Fragen und Antworten zur Essenz der Technologie zur Aufbereitung von konzentrierten Abwässern (1)

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Frage: Bei dem CAST-Verfahren wird die Mischung nach der Entwässerung des Schlammes direkt in das Einlasswasserpumpenhaus geleitet. Dadurch steigen die Werte von COD und SS im Einlasswasser an. Zudem wird dadurch die Denitrifizierungsreaktion in den Behältern beeinträchtigt – schließlich wurden bereits im vorherigen Schritt im Aeration-Sedimentationsbecken einige Kohlenstoffquellen abgebaut. Wie kann dieses Problem gelöst werden?
Antwort: Das ist ein Problem, das in Kläranlagen häufig übersehen wird – nämlich die Auswirkungen des Rückflusses des Filtrats nach der Entwässerung des Schlammes auf die biologische Aufbereitung des Wassers. Da vor der Entwässerung des Schlammes Modifizierungsstoffe wie PAC und PAM zugesetzt werden müssen, sind einige dieser Stoffe giftig. Beim Entwässern des Schlammes können sie zusammen mit dem Filtermedium in den biologischen Reaktor zurückfließen. Die Behandlung dieser Filtrate stellt technisch kein Problem dar – es geht lediglich um die Kosten. Wenn geeignete Mittel zur Aufbereitung des Schlammes verwendet werden und die Menge der zugeführten Mittel sowie die Menge des Schlammes, der in die Entwässerungsanlage gelangt, gut kontrolliert werden, dann hat das keinen großen Einfluss auf die vorangegangene biologische Behandlung. Es wird weiterhin betont, dass die Effektivität der Schlammentwässerung von der Gesamtverwaltung des gesamten Prozesses zur Schlammbehandlung abhängt – einschließlich der Verwaltung der Schlammkonzentrationsanlagen. 2. Frage: Wie wird die „Schlammhaltezeit“ bestimmt? Wie kann sie kontrolliert werden? Wird die Schlammhaltezeit durch die Menge des abgeführten Schlamms bestimmt, oder wird umgekehrt die Menge des abzugebenden Schlamms anhand anderer Faktoren festgelegt? Antwort: Die Schlammhaltezeit sowie Werte wie F/M sind eher Parameter für die Planung als für die Betriebskontrolle. Im Rahmen der Prozesssteuerung dienen sie lediglich als Referenzwerte. In der Praxis wird die Menge an Schlamm, die abgeführt werden muss, in der Regel anhand des MLSS-Werts sowie unter Berücksichtigung von Erfahrungswerten gesteuert. Wenn der SVI relativ stabil ist, kann auch der SV30 als Referenz herangezogen werden. 3. Frage: In unserer Fabrik wird das Carrousel-Oxidationsbecken-Verfahren verwendet. Manchmal ist der Ammoniakgehalt im Abwasser des Geräts sogar höher als im Einlaufwasser. Im Einlaufwasser liegt der Wert bei etwa 2,5 mg/L, während er im Abwasser nur bei etwa 0,2 mg/L liegt. Drei Belüftungsanlagen arbeiten dabei mit voller Leistung. Es lässt sich keine Ursache finden – was ist da los? Antwort: Man kann nur auf der Grundlage der von Ihnen bereitgestellten Informationen eine erste Analyse durchführen. Möglicherweise enthält das Abwasser zu viele stickstoffhaltige organische Stoffe, die Reaktionszeit ist unzureichend, oder die Geschwindigkeit der Ammonifizierung des organischen Stickstoffs ist größer als die Geschwindigkeit der Nitrifizierung des Ammoniumstickstoffs. Zudem könnte es an Phosphor mangeln, was die Effektivität der Beseitigung des Ammoniumstickstoffs über den Assimilationsweg beeinträchtigt. 4. Frage: Während des Betriebs bildet sich auf der Oberfläche des Oxidationsbeckens eine dicke Schicht aus Schlamm. Die Schlammkörner haben einen Durchmesser von etwa 1 mm und sind gelblich gefärbt. Dadurch kommt es oft dazu, dass große Mengen an Schlamm in den Sekundärsedimentationsbehälter gelangen. Der Schlamm wird wieder weißlich, und Flocken fließen zusammen mit dem Abwasser ab. Dadurch sinkt der SV30-Wert schnell, die Reinigungseffektivität geht verloren, und die angesammelte SchlammSchicht wird dünner bis schließlich ganz verschwindet. Im Kreislauf – was sind die Ursachen und Gegenmaßnahmen? Antwort: Das bedeutet, dass der Schlamm seine Aktivität verloren hat, wodurch der ESS ansteigt. Es gibt zwei Möglichkeiten: Erstens die Oxidation des Schlammes selbst; zweitens die Vergiftung des Schlammes. Nach den von Ihnen beschriebenen Phänomenen ist die erste Möglichkeit wahrscheinlicher. Man kann den Sauerstoffverbrauch messen – genauer gesagt, das Verhältnis zwischen dem endogenen Sauerstoffverbrauch und dem Sauerstoffverbrauch durch den Substratbedarf – um gezielte Maßnahmen ergreifen zu können. 