Membranbioreaktor für den kommunalen Abwasserbereich

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 38.12.00

Schlüsselwörter (Deutsch)

Membranbioreaktor, Abwasser, ARA Schwägalp

Kurzbeschreibung (Deutsch)

In der heute praktizierten Abwasserreinigung werden Systeme eingesetzt, deren Ursprung weit zurückliegt. Bei der heute üblichen Biomassebelastung ist das Abwasser aus dem Belebtschlammsystem immer noch so stark belastet, dass die anschliessende Nachklärung zum limitierenden Faktor für die Reinigungswirkung der gesamten Anlage wird.

Mit den vorgesehenen Niederdruckmembranen kann der Nachklärung besser gereinigtes Abwasser übergeben werden, so dass die Reinigungsleistung ohne weiteren Ausbau der Klärbecken verbessert werden kann. Die vorgesehenen Niederdruckmembranen vermeiden dabei die hohen Betriebskosten der im industriellen Bereich teilweise eingesetzten Ultrafiltration (Hochdruckmembranen).

Eine derartig verbesserte Reinigungsleistung ist insbesondere an Seen, welche zur Trinkwasserentnahme genutzt werden, oder bei Ausläufen in der Nähe von Badegewässern wünschenswert.

Die weitgehend bakterien- und schwebstofffreien Ausläufe, welche mit dem Einsatz dieser Technologie erreicht werden können, sind ausserdem weniger mit Hormon- und Medikamentenresten belastet.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

Das Ziel dieses Projektes ist die Adaption der Niederdruckmembrantechnologie an die kommunalen Verhältnisse bei Schweizer Kläranlagen. Zu diesem Zweck soll der biologische Teil der ARA Uerikon mittels getauchter Niederdruckmembranen ausgebaut werden.

Im Rahmen der Inbetriebnahme sollen vergleichende Untersuchungen am gereinigten Abwasser mit bzw. ohne Niederdruckmembran vorgenommen werden.

Als Resultat dieser Versuche können Betriebserfahrungen gewonnen und limitierende Faktoren für den Einsatz dieser Membrantechnologie bestimmt werden. Dank der Partnerschaft von EAWAG (Ausbildung, Kommunikation) und aquasystem AG (Ingenieursdienstleistungen) können die gewonnenen Erkenntnisse direkt weitere Abwasserprojekte einfliessen.

Die Resultate werden für das BAFU in einem technisch-wissenschaftlichen Bericht schriftlich zusammengefasst. Aquasystem wird zuhanden zukünftiger Kunden eine Dokumentation zusammenstellen, welche die Vorteile der getesteten Produkte und Dienstleistungen präsentiert.

Projektziele (Deutsch)

Siehe unter "Ergebnisse gemäss Vertrag"

Ökonomische Wirkung (Deutsch)

Die noch vor einigen Jahren erhoffte Vermarktung der MBR-Technik geht nur zögernd voran. Einerseits liegt das an den relativ hohen Kosten der Membranen. Anderseits verlangen die bestehenden, normalen Einleitbedingungen keine derartige perfekte Reinigung des Abwassers.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

Der Ausbau für die ursprünglich in diesem Projekt vorgesehene Anlage ARA Uerikon hat sich um mehrere Jahre verzögert. Deshalb wurde die Membrananlagen stattdessen in der ARA Schwägalp und Säntis realisiert.

Bis anhin wurden MBR-Anlagen (Membranbioreaktor-Anlagen) mit in die Belebung getauchten Membranen ausgerüstet. Ein Teilergebnis des Forschungsvorhabens besagt, dass betriebliche Vorteile insbesondere bei der Spültechnik mit Chemikalien bestehen, wenn die Filtration in einem separaten Becken durchgeführt wird.

Als wichtiges Ergebnis der Anlagen Säntis und Schwägalp wird festgehalten, dass der Betrieb einer MBR-Anlage kaum mit jenem einer konventionellen Kläranlage in einer ähnlichen Grösse vergleichbar ist. Weiter konnte festgestellt werden, dass es - wenn Störungen auftreten - kaum die eigenliche Membrantechnik betrifft, sondern Elemente im periferen Bereich, wie Steuerung, Pumpen, Gebläse usw. Die Voraussetzung, dass eine MBR-Anlage gut funktioniert, ist eine grosszügige Dimensionierung. Die Leistungsfähigkeit solcher Anlagen zeichnet sich unter anderem durch das Verfahren von sehr unterschiedlichen Belastungsstörungen aus. Auf dem Säntis können an einem Tag mehrere Tausend Besucher den Berg besichtigen und am folgenden Tag bei schlechter Witterung fällt kaum Abwasser an. In beiden Fällen werden die geforderten Ablaufwerte eingehalten. Trotz hohem Automatisierungsgrad ist eine zuverlässige Wartung solcher Anlagen Voraussetzung.

Umsetzung und Anwendungen (Deutsch)

Aqua-System AG hat die zwei kommunalen Anlagen Säntis und Schwägalp mit der MBR-Technik realisiert. Da die Analytik zur Ermittlung der Mikroverunreinigungen immer noch nicht dem Stand der Technik entspricht, mussten erneut angepasste Wege eingeschlagen werden. Es zeigte sich nämlich, dass dank den Betriebserfahrungen mit den beiden Anlagen und Ergebnissen von diversen Projekten genügend Informationen vorliegen, um MBR-Anlagen jetzt korrekt zu planen, zu bauen und zu betreiben.

Die Betriebserfahrung mit den beiden Anlagen zeigt eindeutig, dass bei ausreichender Dimensionierung der Membranfiltration Störungen nicht im Membranteil auftreten, sondern es sind periphere Einrichtungen, die zu Unterbrüchen in der Funktionstüchtigkeit einer solchen Anlage führen. Dies bedeutet, dass auch der Dimensionierung und der Wahl dieser Elemente grösste Beachtung geschenkt werden muss.

Festzustellen ist, dass das Ingenieurbüro oder der Anlagebauer, der eine MBR-Anlage projektiert oder ausführt, weit mehr über die gesamte MBR-Technik wissen muss, als der Membranlieferant.

Weiteres Vorgehen (Deutsch)

Laut Stand vom August 2007 sind keine gebauten Anlagen oder angemeldete Patente zu verzeichnen und es sind auch keine Projekte mit dieser Technologie in Planung.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Es liegen keine Publikationen zu diesem Projekt vor.