Mikrobielle Granula werden in der anaeroben Behandlung hochbelasteter Abwässer bereits seit Jahrzehnten großtechnisch eingesetzt. Sie verbinden die Vorteile biologischer Abwasserreinigungsverfahren mit suspendierter und immobilisierter Biomasse. Bei der aeroben Abwasserreinigung steht der Einsatz von granuliertem Belebtschlamm jedoch erst am Anfang der Entwicklung. Durch den Einsatz aerober Granula kann die Prozeßeffizienz des Belebtschlammverfahrens deutlich verbessert werden. Durch ihre kompakte Wuchsform setzen sich Granula erheblich schneller ab, damit sind erheblich höhere raumspezifische Umsatzraten und kürzere Aufenthaltszeiten in der Sedimentationsstufe erzielbar. Zusätzlich kommt es nicht zu der normalerweise zu beobachtenden Verschlechterung des Sauerstoffeintrags bei höheren Feststoffgehalten und aerobe Granula zeigen sehr gute metabolische Langzeitstabilität unter anaerober Lagerung (Kampagnenbetrieb).
Die Bildung aerober Granula wird durch Einstellen eines zyklischen Wechsels klar definierter Perioden hoher und niedriger Verfügbarkeit externer Substrate (SBR-Betrieb) sowie hoher hydraulischer Scherkräfte und durch die gezielte Selektion zugunsten langsam-wachsender Biofilmbildner induziert. Aufgrund der höheren Absetzgeschwindigkeit von granuliertem Belebtschlamm kann durch Einstellen kurzer Absetzzeiten gezielt selektiert werden und können die langsamer absetzenden Belebtschlammflocken ausgewaschen werden.
Aufgrund der genannten Voraussetzungen für die Bildung aerober Granula, ist die Technologie prädestiniert für den Einsatz in der aeroben Behandlung von Abwässern der Lebensmittelindustrie. In der Behandlung von Mälzerei- und Molkereiabwässern im SBR konnten bei Volumenaustauschverhältnissen zwischen 50 % und 75 % und Raumbelastungen zwischen 4 und 6 kgCSB/(m³d) CSB-Eliminationsleistungen zwischen 80 und 90 % bei gleichzeitiger Nährstoffelimination erreicht werden.
Im Rahmen des Projektes war es darüber hinaus gelungen, die biologische Abbaubarkeit von CSB und Stickstoff mit einem mathematischen Biofilmmodell auf Grundlage des ASM 3 zu beschreiben. Darüber hinaus war es möglich, das gegenüber Belebtschlammflocken raschere Absetzen der Granula mit der dynamischen Simulation vorherzusagen. Zweck der mathematischen Modelle ist es letztendlich, durch ihren Einsatz zu einem effizienteren Stoffabbau und einem stabileren Betrieb der Anlage zu kommen. Die Modelle können auch zur Anlagenbemessung eingesetzt werden.
Projektleitung an der TUM: Prof. Dr.-Ing. P.A. Wilderer, Prof. Dr.-Ing. M. Wichern
Quelle: http://www.ruhr-uni-bochum.de/siwawi/Forschung/Forschungsvorhaben%20betreut.html