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ABR-Verfahren

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ABR-Verfahren

Alternierender Bio-Reaktor (ABR-Verfahren)

Das ABR-Verfahren ist seit seinem Entstehen 2001 wegen seiner überzeugenden Konzeption vielfach gelobt worden.

Das Wasser fließt in einen Primärreaktor, in dem intermittierend nitrifiziert und denitrifiziert wird. Von dort fließt das Wasser in die Sekundärreaktoren, die wechselnd als Nachnitrifikation bzw. Nachklärung genutzt werden. Sich am Boden absetzender Schlamm wird wieder in den Primärreaktor rückgeleitet.

Vorteile des ABR-Verfahrens

• kompakte und preisgünstige Bauweise mit kurzen Servicewegen
• flexible Betriebsweise
• hohe Redundanz
• einfache Maschinentechnik
• hohe Reinigungsleistung
• Tageswasserausgleich möglich
• Anpassung an Regenwetteranfall
• sicherer Winterbetrieb

Das Verfahren
Das ABR-Verfahren stellt eine optimierte Verbindung von der vorgeschalteten Denitrifikation zum SBR-Verfahren mit dauerhafter Vollfüllung dar. Optimal funktioniert es mit drei in etwa gleich großen Becken. Während ein (Primär-)Becken N/DN-Becken ist, werden die beiden anderen (Sekundär-)Becken wechselnd als N- bzw. als Nachklärbecken betrieben. Abwasser fließt über das N/DN-Becken in die Sekundärbecken und von Schlamm befreites Klarwasser fließt aus dem als Nachklärbecken genutzten Sekundärbecken.

Überschussschlammabzug
Der Überschussschlamm wird während der Absetzphase abgezogen. So hat er automatisch über Maß Phosphor eingelagert, der so dem Abwasser entzogen wird. Alternativ wird der Überschussschlamm aus dem Innenbereich des Primärreaktors abgezo-gen, dort wo der Schlamm maximal eingedickt ist.

Volumenbetrachtung
Die Bemessung erfolgt nach der A131 für Durchlaufanlagen und andererseits nach der M210 für SBR-Anlagen.

Klarwasserabzug
Der Abfluss aus dem Sekundärreaktor erfolgt auf der entgegengesetzten Seite über eine patentierte schwimmende Rinne als Klarwasserabzug.

Tageswasserausgleich
Jede kommunale Abwasseranlage hat im Trockenwetterfall eine Tagesganglinie. Diese bringt eine der Tageszeit entsprechende Wassermenge und Schmutzfracht. In den frühen Morgenstunden ist der Abwasserzufluss klein und die Schmutzfracht gering. Durch einen schwimmenden Klarwasserabzug lässt sich während dieser Zeit eine Teilentleerung des Beckens durchführen, wodurch eine Pufferung erreicht wird. Die Reinigungsleistung wird so ohne großen Mehraufwand gesteigert.

Bauweise
Das Becken kann entweder rund oder rechteckig realisiert werden. Speziell bei kleineren Anlagen bieten sich runde Becken an, analog Kombibecken. Das Innenbecken ist Primärbecken und die Außenhalbschalen sind die Sekundärbecken 1 und 2, die nur im Bereich des Ablaufs durch eine Trennwand getrennt sind. Die Sohlplatte ist eben und es sind keine Leitungen unter dem Becken erforderlich.

Fahrweisen und Regelungen
Sämtliche Schieber arbeiten nachfolgend, dadurch gibt es keine Beeinträchtigung des Betriebs bei Ausfall oder fehlender Rückmeldung eines Schiebers.

Phasen des ABR-Verfahrens   Die Phasen beim ABR-Verfahren als Schaubild   → hier herunterladen

Phase 1

Im Sekundärreaktor 1 (links) wird das Gemisch zur Nitrifikation bzw. Restnitrifikation belüftet. Der Schieber in der Luftzufuhrleitung zum Sekundärreaktor 1 ist geöffnet. Die direkt auf dem Boden angebrachten Belüfter erreichen sicher eine vollständige Aufwirbelung des Belebtschlamms.

