbehandlung hängt daher unmittelbar von der Leistungsfähigkeit der Diffusoren sowie von deren korrekter Auslegung und Installation ab.
Wartung und Reinigung der Membranen
Die ordnungsgemäße Wartung und Reinigung der Membranen im Inneren des Bioreaktors ist unerlässlich, um die maximale Effizienz und Leistungsfähigkeit des MBR-Systems zu gewährleisten.
Bevor man sich für das am besten geeignete Reinigungssystem entscheidet, ist es wichtig zu wissen, wie schnell und in welcher Form Verschmutzungen im Membranbioreaktor auftreten.
Zu den Faktoren, die die Verschmutzung beeinflussen, zählen die Eigenschaften der Membran (Material, Konfiguration, Porengröße und -verteilung), die Betriebsbedingungen (Permeatdurchfluss, Querfluss, Belüftung und Verweilzeit) sowie die Eigenschaften der Biomasse (Viskosität, Temperatur, gelöster Sauerstoff, Flockeneigenschaften, Partikelgröße usw.).
Luftwäsche
Bei diesem Verfahren wird die Rückspülung mit einem Luftstrom kombiniert, der durch Düsen in der Mitte der Membranbündel geleitet wird.
Die Luftblasen strömen über die Außenfläche der Membranen und bewirken dabei eine Spülwirkung, durch die Feststoffe, die sich möglicherweise an der Oberfläche der Membranen angesammelt haben, entfernt werden.
Der Filter- und Luftspülvorgang wird von einem Computer gesteuert, in dem festgelegte Zeitzyklen programmiert sind. Dieser Druck-Vakuum-Prozess wird im Membransystem überwacht und gesteuert.
Chemische Reinigung
Mit der Zeit sammeln sich organische Stoffe und Biomasse in den Poren und an den Außenflächen der Membranen an, was eine gründlichere Reinigung erforderlich macht.
Dies geschieht durch eine chemische Reinigung, bei der die Membranen im Gegenstrom gespült oder in eine Reinigungslösung getaucht werden, die eine Lösung aus gelöstem Chlor, Zitronensäure, Natronlauge oder Reinigungsmittel enthält.
Diese Tiefenreinigung wird entsprechend den jeweiligen Betriebsbedingungen eingestellt.
Wir bieten ein „In-situ“-Reinigungssystem an, das zusammen mit der Anlage geliefert wird, um eine automatische Reinigung direkt in der Anlage zu ermöglichen, ohne dass die Membranmodule aus dem Tank ausgebaut werden müssen.
Der bei der Reinigung anfallende Schlamm oder Abwasserschlamm wird zur endgültigen Entsorgung aus der Anlage abgeleitet.
Anwendungsbereiche eines MBR-Bioreaktors
Membranbioreaktoren finden in vielen Bereichen Anwendung. Bei SIGMADAF haben wir sowohl Anlagen in einer Vielzahl von Branchen als auch für speziellere Anwendungen realisiert:
- Industrielle Prozesse
- Kommunales Wasser
- Militärlager und humanitäre Einsätze
- Hotels und Resorts
- Gebäude wie Krankenhäuser oder Einkaufszentren
Eigenschaften
- Kapazität: 200 – 500 Einwohner
- Gewicht: unter 1,2 Tonnen
- Per Hubschrauber transportierbar
Wenn Sie an unserem System interessiert sind, wenden Sie sich an einen unserer Vertriebsmitarbeiter und wir werden uns innerhalb von 48 Stunden mit Ihnen in Verbindung setzen.
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