Verfahrensvergleich

Bei Kleinkläranlagen und Kläranlagen gibt es verschiedene biologische Reinigungsverfahren, die sich in ihrer Technik, ihrem Energieverbrauch und ihrem Wartungsaufwand deutlich unterscheiden. Zu den gängigsten Verfahren gehören das vollbiologische Festbettverfahren, das Wirbelbettverfahren (MBBR), das SBR-Verfahren, stromlose Festbett-Systeme sowie das klassische Belebtschlammverfahren.

Die folgende Übersicht zeigt die wichtigsten Unterschiede dieser Verfahren auf einen Blick – von der Funktionsweise über den Energiebedarf bis hin zu Betriebssicherheit und Einsatzbereichen. So erhalten Sie eine schnelle Orientierung, welches System sich für Ihre Anforderungen am besten eignet.

Vergleichstabelle: Kurzer Überblick aller gängigen Verfahren von Kleinkläranlagen/Kläranlagen

Vergleich Kläranlagen

Kriterium	Vollbiologisches Festbettverfahren	Wirbelbett-Verfahren	SBR-Verfahren	Stromloses Festbett-Verfahren	Belebtschlamm-Verfahren
Abkürzungen / Bezeichnungen	SAF (submerged aerated filter) Bioreaktor mit Festbett Festbettverfahren mit Biofilmtechnologie	MBBR Moving Bed Biofilm Reactor =Bewegtbettverfahren	SBR Sequencing Batch Reactor, Chargenbetriebene Kläranlage	BF Biofilter z.B. Lavagestein, Kunststoffkörpern, Mineralmaterial, oder spezielle Biofilterelemente	ASP (Activated Sludge Process) Suspensionsverfahren, Aerobes Belebungsverfahren
Funktionsprinzip	Mikroorganismen wachsen vollbiologisch auf fest installierten Aufwuchsflächen.	Mikroorganismen wachsen auf frei beweglichen Kunststoffträgern.	Reinigung in zeitlich gesteuerten Behandlungszyklen: Typische Phasen: • Befüllen • Belüften • Absetzen • Klarwasserabzug • Ruhephase	Biologische Reinigung über stromlosen Festbettkörper. Das Filtermaterial muss je nach System und Betriebsbedingungen irgendwann gereinigt, teilweise erneuert oder ausgetauscht werden.	Reinigung durch frei schwebenden Belebtschlamm.
Funktionsbeschreibung	Bei der DELPHIN® Kläranlagen erfolgt die vollbiologische Abwasserreinigung ohne Chemie über ein modernes Festbettverfahren. Die Mikroorganismen wachsen dabei auf fest installierten Biofilmträgern (die nicht erneuert werden müssen, da sie nicht mit Schlammentsorgung abgesaugt werden, wie beim Wirbelbett) und reinigen das Abwasser besonders effizient und wartungsarm.	Im Belebungsbecken befinden sich viele kleine Kunststoffkörper („Biofilmträger“), die ständig im Wasser in Bewegung gehalten werden. Auf diesen Trägern wächst ein biologischer Film aus Mikroorganismen. Diese Bakterien reinigen das Abwasser. Die Bewegung entsteht meist durch Belüftung, oder Umwälzung.	Das SBR-Verfahren ist ein biologisches Reinigungsverfahren für Kleinkläranlagen. Die Reinigung erfolgt dabei in mehreren zeitlich gesteuerten Phasen innerhalb eines Behälters. Durch Belüftungs- und Ruhezyklen wird das Abwasser biologisch gereiigt. Nach der Belüftungsphase folgt die Absetzphase, bei der sich der Belebtschlamm, auf Grund seines höheren Gewichts, am Boden des Biologiereaktors sammelt. Gleichzeitig bildet sich im oberen Bereich der Kammer eine Klarwasserzone.	Das Abwasser fließt durch ein festes Filterbett, zum Beispiel aus Lavagestein, Kunststoffkörpern, Mineralmaterial, oder speziellen Biofilterelementen. Auf diesen Oberflächen bildet sich ein Biofilm aus Mikroorganismen. Die Bakterien bauen organische Verschmutzungen im Abwasser biologisch ab. Der notwendige Sauerstoff wird meist natürlich über Luftkontakt, Schwerkraft, oder passive Belüftung eingetragen. Deshalb „stromlos“ oder „energiearm“.	Beim Belebtschlammverfahren erfolgt die biologische Reinigung des Abwassers durch frei im Wasser schwebende Mikroorganismen („Belebtschlamm“). Durch Belüftung wird Sauerstoff eingebracht, damit die Bakterien organische Verschmutzungen abbauen können.
Biologie im System	fest angewachsener Biofilm	beweglicher Biofilm	suspendierte Biomasse	fest angewachsener Biofilm	suspendierte Biomasse
Stromverbrauch	gering	mittel	mittel bis höher	kein bzw. sehr gering	mittel bis höher
Technischer Aufwand	gering	mittel	höher	sehr gering	höher
Bewegliche Teile im Behälter	keine!	teilweise vorhanden	häufig vorhanden	keine	häufig vorhanden
Wartungsaufwand	gering	mittel	mittel bis höher	gering	mittel bis höher
Empfindlichkeit bei Stoßbelastung	gering	gering bis mittel	mittel	höher	höher
Eignung für Ferienhäuser / schwankende Belastung	sehr gut	gut	eingeschränkt bis mittel	eingeschränkte	eher eingeschränkt
Geräuschentwicklung	gering	gering bis mittel	mittel	keine	mittel
Schlammproduktion	gering	mittel	mittel	gering	höher
Reinigungsleistung	hoch	hoch	hoch	mittel	hoch
Steuerungstechnik	einfach	mittel	aufwendig	keine bzw. sehr einfach	aufwendig
Robustheit im Langzeitbetrieb	sehr hoch (geringe Wartungskosten und Ausfälle)	hoch	abhängig von Steuerung und Technik	mittel	mittel
Einbau- und Betriebskosten	Wirtschaftlich, gering	mittel	mittel bis höher	gering	mittel bis höher
Typische Einsatzbereiche	Kommunale und gewerbliche Anwendungen, größere Anlagen sowie Einfamilienhäuser, kleine Gewerbeeinheiten, Ferienhäuser	kommunale und industrielle Anwendungen, größere Anlagen sowie Einfamilienhäuser, kleine Gewerbeeinheiten, Ferienhäuser	Einfamilienhäuser, Wohnanlagen	Nischenanwendung - abgelegene Standorte ohne Stromversorgung	kommunale Kläranlagen, größere Systeme
Vorteile	hohe biologische Leistung, kompakte Bauweise, wartungsarm, energieeffizient, robust	hohe biologische Leistung, kompakte Bauweise	hohe Ablaufqualität möglich	stromlos, einfache Technik	bewährte Standardtechnik
Nachteile	regelmäßige Belüftung erforderlich, aber geringer Stromverbrauch	bewegliche Träger, die immer wieder ersetzt werden müssen, technischer Aufwand	komplexere Steuerung	geringere Reinigungsleistunghöherer	höherer Energie- und Wartungsaufwand

