Der mikrobielle Abbau von Abwasserinhaltsstoffen fuehrt bei konventionellen Belebungsanlagen unvermeidbar zur Bildung von Ueberschussschlamm. Fuer die Zukunft ist mit einem deutlichen Mehranfall an Klaerschlamm zu rechnen - ohne dass guenstige Entsorgungswege offenstehen wuerden. Aus mikrobiologischen Untersuchungen ist inzwischen bekannt, dass Zellen die zur Verfuegung stehende Energiequelle (abbaubare Abwasserinhaltsstoffe) nur zum Teil fuer Wachstumsvorgaenge verwenden. Ein bestimmter Anteil dient der Zelle zu Erhaltungszwecken (oder Nichtwachstumsfunktionen). Werden biologische Systeme nur mit der zur Erhaltung notwendigen Energiemengen versorgt, tritt keine Neubildung von Biomasse auf. In zwei halbtechnischen Versuchsanlagen (Druckbiologie mit Biomassenabtrennung durch Ultrafiltration) wurden Belebtschlammbiozoenosen im Zustand des Erhaltungsstoffwechsels bei unterschiedlichen Belastungszustaenden und Milieubedingungen untersucht. Die Neubildung von Biomasse konnte vollkommen unterdrueckt werden. Die Feststoffe des Zulaufs konnten nicht vollkommen hydrolysiert werden und trugen massgeblich zur gesamten Ueberschussschlammproduktion bei.
In verschiedenen Versuchseinrichtungen wurde die Abwasserbehandlung in Pflanzenklaeranlagen erprobt und hinsichtlich der Klaerschlammvererdung optimiert. Pflanzenklaeranlagen dieses Typs produzieren lediglich 25-30 Prozent der Klaerschlammenge technischer Systeme, wie z.B. der Belebtschlammanlagen. Darueber hinaus wurde die Behandlung von Ueberschussschlamm (aerob, anaerob stabilisiert) in bepflanzten Beeten erprobt. Einhergehend mit einer Volumenreduktion ueber 90 Prozent wurde eine Entwaesserungsleistung von bis zu 50 Prozent Trockensubstanzgehalt erreicht. Fuer alle Verfahrenstechniken ist keine fossile Energie notwendig.
Die schadlose Beseitigung der bei der Abwasserreinigung anfallenden Klaerschlaemme bereitet zunehmend groessere Schwierigkeiten. Diese Schlaemme werden nicht nur in ihrer Menge sondern auch in ihren Eigenschaften von der jeweiligen Abwasserlast, also von der Menge und Art der Abwasserinhaltsstoffe, von den jeweiligen Reinigungszielen und daraus abgeleitet vom Umfang der Abwasserreinigung sowie von der Art des eingesetzten Verfahrens bestimmt. Das gilt vor allem fuer Abwasserschlaemme aus biologischen und chemischen Reinigungsstufen, die mit einem sehr hohen Wassergehalt von ueber 99 Prozent anfallen und damit ein sehr grosses spezifisches Schlammvolumen besitzen. Dieses Schlammvolumen wird bei der erforderlichen Schlammstabilisation in Altanlagen insbesondere zu einer unzureichenden Ausfaulung und zu einer verminderten Gasausbeute und bei Neuanlagen zu erhoehten Bau- und Betriebskosten fuehren. Daher wird der Ueberschussschlamm in zunehmenden Masse vor der Stabilisation eingedickt, wobei neben der statischen Eindickung und der Flotation insbesondere die maschinelle Eindickung mit Zentrifugen fuer Klaeranlagen groesser 50000 E/EGW in Frage kommt. Das Ziel des Vorhabens besteht darin, sowohl die Leistungsfaehigkeit und Wirtschaftlichkeit von Eindick-Zentrifugen, als auch insbesondere die Auswirkungen auf die Stabilisation und die Abwasserreinigung zu untersuchen. Ueber die erhoehten TR-Gehalte in der Dickphase kann auch ohne Flockungshilfsmittelzugabe eine Volumenverminderung der Ueberschussschlammenge von ueber 90 Prozent erreicht werden. Die Auswirkungen der Klarphase auf die Abwasserbehandlung wird untersucht.
Verfahrenscharakteristisch ist der Einsatz einer traegergebundenen Biologie, welche nach dem Prinzip der zirkulierenden Wirbelschicht in turbulenter Bewegung gehalten wird. Als Traeger wird ein leicht verfuegbares Material pflanzlichen Ursprungs, wie z.B. Saegespaene oder Hackschnitzel eingesetzt. Die an Traegermaterial gebundene Biomasse wird mittels eines Fluessigkeitsstromes vertikal aufwaerts durch den Reaktionsraum transportiert. In der turbulenten Stroemung erfolgt ein intensiver Stoffaustausch zwischen der Fluessigphase und den Bakterien. Die Atmung der Biomasse wird durch die zyklische Druckaenderung beschleunigt und dadurch der Substratabbau verbessert. Durch die Einstellung der Turbulenz in der zirkulierenden Wirbelschicht wird der Bewuchs des Traegers, den jeweiligen Verfahrenserfordernissen angepasst bzw. werden Totzonen vermieden. Die Ueberschussschlammproduktion ist wegen der hohen Atmungsaktivitaet der Bakterien gering. Das verwendete fasrige Traegermaterial (z.B. Saegespaene oder Hackschnitzel) zeichnet sich durch eine hohe aktive Oberflaeche und gute Haftungseigenschaften fuer die Bakterien aus. Der Traeger ist kostenguenstig. Der entstehende Ueberschussschlamm ist leicht entwaesserbar und daher durch Verbrennen gut entsorgbar. Das Verfahren kann vorteilhaft zum Abbau hochbelasteter Abwasserinhaltsstoffe eingesetzt werden. Es eignet sich besonders als Hochlaststufe bei mehrstufigen Anlagen, z.B. fuer schwer abbaubare Abwaesser aus Zellstoffabriken.