Tagungsband - BFT International

PANEL 12 // PROCEEDINGS
OPERATING PERFORMANCE OF SMALL WASTEWATER TREATMENT PLANTS
UNDER VARIOUS LOADING CONDITIONS
BETRIEBSVERHALTEN VON KLEINKLÄRANLAGEN BEI UNTERSCHIEDLICHEN
LASTZUSTÄNDEN
� In rural areas, small wastewater treatment
plants suitable for up to 50 inhabitants (PE) are
an equivalent alternative to a central treatment
plant. Their operational behavior is affected by
the influent hydraulic and organic loads. Howe-
ver, the influent waste shows large fluctuations
in its chemical quality and hydraulic quantity.
Instead of a hydraulic design capacity of 150
L/(E∙d), only under 80 L/(E∙d) of wastewater are
often fed into the plant. In small plants, the
hydraulic and organic load is not homogenized
compared to large-scale wastewater treatment
plants. Because small wastewater treatment
plants are built in standardized dimensions
(e.g. four or eight PE) whereas an average of
only two persons live in a household in Ger-
many [1], a significant number of plants work
in underload with partial load fluctuations. The
effect of different load conditions on the efflu-
ent quality of small treatment plants is descri-
bed in this contribution.
226 BFT 02/2011 www.bft-online.info
� Kleinkläranlagen bieten im ländlichen Bereich
eine gleichwertige Alternative zur zentralen Ab-
wasserbehandlung und sind bis zu einer Anschluss-
größe von 50 Einwohnerwerten (EW) verfügbar.
Sie werden in ihrem Betriebsverhalten durch die
zulaufenden hydraulischen wie auch stofflichen
Frachten geprägt. Der Zulauf weist jedoch relativ
große Schwankungen in der Zusammensetzung
und der Menge des anfallenden Abwassers auf.
Statt der Abwassermenge von 150 L/(E∙d) als hy-
draulische Auslegungsgröße werden oft nur unter
80 L/(E∙d) in die Anlage eingeleitet. Eine hydrau-
lische Vergleichmäßigung sowie stoffliche Homo-
genisierung, wie sie bei größeren Kläranlagen an-
zutreffen ist, findet nicht statt. Da Kleinkläranlagen
in standardisierten Größen (z. B. 4 EW, 8 EW) ange-
boten werden und in Deutschland durchschnittlich
etwa zwei Personen pro Haushalt leben [1], werden
diese in beachtlicher Anzahl in Unterlast mit teil-
weise auftretenden Belastungsschwankungen
betrieben. Die Auswirkung unterschiedlicher Last-
zustände auf die Ablaufqualität von Kleinkläranla-
gen wird hier dargestellt.
GRUNDLAGEN DER UNTERSUCHUNG Über 70 % der
Anlagen weisen eine Anschlussgröße von maximal
8 EW auf. Daher wurde die Auswertung auf diese
Anschlussgröße beschränkt. Die über 6.000 Mess-
werte stammen von unterschiedlichen Herstellern,
öffentlichen Institutionen und Wartungsfirmen
Deutschlands. Lediglich bei den Schwebebett-An-
lagen dominieren mit 77 % die Daten eines Herstel-
lers. Untersucht wurden Anlagentypen nach dem
Belebungsverfahren (konventionelle Belebung, SBR)
und mit Biofilmausbildung (überstautes Festbett,
Schwebebett, Tropfkörper). Die Anlagen waren
i. d. R. für die Reinigungsklasse „C“ mit den Grenz-
werten 150 mg/l CSB und 40 mg/l BSB 5 ausgelegt.
FUNDAMENTALS OF ANALYSIS About 70% of
the plants have a design load of up to eight PE
so that the analysis was limited to this load.
More than 6,000 datasets for different types
of small wastewater treatment plants were
estimated by maintenance staff, various plant
manufacturers, public authorities and scientific
institutions. Only in the case of the data for
fluidized bed plants, one manufacturer domi-
nated with 77%. Plant designs were classified
according to the activated sludge process (e.g.
conventional aeration, sequence batch reactor
(SBR)) and according to the biofilm process
(e.g. fixed bed, fluidized bed, trickling filter).
These plants were to comply with German
treatment class C, adhering to the limit values
of 150 mg/l of COD and 40 mg/l of BOD 5 .
EFFECT OF VARIOUS LOADING CONDITIONS ON
EFFLUENT QUALITY Less than 55% of all con-
ventional aeration systems comply with the
German COD limit value regardless of their
degree of utilization. The data were excluded
from further consideration due to this insuffi-
cient treatment performance. This treatment
technology is thus not suitable for use under
ten PE.
All other plant designs show a significant im-
provement of the effluent quality with increa-
sing underload despite the decrease in specific
sludge production. Independently of the de-
sign, about 80% of all plants adhere to the
German limit values. The good effluent values
of SBR plants in underloaded condition are
attributable to long retention times and the
resulting partial degradation in the primary
settlement tank. Also, the development of a
biofilm on the plant surfaces (walls, bottom)