In der Natur werden verschmutzte Gewässer von Mikroorganismen gereinigt. Dieser Prozeß der natürlichen Selbstreinigung wird bei der biologischen Abwasserbehandlung technisch umgesetzt. Um die Abbauleistung zu verbessern, wird hierzu in Kläranlagen vor allem die Bakterienmasse angereichert

Festbett-Kläranlagen

Bakterien kommen entweder als frei im Abwasser schwimmende Biomasse vor, oder sie sitzen fest auf Oberflächen und bilden dort Biofilme. In Festbett-Kläranlagen werden deshalb spezielle Aufwuchskörper eingesetzt, um möglichst große Oberflächen zu schaffen.

Biofilme bestehen aus unterschiedlichen Arten von Mikroorganismen, die eingebettet in eine Schutzsubstanz (EPS) sind. Die dort wachsende Bakterien zeichnen sich gegenüber suspendierter Biomasse besonders durch eine größere Artenvielfalt aus. Dies führt zu besseren Bedingungen für die Elimination von schwer abbaubaren Stoffen und zu einer erhöhten Resistenz gegenüber toxischen Belastungen.

Belebungsanlagen

In Belebungsanlagen wird das Abwasser von frei beweglicher Biomasse gereinigt. In belüfteten Becken bilden die Bakterien zusammen mit Pilzen, Protozoen sowie organischen und anorganischen Substanzen Belebtschlammflocken. Diese werden dann im Nachklärbecken durch Sedimentation vom gereinigten Abwasser getrennt.

Der überwiegende Teil des abgeschiedenen Belebtschlammes wird im Kreislauf in die Belebung zurückgeführt, um dort die Biomassekonzentration aufrechtzuerhalten, die für einen effektiven Abbau notwendig ist. Neuerdings kommen auch Membranfilter zur Abtrennung und Anreicherung der Biomasse zum Einsatz.

SBR-Kläranlagen

Im Gegensatz zu Belebungsanlagen, wo die verschiedenen Schritte der biologischen Abwasserbehandlung räumlich getrennt ablaufen, benötigt die "Sequentielle Biologische Reinigung" (SBR) dazu nur ein einziges Becken, in dem diese Schritte als Behandlungszyklus über die Zeit ablaufen. Jeder Zyklus endet mit der Sedimentation des Belebtschlamms und dem Abzug des gereinigten Wassers.

Das SBR-Verfahren arbeitet diskontinuierlich, d.h. Zu- und Abläufe aus den Becken erfolgen gezielt und nur zu bestimmten Zeiten. Die Pufferung der Abwassermengen spielt darum eine zentrale Rolle. Der große Vorteil von SBR-Kläranlagen liegt in ihrer großen Flexibilität – der Behandlungszyklus kann jederzeit an die Erfordernisse angepaßt werden, und bei Bedarf kann relativ einfach ein SBR-Becken ergänzt werden.

Scheibentauchkörper

Ein Scheibentauchkörper (STK) ist eine maschinelle Einheit und besteht aus einer Vielzahl großer, runder Kunststoff-Scheiben, die in geringen Abständen auf einer horizontalen Achse sitzen. Die Scheiben sind zur knappen Hälfte in den vom Abwasser durchströmten Reinigungstrog eingetaucht. Der Biofilm, der sich auf den Oberflächen bildet, wird so durch die Rotation der Scheiben wechselnd mit den abzubauenden Nährstoffen aus dem Abwasser und dem dazu nötigen Sauerstoff aus der Luft versorgt.

Der Scheibentauchkörper ist ein sehr einfaches und robustes Gerät. Er verbindet in gelungener Weise den Vorteil eines Tropfkörpers (natürliche Belüftung) mit dem einer Belebung (freie Durchströmung).

Anaerobtechnik

Bei der Behandlung organisch hochbelasteter Industrieabwässer gewinnt die Anaerobtechnik zunehmend an Bedeutung. Anaerobe Milieubedingungen bewirken, dass organische Substanzen unter Ausschluss von Sauerstoff vergären und in verwertbares Biogas umgesetzt werden. Der Schlammanfall ist bei der anaeroben Reinigung entsprechend gering. Anaerobtechnik hat gegenüber anderen Verfahren deutliche Vorteile bei der Vorbehandlung sehr hoch belasteter Abwässer, z.B. aus Brauereien, Molkereibetrieben, Papierindustrie oder Stärkeproduktion.

Pflanzenkläranlagen

Pflanzenkläranlagen sind längst kein Experiment mehr. So führt denn auch die Bezeichnung ein wenig in die Irre, sind es doch weniger die Pflanzen als wieder die Mikroorganismen, die in den nach Korngröße abgestuften Bodenschichten für den biologischen Abbau sorgen. Pflanzen haben ihre wichtige Funktion vor allem in der Lockerung des Bodens und bei der Sauerstoffversorgung in der Tiefe. Bestimmte Pflanzenarten können auch Schwermetalle binden.

Wo genügend Fläche zur Verfügung steht und technische Einrichtungen störend wirken, sind naturnahe Verfahren wie der von Pflanzen bewachsene Bodenfilter eine ideale Lösung.