Vergleichstabelle: Unterlasttauglichkeit von Kleinkläranlagen (bei Belastungsschwankungen)

Bei Kleinkläranlagen beschreiben die folgenden Begriffe unterschiedliche Belastungszustände der Anlage. Sie sind wichtig, weil dezentrale
Anlagen (z. B. bei Einfamilienhäusern, Ferienanlagen oder kleinen Siedlungen) oft stark schwankende Abwassermengen haben.

Tabelle: Begriffe, Bedeutung und Ursachen

Begriff	Bedeutung	Ursache
Nulllast	Kein Abwasserzufluss	Gebäude ungenutzt
Unterlast	Weniger Abwasser als geplant	Weniger Bewohner
Hydraulische Stoßbeschickung	Kurzzeitig sehr hohe Wassermenge	Gleichzeitige Nutzung vieler

Intermittierende Nutzungsmuster führen in dezentralen Abwasseranlagen zu ausgeprägt diskontinuierlichen hydraulischen und stofflichen Belastungsverläufen. Charakteristisch sind kurzzeitige hydraulische Stoßbelastungen mit erhöhten Volumenströmen sowie überdurchschnittlichen CSB-, BSB5- und Stickstofffrachten, die sich auf wenige Stunden oder Tage konzentrieren. Demgegenüber stehen mehrtägige bis mehrwöchige Phasen mit stark reduzierten Zulaufmengen oder vollständigem Stillstand. Im Jahresmittel resultieren daraus vergleichsweise geringe spezifische Frachten, während die Bemessungsbelastung temporär deutlich
überschritten werden kann. Diese Dynamik führt zu ungünstigen Verhältnissen zwischen Schlammalter, Substratverfügbarkeit und Sauerstoffeintrag. Aus verfahrenstechnischer Sicht sind insbesondere folgende Effekte zu beobachten:

Biomassereduktion während Unterlastphasen infolge endogener Atmung („Selbstverzehr“ der Mikroorganismen bei Substratmangel) und fehlender Substratzufuhr
Abnahme der Nitrifikationsleistung (Ammoniumstickstoff (NH4+ → N) mikrobiell zu Nitrat (NO3− → N) zu oxidieren), da nitrifizierende Organismen aufgrund ihrer niedrigen Wachstumsraten besonders empfindlich auf Substrat- und Sauerstoffschwankungen reagieren
Veränderung der Schlammstruktur, etwa durch Flockenzerfall, reduzierte Sedimentationsfähigkeit oder Aufrahmungen (Aufschwimmen von Schlamm an die Wasseroberfläche infolge eingeschlossener Gase oder verminderter Sedimentationsfähigkeit)
Instabile Prozessführung bei Systemen mit stark lastabhängiger Steuerung oder ohne ausreichende Puffer- und Speichermechanismen

