EGSB-Reaktor (Expanded Granular Sludge Bed-Reaktor) ist eine fortschrittliche Technologie zur anaeroben Abwasserbehandlung und gehört zur Familie der Hochleistungs-Biogasanlagen. Entwickelt zur Behandlung von organisch stark belastetem Abwasser, nutzt der EGSB-Reaktor eine Kombination aus anaerobem Schlammgranulat und hoher Wasserdurchflussgeschwindigkeit, um organische Substanzen effizient abzubauen und in Biogas (hauptsächlich Methan und CO₂) umzuwandeln.

Technische Grundlagen des EGSB-Reaktors

Der EGSB-Reaktor basiert auf dem Prinzip des anaeroben Abbaus und ist eine Weiterentwicklung des UASB-Reaktors (Upflow Anaerobic Sludge Blanket). Im EGSB-Reaktor wird die Strömungsgeschwindigkeit des Abwassers erhöht, wodurch sich das Schlammgranulat in einer expandierten, lockeren Schicht verteilt. Durch die erhöhte Kontaktfläche zwischen organischen Stoffen und anaeroben Mikroorganismen wird eine effizientere Abwasserreinigung und Biogasproduktion erreicht.

Aufbau eines EGSB-Reaktors

Ein typischer EGSB-Reaktor besteht aus:

  1. Inflow- und Verteilungssystem:

    • Das Abwasser wird am unteren Ende des Reaktors eingeführt und gleichmäßig verteilt, um eine optimale Durchströmung des anaeroben Schlamms zu gewährleisten.

  2. Granulares Schlammkissen:

    • Der Reaktor enthält granulierten anaeroben Schlamm, der eine hohe Mikrobendichte aufweist. Die Mikroorganismen zersetzen die organischen Bestandteile des Abwassers und wandeln sie in Biogas um.

  3. Expansionszone:

    • Durch die hohe Durchflussgeschwindigkeit und das leichte Aufwirbeln des Schlamms wird eine lockere Schlammschicht gebildet, die sich von der festen Schicht im UASB-Reaktor unterscheidet und die für den effizienten Kontakt mit dem Abwasser sorgt.

  4. Drei-Phasen-Abscheider:

    • Der EGSB-Reaktor ist mit einem Drei-Phasen-Abscheider ausgestattet, der Biogas, behandeltes Wasser und Schlamm trennt. Das Biogas wird zur Energiegewinnung genutzt, das gereinigte Wasser verlässt den Reaktor, und der Schlamm wird im Reaktor zurückgehalten, um eine kontinuierliche biologische Aktivität zu gewährleisten.

  5. Biogas-Auslass:

    • Das entstehende Biogas wird über eine spezielle Leitung abgeführt und kann energetisch genutzt oder gespeichert werden.

Funktionsweise des EGSB-Reaktors

Im EGSB-Reaktor fließt das Abwasser mit einer erhöhten Geschwindigkeit von unten nach oben durch das granulierte Schlammkissen. Die Mikroorganismen im Schlamm bauen die im Abwasser enthaltenen organischen Substanzen unter Sauerstoffausschluss ab. Dieser anaerobe Abbau erzeugt Methan, das im Biogas enthalten ist. Der erhöhte Durchfluss verbessert den Stoffaustausch zwischen dem Abwasser und den Mikroorganismen, was zu einer schnelleren und effizienteren organischen Belastungsreduzierung führt. Der Prozess ist so effizient, dass selbst bei hohen Abwasserbelastungen eine effektive Reinigung erreicht wird.

ALMA BHU BIO EGSB zur anaeroben Vergärung von Abwässern mit hohen organischen Belastungen

Foto: Schematische Darstellung unseres ALMA BHU BIO EGSB-Reaktors

Technische Vorteile des EGSB-Reaktors

  1. Hohe Abbauleistung:

    • Durch die hohe Strömungsgeschwindigkeit und die expandierte Schlammschicht wird eine verbesserte Kontaktzeit und Abbauleistung erreicht, was den EGSB-Reaktor besonders effizient macht.

  2. Kompakte Bauweise:

    • Da der EGSB-Reaktor durch die hohe Belastbarkeit eine kompakte Bauweise ermöglicht, ist er besonders platzsparend und eignet sich für Industrien mit begrenztem Raumangebot.

