Fehler bei der biologischen Phosphorentfernung durch AAO: Ignorieren Sie nicht den „unsichtbaren Killer“ übermäßiger Belüftung

Überschüssiger Gesamtphosphor im Abwasser ist eines der problematischsten Probleme in AAO-Systemen. Bei der Fehlerbehebung wird in der Regel Folgendes berücksichtigt: Ist die Kohlenstoffquelle ausreichend? Ist der Schlamm in gutem Zustand? Sollten Chemikalien zur Phosphorentfernung hinzugefügt werden?

Diese Anweisungen sind alle korrekt, aber es gibt eine leicht zu übersehende Ursache für eine {{0}langfristige-übermäßige Belüftung.

In der Branche besteht eine allgemeine Auffassung: Je größer die Belüftung und je höher der gelöste Sauerstoff (DO), desto kräftiger ist die aerobe Phosphoraufnahme und desto stabiler ist das Phosphorentfernungssystem. Dies ist jedoch nicht der Fall. -Übermäßige Belüftung kann die Wirksamkeit der biologischen Phosphorentfernung stillschweigend schwächen und sie zu einem „unsichtbaren Killer“ machen. Dies führt nicht zum sofortigen Zusammenbruch des Systems, sondern schwächt nach und nach die „Vitalität“ der Polyphosphat-ansammelnden Bakterien, was schließlich zu einem besonders verwirrenden Phänomen führt: Der anaerobe Abschnitt ist normal, aber der Gesamtphosphor im Abwasser übersteigt weiterhin den Standard.

Der AAO-Prozess basiert auf einer Bakterienart namens Polyphosphat-, die Bakterien zur Phosphorentfernung ansammelt. Sie führen zwei abwechselnde Prozesse in anaerober und aerober Umgebung durch:
Anaerobes Stadium: Polyphosphat-akkumulierende Bakterien (PABs) zersetzen zunächst Polyphosphate in ihren Zellen, geben die Phosphate an das Wasser ab und gewinnen Energie. Anschließend nutzen sie diese Energie, um kurzkettige Fettsäuren (wie Essigsäure) aus dem Abwasser zu absorbieren und sie zur Speicherung in PHB umzuwandeln.
Aerobes Stadium: PPBs zersetzen das PHB in ihren Zellen, um Energie zu gewinnen. Mit dieser Energie nehmen sie dann große Mengen an Phosphaten aus dem Wasser auf, synthetisieren Polyphosphate und speichern sie wieder in ihren Zellen.
Schließlich wird die Phosphorentfernung durch Schlammentfernung erreicht: Phosphor-reiche PPBs werden durch die Ableitung von überschüssigem Schlamm aus dem System ausgetragen und so Phosphor aus dem Wasser entfernt.
Der entscheidende Punkt des gesamten Prozesses ist klar: Die Menge an PHB, die in der anaeroben Phase synthetisiert wird, bestimmt direkt die Menge an Phosphor, die in der aeroben Phase absorbiert werden kann. Ausreichende PHB-Reserven führen zu einer ausreichenden Phosphoraufnahme; unzureichende PHB-Reserven verringern die Phosphoraufnahmekapazität.

Unter normalen Belüftungsbedingungen wird der gelöste Sauerstoff im Aerobic-Becken in einem angemessenen Bereich gehalten. PPBs verbrauchen PHB nach Bedarf und priorisieren dessen Verwendung zur Phosphorabsorption, was zu einer stabilen Phosphorentfernung führt.

Es treten jedoch Probleme auf, wenn die Belüftung zu hoch ist und der gelöste Sauerstoff in der aeroben Zone hoch bleibt: Wenn der gelöste Sauerstoff zu hoch ist, nutzen polyphosphatakkumulierende Bakterien (PABs) nicht nur PHB, um Phosphor zu absorbieren, sondern verbrauchen auch eine große Menge PHB, um „ihren eigenen Grundstoffwechsel aufrechtzuerhalten“. Dies ist das verwirrendste Phänomen, das vor Ort beobachtet wurde: Die Phosphorfreisetzung in der anaeroben Zone ist völlig normal, aber der Gesamtphosphorgehalt im Abwasser nimmt einfach nicht ab.

