Aerobe vs. anaerobe Abwasserbehandlung

Der Hauptunterschied zwischen aerober und anaerober Abwasserbehandlung besteht in der Anwesenheit oder Abwesenheit von Sauerstoff. Die aerobe Behandlung erfordert Sauerstoff um das Wachstum aerober Bakterien zu unterstützen, die organische Stoffe im Abwasser abbauen. Anaerobe Behandlung , hingegen findet in Abwesenheit von Sauerstoff statt , wobei sie sich auf anaerobe Bakterien verlassen, um organisches Material abzubauen.

Dieser Unterschied in der Sauerstoffverfügbarkeit führt zu weiteren Unterschieden zwischen den beiden Prozessen, beispielsweise der Notwendigkeit einer Luftzirkulation und des Energieverbrauchs. Die aerobe Behandlung erfordert eine konstante Zufuhr von Sauerstoff und Energie für Belüftung, Mischung und Temperaturkontrolle, während die anaerobe Behandlung keine Belüftung erfordert und einen geringeren Energieverbrauch hat. Bei der anaeroben Behandlung entsteht auch Biogas, das als erneuerbare Energiequelle genutzt werden kann, bei der aeroben Behandlung jedoch nicht.

Größerer Unterschied zwischen aerober und anaerober Abwasserbehandlung

Bakterien:

Bei der aeroben Behandlung werden aerobe Bakterien eingesetzt, die Sauerstoff benötigen, um zu überleben und organische Stoffe abzubauen. Im Gegensatz dazu beruht die anaerobe Behandlung auf anaeroben Bakterien, die in Abwesenheit von Sauerstoff organische Stoffe abbauen können.

Luftzirkulation:

Bei der aeroben Behandlung ist eine Luftzirkulation erforderlich, um den aeroben Bakterien Sauerstoff zuzuführen, was durch mechanische oder natürliche Belüftung erreicht werden kann. Im Gegensatz dazu ist bei der anaeroben Behandlung keine Luftzirkulation erforderlich, da der Prozess unter Abwesenheit von Sauerstoff stattfindet.

Produktion von Biogas:

Bei der anaeroben Behandlung entsteht Biogas, eine Mischung aus Methan und Kohlendioxid, die als erneuerbare Energiequelle genutzt werden kann. Bei der aeroben Behandlung entsteht kein Biogas.

Energieeffizienz:

Die anaerobe Behandlung ist energieeffizienter als die aerobe Behandlung, da keine ständige Sauerstoffzufuhr erforderlich ist. Die für die anaerobe Behandlung benötigte Energie dient hauptsächlich der Durchmischung des Abwassers und der Aufrechterhaltung der entsprechenden Temperatur. Die aerobe Behandlung erfordert eine konstante Sauerstoffversorgung, deren Aufrechterhaltung kostspielig sein kann.

Anwendung:

Die aerobe Behandlung wird häufig zur Behandlung von kommunalem und industriellem Abwasser mit hohem organischen Gehalt eingesetzt. Die anaerobe Behandlung wird typischerweise zur Behandlung hochkonzentrierter Abwässer wie landwirtschaftlicher Abfälle, Abfälle aus der Lebensmittelverarbeitung und Brauereiabwässern eingesetzt.

Energieverbrauch:

Die anaerobe Behandlung hat einen geringeren Energieverbrauch als die aerobe Behandlung, da keine Belüftung erforderlich ist. Der Energieverbrauch bei der anaeroben Behandlung erfolgt hauptsächlich für die Durchmischung des Abwassers und die Aufrechterhaltung der Temperatur. Die aerobe Behandlung erfordert Energie für die Belüftung, das Mischen und die Temperaturkontrolle.

Nachbehandlung:

Bei der aeroben Behandlung entsteht typischerweise Abwasser mit einem geringeren Gehalt an Nährstoffen, Schwebstoffen und organischen Stoffen im Vergleich zur anaeroben Behandlung. Daher konzentrieren sich die Nachbehandlungsprozesse für aerobes Abwasser möglicherweise stärker auf die Desinfektion und Entfernung verbleibender Nährstoffe oder Spurenverunreinigungen. Zur Desinfektion können beispielsweise Chlorierung oder UV-Bestrahlung eingesetzt werden, während zur Nährstoffentfernung BNR oder Membranfiltration eingesetzt werden kann.

Im Gegensatz dazu kann das Abwasser aus der anaeroben Behandlung immer noch einen hohen Anteil an organischer Substanz und Nährstoffen sowie Biogas enthalten. Daher konzentrieren sich Nachbehandlungsprozesse für anaerobes Abwasser möglicherweise stärker auf die Entfernung verbleibender organischer Stoffe und Nährstoffe sowie auf die Nutzung von Biogas. Beispielsweise kann anaerobes Abwasser einer weiteren Behandlung in einem aeroben Prozess unterzogen werden, um verbleibende organische Stoffe und Nährstoffe zu entfernen, oder es kann als Ausgangsstoff für die Biogasproduktion durch anaerobe Vergärung verwendet werden.

Technologien:

Sowohl für die aerobe als auch für die anaerobe Behandlung stehen verschiedene Technologien zur Verfügung.

Aerobe Behandlungstechnologien: Belebtschlammsystem, Sequenzierungs-Batch-Reaktoren, Membranbioreaktoren, Biofilmreaktoren mit beweglichem Bett usw

Anaerobe Behandlungstechnologien: Anaerobe Vergärung, Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB)-Reaktoren, Expanded Granular Sludge Bed (EGSB)-Reaktoren, anaerobe Membranbioreaktoren (AnMBR) usw.