Wichtige Schritte zur Berechnung des MBBR-Volumens für 3500 m³/d industrielles Abwasser

Die erste zentrale Frage bei der Auslegung eines MBBR-Reaktors für einen Durchfluss von 3,500 m³/Tag ist die nach dem benötigten Reaktorvolumen. Eine präzise Berechnung ist entscheidend, um Leistungseinbußen zu vermeiden und unnötige Bau- und Betriebskosten zu verhindern. Die Berechnung basiert nicht allein auf dem Durchfluss, sondern berücksichtigt auch die Abwassereigenschaften, die gewünschte Endqualität, die organische Belastung sowie den Füllgrad des Filtermaterials. Beispielsweise kann es bei zwei Betrieben mit gleichem Tagesdurchfluss erforderlich sein, Reaktoren unterschiedlicher Größe zu verwenden, wenn sie unterschiedliche Abfälle produzieren. Die Kenntnis der Variablen und der Berechnungsmethodik ermöglicht es Ingenieuren und Betreibern, fundierte Entscheidungen zu treffen und Systeme mit konstanter und dauerhafter Leistung zu realisieren.

Wasserqualitätsstandards bestätigen

Der erste Schritt bei der Berechnung des MBBR-Volumens besteht in der Überprüfung der Einhaltung aller Abwasserqualitätsstandards. MBBR-Biofilmträger Die Anlage muss diese Anforderungen erfüllen. Dies ist ein klares Ziel und hilft, kostspielige Fehler in der Anfangsphase der Planung zu vermeiden. Prüfen Sie alle lokalen, behördlichen und/oder betreiberspezifischen Einleitungsgrenzwerte. Bewerten Sie wichtige Leistungsparameter wie BSB, CSB, Ammoniakstickstoff, TSS und alle weiteren branchenspezifischen Parameter. Die Zielwerte dieser Parameter bestimmen die Reaktorgröße und die Abwassermenge. MBBR-Biochip-Medien Das ist erforderlich. Nehmen wir an, Sie betreiben einen Lebensmittelverarbeitungsbetrieb mit einem Abwasser, das einen BSB-Wert von 1,200 mg/l aufweist. Bei einem Einleitungsgrenzwert von 30 mg/l sollte das System über 97 % der organischen Belastung eliminieren können. Eine andere Aufbereitung ist erforderlich als bei einem Betrieb, der lediglich eine BSB-Reduzierung von 100 mg/l vor der Einleitung in eine kommunale Kläranlage einhalten muss. Berücksichtigen Sie außerdem saisonale Schwankungen und Produktionspläne. Nicht alle Industriebetriebe produzieren täglich die gleiche Art von Abwasser. Die Schadstoffbelastung kann in einer Fabrik höher sein, wenn sie unter Volllast läuft, während der Reinigung oder bei einem Produktwechsel. Werden nur durchschnittliche Belastungen betrachtet, treten bei steigenden Belastungen Probleme in der Aufbereitung auf. Sammeln Sie möglichst aktuelle Laborberichte. Die über mehrere Wochen oder Monate gesammelten Daten liefern ein genaueres Bild als eine einzelne Probe. Vor der Durchführung detaillierter Berechnungen kann eine Abwassercharakterisierungsstudie erforderlich sein, falls keine historischen Daten vorliegen. Viele Ingenieure erstellen eine Basistabelle mit Zulaufwerten, Ablaufgrenzwerten und dem prozentualen Abwasserreinigungsgrad für jeden Parameter. Dies vereinfacht die Abschätzung der biologischen Belastung und die Berechnung des Reaktorvolumens in einer nachfolgenden Planungsphase. Nach Festlegung der Reinigungsziele lässt sich die tatsächliche Schadstoffbelastung, die täglich in das MBBR-System gelangt, bestimmen. Dieser Wert dient als Grundlage für die korrekte Dimensionierung des Reaktors.