  3. Hohe Biogasproduktion:

    • Die Anlage produziert Biogas, das als erneuerbare Energiequelle genutzt werden kann und zur Deckung des Eigenbedarfs der Anlage beiträgt. Dies senkt die Betriebskosten und erhöht die Energieeffizienz des gesamten Systems.

  4. Robustheit bei variierenden Abwasserbedingungen:

    • EGSB-Reaktoren sind anpassungsfähig und können auch bei wechselnden organischen Belastungen und Temperaturen stabil betrieben werden. Dies macht sie für verschiedene industrielle Abwässer, z. B. aus der Lebensmittel-, Getränke-, und Papierindustrie, besonders geeignet.

Anwendungsgebiete des EGSB-Reaktors

Der EGSB-Reaktor eignet sich besonders zur Behandlung von industriellem Abwasser mit hoher organischer Belastung und ist daher in folgenden Branchen häufig zu finden:

  1. Lebensmittel- und Getränkeindustrie:

    • Abwässer aus der Lebensmittel- und Getränkeproduktion enthalten hohe Konzentrationen an organischen Substanzen wie Zucker und Fette. Der EGSB-Reaktor ist ideal, um diese Stoffe abzubauen und in Biogas umzuwandeln.

  2. Papier- und Zellstoffindustrie:

    • In der Papierindustrie entsteht Abwasser mit einer hohen Konzentration an gelösten organischen Stoffen. Der EGSB-Reaktor kann diese effizient behandeln und sorgt für eine zuverlässige Abwasserreinigung und Biogasproduktion.

  3. Molkeverarbeitung und Molkereien:

    • Abwässer aus Molkereien sind reich an organischen Substanzen und können durch EGSB-Reaktoren effizient behandelt werden. Hier bietet die Technologie eine wirtschaftliche und ökologische Lösung zur Abwasseraufbereitung und Energiegewinnung.

  4. Pharmazeutische Industrie und Chemieindustrie:

    • Industrielle Abwässer mit komplexen organischen Verbindungen und hoher organischer Belastung können mit dem EGSB-Reaktor erfolgreich abgebaut werden. Die Technologie bietet eine stabile Leistung und reduziert den Bedarf an energieintensiven Nachbehandlungen.

Herausforderungen und Wartung des EGSB-Reaktors

  • Schlammmanagement: Der Betrieb des EGSB-Reaktors erfordert eine regelmäßige Überwachung der Schlammdichte, um eine optimale Abbauleistung aufrechtzuerhalten. Eine zu hohe Schlammbelastung kann zu Verstopfungen führen.

  • Biofouling und Ablagerungen: Durch hohe Konzentrationen an organischen und anorganischen Stoffen kann es zu Ablagerungen im Reaktor kommen. Regelmäßige Wartung ist erforderlich, um die Abbaueffizienz zu gewährleisten.

  • Temperaturkontrolle: Der anaerobe Abbauprozess ist temperaturabhängig. Um eine konstante Leistung zu gewährleisten, muss die Temperatur des Reaktors in einem optimalen Bereich gehalten werden, was insbesondere bei niedrigeren Umgebungstemperaturen eine Herausforderung darstellen kann.

EGSB-Reaktor im Vergleich zu anderen Anaerobreaktoren

Im Vergleich zu traditionellen Reaktoren wie dem UASB bietet der EGSB durch seine hohe Strömungsgeschwindigkeit und die expandierte Schlammschicht eine gesteigerte Leistungsfähigkeit und Belastbarkeit. Der EGSB-Reaktor kann im Vergleich zu einem herkömmlichen anaeroben Reaktor kleinere Partikel und gelöste organische Stoffe effektiver abbauen, wodurch er für stark belastete industrielle Abwässer eine ideale Lösung darstellt.

Fazit

Der EGSB-Reaktor ist eine hochmoderne und effiziente Lösung zur anaeroben Abwasserbehandlung. Durch seine kompakte Bauweise, hohe Abbauleistung und die Fähigkeit zur Biogasproduktion ist er besonders geeignet für Industrien mit organisch belasteten Abwässern. Durch die Integration von EGSB-Reaktoren können Unternehmen nicht nur ihre Abwasserbehandlung verbessern, sondern auch Kosten durch Biogasgewinnung senken und nachhaltiger wirtschaften. In der Abwasseraufbereitung bietet der EGSB-Reaktor eine optimale Kombination aus Leistungsfähigkeit, Kompaktheit und wirtschaftlicher Energiegewinnung.