Die Membranfiltration ersetzt beim MBR-Verfahren die Nachklärungs- und Entkeimungsstufe des konventionellen Belebungsverfahrens und ermöglicht einen vollständigen Rückhalt der partikulären Abwasserinhaltstoffe, Bakterien, Viren und Krankheitserreger, sodass ein hoher Trockensubstanzgehalt von bis zu 30 g/l im Membranbelebungsreaktor möglich ist. Somit könnten MBR-Anlagen theoretisch mit einem gegenüber konventionellen Kläranlagen bis zu 75% kleineren Belebungsbecken vorgesehen werden. Demnach stellt sich das MBR-Verfahren als leistungsfähige, platzsparende Kläranlage im Kompaktdesign dar, die für eine dezentrale kommunale Abwasserreinigung vielversprechend und geeignet ist. Da das MBR-Verfahren technisch kompliziert ist und einen hohen Instandhaltungs- und Wartungsaufwand erfordert, stößt sein Einsatz beim Betreiben kleiner Kläranlagen auf viele Schwierigkeiten.

Eine MBR-Anlage im Kompaktdesign zur kommunalen Abwasserreinigung mit einer Kapazität von bis zu 10 m3/d von der Firma Martin Systems, die als 20-Foot-Container angefertigt wurde, wurde mit MSR-Technik zur Optimierung und Automatisierung des Betriebs ausgerüstet. Das Ziel dieser Arbeit ist es, neue Steuerungs- und Regelungskonzepte zu testen und auszuwerten. Dafür wurde die Pilotanlage in die KA Stahnsdorf verfrachtet und mit Rohabwasser aus dem Vorklärungsbecken betrieben.

Beim Einsetzen semi-flexibler Steuerungskonzepte konnten einige Betriebsparameter wie z.B. Schlammalter und Schlammbelastung optimiert werden, während es Betriebsparameter wie z.B. die Sauerstoffversorgung erforderte, komplexere Technik zu optimieren, da der Sauerstoffverbrauch von vielen Parametern wie z.B. den Zulaufschwankungen und dem TS-Gehalt abhängig ist und sich mit der Zeit schnell ändern kann. Demnach ist eine Echtzeit-Anpassung für den optimalen Betrieb erforderlich. Außerdem stellte sich der Effekt der Sauerstoffverschleppung wegen ineffizienter Belüftung als große Herausforderung dar, da er den Denitrifikationsprozess kollabieren ließ.