Siehe Tank-3D-Zeichnungen

Sobald die Behandlungsziele feststehen, werden im nächsten Schritt die Tankzeichnungen geprüft. Eine 3D-Zeichnung liefert viele Informationen, um festzustellen, ob ausreichend Platz für das geplante MBBR-Volumen vorhanden ist oder ob Änderungen erforderlich sind. Zunächst sollten Länge, Breite und Tiefe des Wassers im Tank anhand der Zeichnungen untersucht werden. Diese Abmessungen dienen zur Bestimmung des Bruttotankvolumens. Ein Tank mit den Maßen 20 m Länge x 10 m Breite x 5 m Tiefe hat ein Nennvolumen von 1,000 m³. Dies ist ein Ausgangspunkt und möglicherweise nicht für die biologische Behandlung ausreichend. Untersuchen Sie die internen Strukturen des Modells genau. Die effektive Behandlungsfläche kann durch Trennwände, Einlaufkammern, Auslaufzonen, Stützsäulen und Filtersiebe verringert werden. Bei anderen Nachrüstungen stellen Ingenieure fest, dass das benötigte Tankvolumen aufgrund der im Tank befindlichen Ausrüstung tatsächlich stark begrenzt ist. Eine detaillierte 3D-Zeichnung dient auch zur Bestimmung der Belüftungsanordnung und der Bereiche für die Medienbewegung. Das MBBR-Medium muss im Reaktor frei zirkulieren können. Der Medienfluss kann in Totzonen eingeschränkt sein, wenn diese durch Rohre, Träger oder eine ungünstig platzierte Trennwand blockiert werden. Diese Bereiche sollten vor Abschluss der Volumenberechnungen überprüft werden. Beispielsweise kann in einer Produktionsanlage ein Betonbecken für die Belebtschlammbehandlung vorhanden sein. Auf den ersten Blick erscheint dieses Becken groß genug für ein MBBR-System. Das Planungsteam prüft jedoch das 3D-Modell und stellt möglicherweise fest, dass große Bereiche innerhalb des Beckens für interne Kanäle und Anlagen genutzt werden, wodurch das verfügbare biologische Volumen reduziert wird. Wird dies frühzeitig erkannt, ist keine spätere Umplanung erforderlich. Darüber hinaus ist es, wenn möglich, sinnvoll, die Zeichnungsmaße mit den tatsächlichen Abmessungen vor Ort zu vergleichen. In älteren Anlagen kann es Änderungen geben, die in den ursprünglichen Plänen nicht erfasst wurden. Sobald die Abmessungen des Beckens und das nutzbare Volumen des Reaktors bestimmt sind, kann die täglich benötigte organische Belastung des Systems berechnet und mit der Behandlungskapazität des gewählten MBBR-Mediums verglichen werden.

Professionelle MBBR-Mengenberechnung

Nachdem die Abwasserziele und das verfügbare Tankvolumen bekannt sind, erfolgt im nächsten Schritt eine professionelle MBBR-Mengenberechnung. Mit diesem Verfahren wird die geeignete Menge an Biofilm-Trägermaterial ermittelt, um die tägliche Schadstoffbelastung zu bewältigen und die gewünschte Reinigungsleistung zu erzielen. Zunächst wird die täglich in das System einfließende Gesamtbelastung bestimmt. Diese basiert typischerweise auf dem Durchfluss und dem relevanten BSB oder CSB. Behandelt eine Anlage beispielsweise 3,500 m³/Tag und beträgt der BSB im Zulauf 800 mg/l, so ergibt sich eine tägliche BSB-Belastung von ca. 2,800 kg/Tag. Dieser Wert bildet die Grundlage für die Dimensionierung des Trägermaterials. Anschließend muss die Auslegungsbelastung des ausgewählten MBBR-Trägers berechnet werden. Die verschiedenen Trägermaterialien weisen unterschiedliche biologische Kapazitäten und geschützte Oberflächen auf. Die Belastung sollte dem Behandlungsziel, den Abwassereigenschaften und den Betriebsbedingungen entsprechen. Es ist wichtig, realistische Auslegungswerte zu verwenden, da unrealistische Annahmen nach der Inbetriebnahme zu unzureichenden Reinigungsergebnissen führen können. Sobald die maximal zulässige Belastungsrate festgelegt ist, wird die tägliche Schadstoffbelastung durch die Reinigungsleistung des Filtermaterials, d. h. das dafür benötigte Volumen, dividiert. Das Verhältnis von Filtermaterialvolumen zu Reaktorvolumen kann nun überprüft werden. Typische Füllstände für Filtermaterial in industriellen Anwendungen liegen je nach Prozess und Anwendung zwischen 40 % und 70 %. Verfügt das System beispielsweise über ausreichend Kapazität in den Tanks, erscheint aber ein höherer Füllstand erforderlich, um anspruchsvolle Einleitungskriterien zu erfüllen, können die Anlagenplaner die Reaktorgröße erhöhen, eine zusätzliche Stufe einplanen oder ein Filtermaterial mit größerer spezifischer Oberfläche verwenden, um den höheren Füllstand auszugleichen. Es empfiehlt sich außerdem, einen Sicherheitszuschlag in die Auslegung einzuplanen. Die Belastung des Industrieabwassers kann aufgrund von Faktoren wie Produktionssteigerungen, der Einführung neuer Produkte oder saisonalen Schwankungen von Jahr zu Jahr variieren. Ein im Design berücksichtigter Sicherheitszuschlag sollte zu einem stabileren Betrieb unter diesen erhöhten Belastungsbedingungen führen. Die Berechnung der Medienkapazität ist weit mehr als nur eine einfache Angelegenheit des Befüllens eines Behälters. Vielmehr werden Faktoren berücksichtigt, die die Konstruktion beeinflussen, wie z. B. die organische Belastung, die Abflussmengen, das Reaktorvolumen und die Medienspezifikation, sowie die langfristige Leistungsfähigkeit des Systems.