Der Grund ist eigentlich nicht kompliziert: Der Prozess der „Nahrungsspeicherung“ in der anaeroben Zone bleibt davon unberührt, aber in der aeroben Zone werden die PHBs von PPAs übermäßig verbraucht, sodass nicht genügend Energie für die Phosphorabsorption in großem Maßstab übrig bleibt. Einige PPAs sind nicht in der Lage, Phosphor aus dem Wasser zu absorbieren, sondern geben im umgekehrten Prozess sogar Phosphor ab, was letztendlich zu einem übermäßigen Phosphatgehalt im Abwasser führt.

Eine Reihe von -Messdaten vor Ort verdeutlichen das Problem: In einer Kläranlage wurde der Sauerstoffgehalt am vorderen Ende des Aerobic-Tanks auf etwa 2 mg/L (innerhalb eines angemessenen Bereichs) kontrolliert, am Ende gab es jedoch keine spezifische Kontrolle, und eine übermäßige Belüftung führte dazu, dass der Sauerstoffgehalt am Ende auf über 5 mg/L anstieg.

Infolgedessen verschlechterte sich die Phosphorentfernungskapazität des Systems rapide: Der Phosphatgehalt im Abwasser stieg von normalen 0,37 mg/L auf 5,7 mg/L; Die biologische Phosphorentfernungsrate brach stark ein und scheiterte fast vollständig.

Später stabilisierte das Wartungspersonal den gelösten Sauerstoff (DO) im gesamten Aerobic-Tank auf 2–3 mg/L und das System erholte sich langsam. Nach etwa zwei Wochen stabilem Betrieb sank der Phosphorgehalt im Abwasser auf 0,89 mg/L und die Phosphorentfernungseffizienz kehrte auf den Auslegungswert zurück.

Die durch übermäßige Belüftung verursachte Verschlechterung der Phosphorentfernung kann nicht sofort nach der Anpassung der Parameter behoben werden.

Wenn PHB übermäßig konsumiert wird, gehen Polyphosphat-akkumulierende Bakterien in einen Zustand der „endogenen Atmung“ über- und beginnen, ihr eigenes Zellmaterial zu zersetzen, um zu überleben, wodurch die Gesamtaktivität der Bakteriengemeinschaft geschädigt wird. Um eine stabile Phosphorentfernungskapazität wiederherzustellen, benötigt das System ausreichend Zeit, damit sich Polyphosphat-{4}ansammelnde Bakterien vermehren und PHB erneut anreichern können. Dieser Vorgang dauert typischerweise mehrere Tage bis mehrere Wochen, abhängig vom Ausmaß des Schadens. Dies ist auch der Hauptgrund dafür, dass viele Pflanzen nach der Anpassung der Belüftung keine Ergebnisse sehen.-Es liegt nicht daran, dass die Anpassungen falsch waren, sondern daran, dass der Zeitpunkt nicht reif ist.

1. Regentage oder geringe -Zuflussmenge: Wenn es regnet oder die Menge an Industrieabwasser geringer als gewöhnlich ist, sinkt die Konzentration organischer Stoffe im Zufluss erheblich. Der Schlamm verbraucht weniger Sauerstoff, daher ist auch der erforderliche Sauerstoffgehalt geringer. Wenn die Belüftungsrate gleich bleibt, bleibt der Sauerstoff ungenutzt, was dazu führt, dass der gelöste Sauerstoff (DO) kontinuierlich ansteigt und der PHB von Polyphosphat-ansammelnden Bakterien abgebaut wird. Wenn die Belüftungsrate nicht umgehend angepasst wird, nachdem die Zuflussbelastung abnimmt, und eine hohe Belüftung über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten wird, ist dieser „kochende Frosch“-Effekt der Überbelüftung am heimtückischsten. Die Effizienz der Phosphorentfernung kann über mehrere Monate langsam abnehmen, bis sie plötzlich den Standard überschreitet.

2. Konzentrieren Sie sich nur auf das vordere Ende und vernachlässigen Sie das hintere Ende: Viele Anlagen installieren Sauerstoffsonden nur am vorderen Ende des Aerobic-Tanks. Sie fühlen sich beruhigt, wenn der Sauerstoffgehalt am vorderen Ende normal erscheint, in den hinteren Kammern jedoch häufig eine Überbelüftung auftritt. Wenn in Wirklichkeit die Gesamtbelüftungsrate zu hoch ist, ist das hintere Ende des Aerobic-Beckens der Ort, an dem der Sauerstoffgehalt am wahrscheinlichsten hoch ist, und dort ist auch der PHB „endlich erschöpft“.