5. Frage: Wie wird der A-Bereich im AB-Verfahren gesteuert? Wird dem A-Bereich kontinuierlich mit einer gleichmäßigen Menge Schlamm aus dem ersten Sedimentationsbecken zugeführt? Welcher Wert sollte für SV30 gelten – 5%-10%? Antwort: Der Rückflussgrad im A-Bereich sollte etwas höher sein. Gleichzeitig darf die Verweildauer des Schlamms im ersten Sedimentationsbecken jedoch nicht zu kurz sein. Obwohl der A-Bereich hauptsächlich zur Adsorption dient, findet dort auch eine gewisse biologische Zersetzung statt. Die biologische Zersetzung erfolgt größtenteils im Sedimentationsbecken. Nur wenn die an der Oberfläche des Schlamms befindlichen organischen Stoffe abgebaut werden, kann die Adsorptionsfähigkeit wiederhergestellt werden. Es sollte mit MLSS gesteuert werden; wenn die Sedimentationsleistung des Schlamms stabil ist, kann auch SV30 verwendet werden. Die Entscheidung muss je nach tatsächlicher Situation getroffen werden – ein Sedimentationsverhältnis von 5%-10% ist zu niedrig. 6. Frage: Wenn eine Kläranlage nach einem oder zwei Jahren Betrieb noch nicht die gewünschte Leistung erbringt, sollte man dann in Erwägung ziehen, die Mikroorganismen erneut anzupflanzen (den Schlamm zu wechseln)? Was unterscheidet sich der Schlammwechsel von der Anpflanzung der Mikroorganismen zu Beginn des Betriebs? Antwort: Es ist nicht notwendig, den Schlamm zu wechseln! Wenn sich die Betriebsbedingungen nicht ändern, wird es auch ohne Schlammwechsel genauso sein. Selbst wenn man geeignete Mikroorganismen hinzufügt, nützt das nur vorübergehend. Wichtig ist vielmehr, die Betriebsbedingungen gut zu kontrollieren. Sollten es konstruktive Probleme geben, müssen diese umgehend behoben werden. 7. Frage: Ich optimiere Abwasser aus der Industrie. Die Verarbeitung erfolgt durch Hydrolyse + Anaerobierbecken 1 + Aerobierbecken 2 + Sedimentation. Aufgrund von Installationsproblemen ist die Belüftung in den Aerationsbecken ungleichmäßig – es werden runde Belüftungsköpfe verwendet. An jedem Belüftungsgerät entsteht eine Art Sprudel, dessen Durchmesser etwa 1 Meter beträgt. Diese ungleichmäßige Belüftung hat sicherlich Auswirkungen auf die Effektivität der Reinigung. Zudem wurde festgestellt, dass auf dem Füllmaterial in der Belüftungszone nur wenig Biofilm vorhanden ist. Unter dem Mikroskop konnten große Zoobakterien gefunden werden; weitere Organismen wurden nicht entdeckt. Die Oberfläche des Biofilms auf dem Füllmaterial ist hellgelb. Außerhalb der Belüftungszone ist der Biofilm bis zu 3 cm dick. Könnten Sie mir das erklären? Antwort: Was Sie beschreiben, kann man nicht als ungleichmäßige Belüftung bezeichnen – es handelt sich dabei um ein normales Phänomen. Außerdem sagten Sie, dass es nicht viele Biopelze gibt – wie viele genau? Es wäre gut, wenn die Biopelze den Füllstoff größtenteils bedecken würden. Wenn die Dicke der Biopelze außerhalb des Belüftungsbereichs 3 cm erreicht, handelt es sich um eine ernsthafte Problematik. Es müssen Maßnahmen ergriffen werden, wie zum Beispiel das Durchspülen mit großer Menge an Luft oder die anaerobe Entfernung der Biopelze. 8. Frage: Ich habe folgende Fragen bezüglich der Kontaktoxidationsbecken. (1) Wie lange kann der Schlamm auf den Füllstoffen im Kontaktoxidationsbecken überleben, wenn dieses entleert wird?
