Abwasserreinigung : Sauerstoff in der Abwasserreinigung: Wie Unternehmen ihre Kapazität ohne Umbau steigern

Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen wissen es nur zu gut: Diese zu behandeln, wird zunehmend zur Herausforderung. Neue gesetzliche Vorgaben werden strenger, die Bevölkerung wächst, Betriebsbedingungen in der Industrie ändern sich. Klassische Lösungen wie der Bau neuer Reinigungsbecken sind aufwendig, teuer und zeitintensiv.

Auftritt: Reinsauerstoff und das BIOX-Verfahren. Diese ermöglichen es, bestehende Abwasserbehandlungsanlagen deutlich effizienter zu gestalten. Die Kapazität von Abwasserbehandlungsanlagen wird gesteigert – ohne bauliche Erweiterungen.

Die biologische Reinigungsstufe ist das Herzstück jeder modernen Abwasserbehandlungsanlage. Sie entfernt den Großteil der Schmutzstoffe – gemessen als chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) oder biologischer Sauerstoffbedarf (BSB5). Ohne ausreichend Sauerstoff funktioniert diese biologische Reinigung jedoch nicht.

Typische Probleme entstehen, wenn der Sauerstoff knapp wird: Die CSB- und BSB5-Werte im Ablauf steigen, die Nitrifikation (der biologische Prozess zur Stickstoffelimination) lässt nach, fadenförmige Bakterien vermehren sich unkontrolliert, und die Sedimentation in der Nachklärung verschlechtert sich. All diese Symptome deuten auf dasselbe Grundproblem hin: unzureichende Sauerstoffversorgung.

Konventionelle Belüftungssysteme blasen zu diesem Zweck Luft in die Reinigungsbecken. Doch Luft ist ein schlechter Sauerstoffträger. Sie besteht nur zu etwa 21 Prozent aus Sauerstoff – der Rest sind Stickstoff (78 Prozent) und andere Gase (1 Prozent). Für die Sauerstoffversorgung bedeutet das: viel Luftvolumen, geringer Nutzen.

Reinsauerstoff funktioniert nach einem einfachen Prinzip: Er hat etwa die fünffache Löslichkeit in Wasser im Vergleich zu Luftsauerstoff. Fachlich gesagt: Reinsauerstoff ist "konzentrierter Luftsauerstoff ohne Stickstoffballast".

Diese höhere Löslichkeit bringt entscheidende Vorteile für die Abwasserreinigung mit Sauerstoff:

Die Theorie ist elegant. Doch wie wird Reinsauerstoff praktisch in eine Abwasserbehandlung integriert?

Hier kommt das BIOX-Verfahren ins Spiel. Es ist ein Konzept zur optimalen Eintragung und Dosierung von Reinsauerstoff in biologische Reinigungsstufen. Der Prozess funktioniert in mehreren Schritten:

Reinsauerstoff wird in flüssiger Form in einer vakuumisolierten Tankanlage gelagert. Diese Lagerform ist sicher und platzsparend. Bedarfsgerecht wird das Gas durch einen Luftverdampfer in gasförmige Form überführt. Das gasförmige Sauerstoff wird dann in die Reinigungsbecken eingetragen – typischerweise nicht kontinuierlich mit fester Rate, sondern regelbasiert.

Moderne Anlagen des Unternehmens Messer verwenden Sauerstoffmessgeräte, um die Konzentration des gelösten Sauerstoffs im Abwasser zu überwachen. Die Dosierung erfolgt automatisch: Sinkt der Sauerstoffgehalt unter einen definierten Wert, erhöht sich die Gaszufuhr. Steigt er über den Sollwert, wird die Zufuhr reduziert. Diese intelligente Regelung optimiert die Effizienz und vermeidet Verschwendung.

Die richtige Technologie zum Eintragen von Reinsauerstoff ist entscheidend. Messer bietet mehrere Systeme an:

Belüftungsschläuche mit feinen Poren ermöglichen eine gleichmäßige Blasenverteilung im Becken – ähnlich wie Luftbelüftung, aber mit höherer Effizienz. Sie sind robust und wartungsarm.

