Seit einigen Jahren sind – insbesondere in den Zeiträumen Frühling und Herbst – auf Kläranlagen in Deutschland vermehrt Probleme mit Blähschlamm und Schwimmschlamm sowie Schaumbildungstendenzen zu beobachten.

Hierbei handelt es sich um Phänomene, die biologisch verursacht und auf das massenhafte Auftreten von fadenförmigen Organismen zurückzuführen sind.

Der Erfolg der Abwasserbehandlung in Belebtschlammanlagen wird im Wesentlichen von zwei Teilprozessen bestimmt: einmal davon, in welchem Ausmaß die Abwasserinhaltsstoffe von den Mikroorganismen umgesetzt werden, zum anderen davon, wie vollständig die Abtrennung des belebten Schlammes vom behandelten Abwasser gelingt.

Das wohl gravierendste Problem stellt der Schlammabtrieb aus der Nachklärung dar, der zum einen zu einer Erhöhung bis zu Grenzwertüberschreitungen der Ablaufwerte (vor allem für die Parameter CSB und Phosphor) führt, zum anderen geht dem System Biomasse, die für die biologische Reinigung benötigt wird, verloren.

Die durch Bläh- und Schwimmschlamm hervorgerufenen Probleme werden von zahlreichen Abwasserbeseitigungspflichtigen als eines der derzeit drängendsten Probleme in der Abwasserbehandlung definiert.

Zur Bekämpfung der Bläh- und Schwimmschlammorganismen existieren vielfältige Lösungsvorschläge wie bspw. der Einsatz von Kalk, Polymeren oder Braunkohlestaub, die Einrichtung eines Selektors, das Herab- oder aber das Heraufsetzen des Sauerstoffgehaltes. Die Problematik besteht nun darin, die “richtige” Lösung für das jeweilige Problem zu finden.

Erschwert wird diese Aufgabe dadurch, dass unterschiedliche Organismenarten existieren, die für Bläh- und Schwimmschlamm verantwortlich sein können. Ein Mittel, das die eine Bakteriengattung bekämpft, kann eine andere fördern. Aus diesem Grunde kann ein Mittel, das auf einer Anlage hilft, auf einer anderen Anlage zum genauen Gegenteil (also zu einem explosionsartigen Wachstum der Organismen) führen.

Hieraus ist abzuleiten, dass nur eine zielgerichtete Auswahl der Mittel, nach einer vorherigen Identifizierung der spezifisch verantwortlichen Organismenart, eine wirksame Bekämpfung ermöglicht!

Die wichtigsten Kriterien zur Abtrennung der Biomasse sind die morphologische Struktur und die Koagulationseigenschaften der Belebtschlammflocken. Zum Aufbau dieser Flocken und zum Prozess der Flokkulation existiert eine große Anzahl unterschiedlicher Modellvorstellungen.

Die wesentlichen Komponenten einer Belebtschlammflocke zeigt folgende Darstellung.

Schematische Darstellung einer Belebtschlammflocke. Die Flocke ist als negativ geladenes Konglomerat aus Mikroorganismen dargestellt, das über chemisch-physikalische Wechselwirkungen zwischen der Oberfläche der Organismen, den von den Mikroorganismen gebildeten extrazellulären polymeren Substanzen und zweiwertigen Kationen zusammengehalten wird. In die Flocke integriert sind anorganische Partikel, die zur Erhöhung der Flockendichte und damit zu erhöhter Sedimentationsgeschwindigkeit beitragen können.

Bei der Reinigung industrieller Abwässer kann es zur Bildung von »Schwebschlamm« kommen. Schwebschlamm setzt sich aus schnell absetzbaren Makroflocken und aus nicht sedimentierbaren Mikroflocken zusammen. Folgende Abbildung veranschaulicht die Auswirkung von Schwebschlamm auf den Reinigungsprozess.

Absetzverhalten von Schwebschlamm im Vergleich zu Kontrollschlamm nach 30 Minuten Absetzzeit im Standzylinder; links: gut absetzbarer Belebtschlamm, rechts: Schwebschlamm.
Während sich beim Kontrollschlamm ein klarer Überstand bildet, ist dieser bei Schwebschlamm durch eine Vielzahl von Klein- und Kleinstflocken getrübt. Die mikroskopische Betrachtung zeigt, dass die Mikroflockenfraktion nahezu frei von filamentösen Organismen ist. Die Flocken sind zwischen 2 und 30 µm groß. Da eine sedimentative Abtrennung der Mikroflocken nicht möglich ist, fließen diese zusammen mit dem gereinigten Abwasser ab. Als Folge davon ist der organische Feststoffgehalt hoch und, damit verbunden, auch der Chemische Sauerstoff-Bedarf (CSB) des Ablaufs.

Maßnahmen sind der Zusatz von Fällungs- und Flockungsmitteln.