(2) Muss bei einer Abnahme der Behandlungskapazität des Kontaktoxidationsbeckens Nährstoffe zugeführt werden?
(3) Ist es effektiv, Kerosin zur Entfernung von Schaum zu verwenden? Wenn ja, wie viel sollte in der Regel verwendet werden?

Antworten auf die drei Fragen:
(1) Bei der Entleerung des Kontaktoxidationsbeckens geht es nicht darum, wie lange der Schlamm auf den Füllstoffen überleben kann. Vielmehr muss verhindert werden, dass die weichen Füllstoffe austrocknen und verklumpen. Wenn sie verklumpen, ist es schwierig, sie wieder in Wasser einzutauchen. Dies muss unbedingt vermieden werden.
(2) Eine Abnahme der Behandlungskapazität des Kontaktoxidationsbeckens hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dabei ist die Dicke der Biologiemembran besonders wichtig. Eine zu dicke Membran beeinträchtigt die Behandlungskapazität erheblich. Zudem darf das Becken nur langsam entleert werden – andernfalls können die mit Biologiemembranen bedeckten Füllstoffe zusammenbrechen oder verformen.
(3) Es ist effektiver, chemische Mittel zur Entfernung von Schaum zu verwenden – man sollte nicht direkt Wasser verwenden. Ich halte es für nicht sinnvoll, Kerosin oder ähnliche Stoffe zur Entfernung von Schaum zu verwenden. 9. Frage: Die durchschnittlichen Werte für das Eingewässer, das Ablaufwasser sowie die biologischen Behandlungsanlagen in unserer Anlage im vergangenen Woche sind wie folgt:
**Eingewässer:** BOD: 253; COD: 810; pH-Wert: 7,9; SS: 286; Farbintensität: 32-fach; Ammoniakgehalt: 28; Gesamtnitrogendurchmesser: 64; Gesamtphosphordurchmesser: 6,0.
**Ablaufwasser:** BOD: 4,8; COD: 74; pH-Wert: 8,1; SS: 12; Farbintensität: 8-fach; Ammoniakgehalt: 7,6; Gesamtnitrogendurchmesser: 22,8; Gesamtphosphordurchmesser: 1,02.
**Biologische Behandlungsanlagen:** MLSS: 4200; MLVSS: 2340; SV%-Wert: 47,2; Schlammindex: 118,9. Die Haltedauer des Schlamms beträgt 35 Tage. Es wird eine verbesserte Aktivschlammbehandlungsmethode angewandt. Derzeit beträgt die Menge des eingeleiteten Wassers etwa 25.000 Tonnen pro Tag (die geplante Menge beträgt 50.000 Tonnen). Mehr als 80 Prozent des Wassers sind Industrieabfälle; außerdem gibt es eine geringe Menge an Abwässern mit hohem Konzentrationen an Schadstoffen. Der Prozessablauf besteht aus einem Belüftungs-Sedimentationsbecken, einem nachgeschalteten biologischen Behandlungsbecken sowie einem weiteren Sedimentationsbecken; es sind weder Kontaktbecken noch Hydrolysebecken vorhanden. Der biologische Reaktor wird durch einen Luftkompressor mit Luft versorgt; es kommt zur Belüftung mittels Tiefwasser-Diskbläsern. Bei kontinuierlicher Zufuhr von Wasser erreicht der Gehalt an gelöstem Sauerstoff nicht 1 mg/L. Nach Einstellung der Wasserversorgung steigt der Gehalt an gelöstem Sauerstoff allmählich auf etwa 4–5 mg/L an. Die stark übermäßige Menge an zugeführtem Wasser sowie Mängel in den Anlagen führten dazu, dass die Belastung der biologischen Behandlungsanlagen sehr hoch war. Zudem war der Schlammkonzentratoren nur von geringer Kapazität – 180 Kubikmeter. Ein erheblicher Teil des überschüssigen Schlamms musste daher wieder in das Pumpenhaus zurückgeleitet