Das Rezirkulationswasser fließt über eine bodennahe gelochte Rohrleitung via Druckluftheber in den Primärreaktor (Mitte) zurück.

Im Sekundärreaktor 2 (rechts) sedimentiert der Schlamm und das gereinigte Abwasser verlässt über den Klarwasserabzug mit dem Schieber das Sekundärbecken 2.

Der abgesetzte Schlamm fließt über eine bodennahe gelochte Rohrleitung via Druckluftheber in den Primärreaktor zurück.

Phase 2

Nach voreingestellter Zeit wird der Fließweg geändert. Der Schlamm im Sekundärreaktor 1 (links) muss sich zunächst absetzen. Die Belüftung wird abgestellt, d.h. der Schieber in der Luftzufuhrleitung geschlossen. Der Schlammspiegel sinkt ab.

Phase 3

Der Schieber 1 (links) wird geöffnet. Der Schieber 2 (rechts) bleibt ebenfalls noch offen. Beide Sekundärreaktoren werden nun als Nachklärbecken genutzt. Je nach Wasseranfall, z.B. Regenwetterfall, wird der Schieber 2 zeitversetzt geschlossen.

Phase 4

Sekundärreaktor 2 (rechts) wird nun Nitrifikationsbecken - der Schieber in der Luftzufuhrleitung wird geöffnet. Der Druckluftheber im Sekundärreaktor 1 (links) dient zur Rücklauf-Schlamm-Förderung und der Druckluftheber im Sekundärreaktor 2 dient zur Rezirkulation.

Sekundärreaktor 1 ist nun alleiniges Nachklärbecken.

Phase 5

Analog zu Phase 2 wird der Fließweg wiederum umgedreht. Der Schieber 2 (rechts) wird geschlossen.

Phase 6

Analog zu Phase 3. Der Schieber 2 (rechts) wird geöffnet. Der Schieber 1 (links) bleibt ebenfalls noch offen. Phase 1 beginnt mit dem Schließen von Schieber 1.

Regenereignisse
Bei Regenereignissen ist die Schmutzfrachtkonzentration stark verdünnt. Die Anforderung an die Reinigungsleistung reduziert sich. Die Anforderung an die Sedimentationskapazität steigt aber. Durch eine Phasenverzögerung wird den geänderten Bedingungen (vermehrte Anforderung an Sedimentation und reduzierte Anforderung an Reaktion) entsprochen. Bei Regenereignissen werden die Phasen 3 und 6 von ca. 0,1 auf 1 h verlängert. Das Nachklärbeckenvolumen wird so zeitweise vergrößert.

Redundanz
Ein wesentlicher Vorteil des ABR-Verfahrens ist, dass im Revisionsfall kurzfristig eines der drei gleich großen Einzelbecken außer Betrieb genommen werden könnte. Außer den Belüftern sind keine Maschinenelemente mit Wartungsaufwand in den Becken. Das bedeutet, dass nur für die Revision der Belüfter eine Zone außer Betrieb genommen werden muss. Infolge der langen Standzeiten für die vorgeschlagenen Belüfter ist das ABR-Verfahren sehr wartungsfreundlich.

Geruchsentwicklung
Durch eine zusätzliche Abdeckung, welche problemlos möglich ist, lassen sich die bei der Belüftung die austretenden Emissionen reduzieren. Sämtliche Einläufe sind unterhalb des Wasserspiegels, sodass kein plätscherndes Wasser entsteht was zu einer Geruchsemission führen könnte.

Lärmschutz
Es werden beim ABR-Verfahren keine Räumer eingesetzt, die Lärm erzeugen könnten. Sämtliche Einläufe sind unterhalb des Wasserspiegels, sodass kein plätscherndes Wasser auftritt. Die Belüftungsleitungen an den Beckenkronen sind sehr kurz, was Schwingungen reduziert und so zu wenig Lärm führt. Die Gebläse sind gekapselt. Auch in den Fallleitungen wird auf eine geringe Geschwindigkeit geachtet, was Pfeifgeräusche unterbindet.

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ABR-Verfahren    Schaubild ABR-Verfahren