Der Messer BIOX-Jet Injektor ist eine technologisch höherwertige Variante. Er injiziert Reinsauerstoff mit hohem Druck direkt ins Wasser. Dies erzeugt kleinste Blasen und maximale Kontaktfläche zwischen Gas und Wasser. Das Ergebnis: sehr hohe Lösungsquoten bei geringerem Gasvolumen.

Begasungsmatten sind eine dritte Option. Sie funktionieren ähnlich wie Belüftungsschläuche, sind aber in Mattenform angeordnet. Sie lassen sich flexibel in Becken einbauen und bieten ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis.

Welches System passt zu welchem Betrieb? Das hängt von Beckengröße, Betriebsbedingungen, Sauerstoffbedarf und Budget ab. Fachleute ermitteln vor Ort zunächst den Sauerstoffbedarf, analysieren die standortspezifischen Gegebenheiten und entwickeln dann ein maßgeschneidertes Verfahrenskonzept. Messer begleitet auch Inbetriebnahme und Service.

Lebensmittelbetriebe haben spezielle Anforderungen an ihre Abwasserbehandlung. Molkereiabwässer, Fleischverarbeitungsabwässer oder Getreideabwässer unterscheiden sich in ihrer Zusammensetzung und Belastung deutlich von kommunalem Abwasser.

Industrieabwässer aus der Lebensmittelverarbeitung sind oft hochbelastet. Das bedeutet höherer CSB, höherer BSB5, manchmal auch schlecht abbaubare organische Stoffe. Gleichzeitig können Betriebsbedingungen schwanken: Morgens läuft die Produktion auf Hochtouren, mittags ist Pause, abends wieder Spitzenlast.

Solche Schwankungen führen zu kritischen Situationen in der biologischen Reinigung. Wenn die Sauerstoffzufuhr nicht schnell genug reagiert, bricht die Reinigungsleistung zusammen. Hier zeigt der Einsatz von Reinsauerstoff seine Stärke: Die fünffache Löslichkeit ermöglicht schnelle Reaktion auf Lastspitzen. Die biologischen Prozesse bleiben stabil, auch bei extremen Schwankungen.

Reinsauerstoff funktioniert nicht nur in klassischen Belebungsbecken. Das Verfahren lässt sich auch in moderneren Anlagentypen einsetzen:

In biologischen Filtern, wo Mikroorganismen auf Festkörpern wachsen und Abwasser durchfließt. Hier ermöglicht Reinsauerstoff kompaktere Anlagen bei gleichbleibender Reinigungsleistung.

In Festbettanlagen (auch Wirbelbettreaktoren genannt), die ähnlich funktionieren. Hier wird das volle Potenzial der Technologie erst mit Reinsauerstoff erschlossen.

In Membranbioreaktoren, modernen Hochleistungsanlagen, die Membranfiltration mit biologischer Reinigung kombinieren.

Messer stellt das BIOX-Equipment auch auf Mietbasis zur Verfügung. Das bedeutet, für Notfälle (Ausfall eines Belüftungssystems), Interimslösungen oder Versuche entstehen keine großen Investitionen. Die Realisierung ist kurzfristig möglich.

Ein Betrieb kann also zunächst testen, ob Reinsauerstoff für seine spezifische Situation geeignet ist, bevor er sich zum Kauf entschließt.

Warum ist das alles relevant?

Weil der Druck auf Betreiber von Abwasserbehandlungsanlagen wächst. Neue EU-Richtlinien, nationale Umweltgesetze, schärfere Grenzwerte – die Anforderungen werden immer strenger. Gleichzeitig wollen Betriebe ihre Anlagen nicht radikal umbauen.

Reinsauerstoff bietet eine elegante Lösung: bestehende Anlagen optimieren statt ersetzen, Kapazität steigern ohne Neubau, Robustheit und Zuverlässigkeit erhöhen.

Die Technologie ist nicht neu – in großen Kläranlagen wird sie schon lange genutzt. Aber für mittlere und kleinere Betriebe wird sie zunehmend wirtschaftlich interessant.