werden. Die aktuellen Probleme sind: (1) In den Zweiten Sedimentationsbecken wird nach dem Zulauf von Wasser oft festgestellt, dass es aktive Schlammpartikel gibt. Liegt das daran, dass die Zeit zum Absetzen des Schlamms nicht ausreicht, oder ist das Absetzen des Schlamms einfach schwierig? (2) In allen drei Zweiten Sedimentationsbecken wurden rote Würmer gefunden. Es scheint, als wären diese Würmer ein Zeichen für eine gute Wasserqualität. Könnte es sein, dass die hohe Konzentration an Schlamm dazu führt, dass sich diese Würmer stark vermehren? (3) Manchmal findet man in den Zweiten Sedimentationsbecken eine dünne Schicht aus Schlamm. Liegt das daran, dass die Fähigkeit des Schlamms zum Absetzen sehr schlecht ist, die Belüftung im biologischen Behandlungsbecken unzureichend ist – oder liegt es daran, dass der Schlamm nicht rechtzeitig zurückgeführt wird? (4) Auf den Dreiecksöffnungen in den Zweiten Sedimentationsbecken bildet sich leicht Moos oder Algen. Gibt es Möglichkeiten, dies zu verhindern? (5) Ich glaube, der Schlamm ist bereits stark veraltet. Es wäre daher notwendig, den MLSS-Wert auf 3000–3500 – oder sogar niedriger – zu senken. Dadurch würde die Menge an überschüssigem Schlamm erhöht und die Verweildauer des Schlamms verringert. Wird dadurch die Belastbarkeit des biologischen Behandlungsbeckens beeinträchtigt? Und wird die Qualität des Abwassers dadurch verbessert? Antwort: Der Schlamm ist zwar etwas veraltet, aber nicht allzu stark. Die Verweildauer des Schlamms beträgt bereits 35 Tage. Damit liegt die Schlammbelastung unter 0,03. Es reicht aus, die derzeitige Schlammkonzentration um 2/3 zu reduzieren. Die Schlammkonzentration sollte allmählich gesenkt werden. Wasserflöhe haben keinen Einfluss auf das Abwasser; bei der Probenentnahme sollten keine Wasserflöhe mitgenommen werden. Auch auf die Kontrolle der Schlammsschicht im Setzbecken muss geachtet werden. Moos und Algen auf den Dreieckswänden des Zweiten Setzbeckens können nur manuell beseitigt werden. 10. Frage: Wir verwenden eine zweistufige biologische Behandlung von Abwässern aus der Petrochemieindustrie. In der ersten Stufe handelt es sich um einen kreisförmigen, vollständig gemischten Aerationsbehälter; in der zweiten Stufe handelt es sich um einen Strömungsaerationsbehälter. In der ersten Stufe beträgt der DO-Wert 0,2 mg/L, in der zweiten Stufe 5,0 mg/L. Während dieser Zeit liegt der pH-Wert des Einlaufwassers in der ersten Bioreaktorstufe bei 8,0, beim Auslaufwasser bei 6,5. In der zweiten Bioreaktorstufe liegt der pH-Wert bei 5,78 – das liegt über dem zulässigen Bereich von 6–9. Was ist der Grund dafür? Antwort: Ein niedriger DO-Wert in der ersten Stufe ist ganz normal, da die Schlammlast hoch ist. Der Rückgang des pH-Werts in der ersten Stufe kann auf eine zu hohe Belastung zurückzuführen sein, wodurch es zur Säuerung kommt. Der Rückgang des pH-Werts im Auslaufwasser der zweiten Stufe könnte durch den Verbrauch von Alkalität durch die Nitrifizierungsreaktionen verursacht werden. Weil deine Erläuterung zu einfach ist, kann ich nur eine einfache Analyse und Schlussfolgerung ziehen! Fortsetzung folgt