1. Ändern Sie die Gewohnheit „je höher die Belüftung, desto besser“
Der empfohlene Gehalt an gelöstem Sauerstoff (DO) im Aerobic-Tank liegt zwischen 2 und 3 mg/L. Über einen längeren Zeitraum sollten 4 mg/L vermieden werden. Achten Sie besonders auf den gelösten Sauerstoff am Ende des Aerobic-Beckens und nicht nur auf den stromaufwärts gelegenen Bereich.

2. Reduzieren Sie proaktiv die Belüftung während Schwachlastzeiten
Reduzieren Sie bei Regen oder geringer Zuflusskonzentration sofort die Belüftungsrate, um die PHB-Reserve der Polyphosphat-ansammelnden Bakterien aufrechtzuerhalten.

3. Wählen Sie einen alternativen Ansatz, wenn Sie einen übermäßigen Gesamtphosphatgehalt untersuchen

Wenn die Phosphorfreisetzung im anaeroben Stadium normal ist, der Phosphorgehalt im Abwasser jedoch immer noch hoch ist, prüfen Sie, ob die Belüftung zu hoch ist. Überprüfen Sie außerdem die Verweilzeit im Nachklärbecken, den durch den Rückfluss übertragenen gelösten Sauerstoff, überschüssigen Nitratstickstoff und einen ausreichenden Schlammaustrag. Geben Sie nicht sofort große Mengen an Phosphorentfernungschemikalien hinzu.{{2}Dies erhöht die Kosten und kann das eigentliche Problem verschleiern.

4. Seien Sie nach der DO-Anpassung geduldig
Nachdem Sie sich vergewissert haben, dass eine übermäßige Belüftung zu einer Verschlechterung der Phosphorentfernung führt, verringern Sie den DO-Gehalt und lassen Sie dem System etwas Zeit. Häufige Parameteranpassungen können die Bakteriengemeinschaft tatsächlich immer wieder schockieren und ihre Erholung verlangsamen.

5. Verhindern Sie einen „Sauerstoffrückfluss“. Wenn Wasser mit hohem Sauerstoffgehalt aus dem aeroben Tank über die Schlammrezirkulation oder die Rezirkulation gemischter Flüssigkeit in den anaeroben oder anoxischen Tank gelangt, stört es die anaerobe Umgebung und wirkt sich direkt auf die PHB-Synthese durch Polyphosphat-ansammelnde Bakterien aus. Das Rezirkulationssystem sollte idealerweise über eine anoxische Pufferzone verfügen oder das Rezirkulationsverhältnis steuern, um den Sauerstoffeintrag zu reduzieren.

Letztendlich liegt der Schlüssel zur biologischen Phosphorentfernung durch AAO nicht in einer drastischen Erhöhung der Belüftung oder einfach in der Hinzufügung von Kohlenstoffquellen, sondern in der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts des PHB-„Energiekontos“ für Polyphosphat-ansammelnde Bakterien.

Eine unzureichende Belüftung führt zu einer unzureichenden Phosphoraufnahme; Übermäßige Belüftung führt zu einer Erschöpfung des Polyphosphats-, wodurch sich die „Ablagerungen“ von Bakterien vorzeitig ansammeln, wodurch die Wirksamkeit der biologischen Phosphorentfernung erheblich verringert oder sogar ganz eliminiert wird. Für Betrieb und Wartung ist die Kontrolle des gelösten Sauerstoffs im Aerobic-Tank von größter Bedeutung. Wenn der Gesamtphosphorgehalt den Standard überschreitet, ist die Berücksichtigung mehrerer Schichten und die Durchführung zusätzlicher Messungen oft effektiver als die blinde Anpassung von Parametern oder die Zugabe von Chemikalien.

Hinweis: PHB ist eine Abkürzung für Poly- -hydroxybuttersäure, eine Energiespeichersubstanz in Polyphosphatbakterien.