Besonders betroffen sind kontinuierlich durchströmte Systeme, deren Reinigungsleistung unmittelbar an eine konstante organische Belastung gekoppelt ist. In solchen Fällen kann es nach längeren Stillstandszeiten zu verlängerten Wiederanfahrphasen kommen, in denen die geforderten Ablaufwerte (bei manchen Kläranlagen) nicht sicher eingehalten werden. Zur Gewährleistung der Ablaufanforderungen gemäß wasserrechtlichen Vorgaben sind daher Verfahren erforderlich, die:

eine ausreichende Biomassekonzentration auch in Unterlastphasen stabilisieren,
über hydraulische und stoffliche Pufferkapazitäten verfügen,
eine flexible Anpassung von Belüftung und Beschickung ermöglichen,
sowie kurzfristige Lastspitzen ohne signifikanten Wirkungsgradverlust kompensieren können.

Für dezentrale Anlagen in Ferienhäusern, Wochenendgebieten oder saisonal genutzten Wohnobjekten ist die Prozessstabilität bei Unterlast ein entscheidendes Kriterium. Die wesentlichen Systeme im Vergleich:

Vergleich Kläranlagen

Kriterium	Festbett-Verfahren (Bio-Reaktor)	Wirbelbett-Verfahren (Moving Bed Biofilm Reactor – MBBR)	SBR (Sequencing Batch Reactor)	Stromlose Festbett-Verfahren (Rock Filter)	Belebtschlamm-Verfahren
Unterlasteignung	Sehr gut / hoch	Gut bis sehr gut	Sehr gut	Mittel / ausreichend	Eingeschränkt
Prozessstabilität bei Lastschwankungen	Sehr hoch (fixierter Biofilm + Speicherzonen)	Hoch (bewegter Biofilm, gute Durchmischung)	Hoch	Mittel	Mittel bis gering
Nitrifikationsleistung	Sehr hoch	Hoch	Hoch	Eingeschränkt	Mittel
Anschaffungskosten	Mittel bis hoch	Mittel	Mittel	Gering	Mittel
Betriebskosten (Strom, Wartung)	Strom + Wartung, effiziente Prozessführung	Strom für Belüftung + moderate Wartung	Strom für Belüftung + moderate Wartung	Kaum Strom, geringe Technik	Stromaufwand + regelmäßige Wartung
Mechanische Komplexität	Mittel (Gebläse + Steuerung)	Mittel (Gebläse, bewegte Träger)	Mittel	Gering	Mittel
Biomasseform	Fixierter Biofilm	Bewegter Biofilm (Wirbelbett)	Suspendiert (Belebtschlamm)	Fixierter Biofilm (passiv)	Suspendiert
Vorteile bei Unterlast	Robustes Verfahren, Hohe Schlammalterstabilität, geringe Biomasseverluste	Gute Sauerstoffversorgung, stabile Biofilmträger	Zyklische Pufferung	Robust bei sehr geringer Dauerlast	—
Eignung für Ferienhäuser / Wochenendobjekte	Sehr gut (mit Funktionsgarantie bei Unterlast)	Sehr gut (aber abhängig von Steuerung)	Mittel	Gut geeignet laut Herstellerangabe, jedoch kein Beweis bzw. Garantie!	Weniger geeignet
Unterlast-Garantie des Herstellers	Ja* z.B. DELPHIN® - compact, AQUATO® - 3K-PLUS	Ja* z.B. Bergmann Beton + Abwassertechnik - wsb-clean, Picobells GmbH - Picobells	Ja* z.B. GRAF - Klaro Easy, PPU Umwelttechnik GmbH – ClearFox	Eignung für Ferienhäuser laut Hersteller** z.B. Biorock BEASY-2000, GRAF easyCompact	-
Bewertung	+ + + + + (+ Funktionsgarantie von DELPHIN)	+ + + + +	+ + +	+ + +	+ +

*Solche Zusagen werden in der Regel nicht als „bedingungslose Garantie“ formuliert, sondern abhängig von:

korrekter Anlagenauslegung (Bemessung gemäß Nutzungsmuster)
regelmäßiger Wartung und Betreiberpflichten
definierten Ablaufwerten und Lastprofilen im Vertrag

Quelle: Fachbericht in gwf Wasser + Abwasser, Ausgabe 04 | 2026, Vulkan-Verlag, Autor Elmar Lesch