Kostengünstige Abwasserreinigung mit rotierenden Membranfiltern

Trotz ihrer Vorzüge wird die Membranfiltration in der kommunalen Klärtechnik wegen vergleichsweise hoher Betriebskosten nur wenig eingesetzt. Ursache hierfür ist die hohe Feststoffbelastung der Abwässer, die bei der Membranfiltration das Entstehen einer Deckschicht an der Membran fördert. Die effektive Deckschichtkontrolle erforderte bisher viel Energie. Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart wurden daher Rotationsscheibenfilter entwickelt, die bei nur geringem Energiebedarf hohe Permeatflüsse ermöglichen, da im Betrieb der Deckschichtaufbau wirksam kontrolliert wird.

Das Prinzip ist einfach: Ein Rotationsscheibenfilter besteht aus einem Stapel von keramischen Membranscheiben, die auf einer rotierenden Hohlwelle angebracht sind. Rotiert die Hohlwelle, drehen sich die Membranscheiben mit, so dass sich durch Zentrifugalkräfte die Bildung der Deckschicht kontrollieren lässt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit ist variabel einstellbar, die Hohlwelle ist gleichzeitig auch Filtratsammelrohr. Im Vergleich zur Cross-Flow-Filtration werden die auf den Filtratfluss bezogenen Energiekosten um 80-90 Prozent reduziert. Verglichen mit der Dead-End-Filtration werden sehr hohe Filtratflüsse erzielt. Dies eröffnet der Membranfiltration neue Anwendungsfelder in Bereichen mit geringerer Wertschöpfung wie der industriellen und kommunalen Abwasserreinigung. Die rotierenden Membranen können in ein Druckgehäuse eingebaut oder direkt in das Abwasser eingetaucht werden. In der kommunalen Klärtechnik lassen sie sich in der Vorklärung oder der Belebungsstufe einsetzen. In beiden Fällen ermöglichen sie die Aufkonzentrierung von Feststoffen im Rohabwasserstrom.

Entsprechend dem am Fraunhofer IGB entwickelten Konzept zur modernen Abwasserreinigung "Urbanes Wassermanagement der Zukunft" wird der aufkonzentrierte Teil der vorgeschalteten Membranstufe einer Vergärungsstufe zugeführt, in der anaerobe Mikroorganismen die organischen Bestandteile zu Biogas als regenerativem Energieträger umsetzen. Das Filtrat kann im Membranbiorekator, der den Rotationsscheibenfilter für die kostenreduzierte Biomasserückhaltung zur aeroben Abwasserreinigung nutzt, gereinigt werden.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft