Temperatur
Der optimale Temperaturbereich für die normale physiologische Aktivität der aeroben Belebtschlamm-Mikroorganismen liegt bei 15-30 Grad. Im Allgemeinen beeinträchtigen Wassertemperaturen unter 10 Grad oder über 35 Grad die Funktion des aeroben Belebtschlamms. Bei Temperaturen über 40 Grad oder unter 5 Grad kann die Aktivität sogar ganz zum Erliegen kommen.
Innerhalb eines bestimmten Bereichs ist eine Erhöhung der Temperatur zwar ungünstig für die Sauerstoffübertragung in das Wasser, kann aber die Geschwindigkeit biochemischer Reaktionen und der mikrobiellen Vermehrung beschleunigen. Ein plötzlicher Temperaturanstieg über einen bestimmten Grenzwert führt jedoch zu irreversiblen Schäden. Im Gegensatz dazu hat eine Temperaturabsenkung geringere Auswirkungen auf Mikroorganismen und verursacht im Allgemeinen keine irreversiblen Schäden.
Sinkt die Wassertemperatur langsam, können sich die Mikroorganismen im Belebtschlamm nach und nach an diese Veränderung anpassen. Durch Maßnahmen wie Reduzierung der Belastung, Erhöhung der gelösten Sauerstoffkonzentration und Verlängerung der Belüftungszeit können dennoch gute Behandlungsergebnisse erzielt werden.
Daher sollten im tatsächlichen Produktionsbetrieb plötzliche Änderungen der Wassertemperatur, insbesondere plötzliche Anstiege, ernst genommen werden. Um zu verhindern, dass übermäßig heißes Industrieabwasser die aerobe biologische Behandlung beeinträchtigt, sollte eine Kühlbehandlung implementiert werden.
pH-Wert
Der optimale pH-Wert für Belebtschlamm-Mikroorganismen liegt zwischen 6,5 und 8,5. Wenn der pH-Wert unter 4,5 sinkt, verschwinden die Protozoen im Belebtschlamm vollständig, die Aktivität der meisten Mikroorganismen wird gehemmt, Pilze werden zur dominierenden Spezies, die Belebtschlammflocken werden zerstört und es kommt leicht zu einer Schlammaufblähung.
Bei einem pH-Wert über 9 wird der Stoffwechsel der Mikroorganismen stark beeinträchtigt, die Bakterienflocken zerfallen und es kommt zu einer Schlammaufblähung. Wenn der pH-Wert des Abwassers höher als 10 oder niedriger als 5 ist, muss der pH-Wert vor dem Eintritt in das Belebungsbecken neutralisiert und eingestellt werden, um sicherzustellen, dass der pH-Wert des Abwassers, das in das Belebungsbecken gelangt, mindestens zwischen 6 und 9 liegt.
Die Belebtschlamm-Mischflüssigkeit selbst hat eine gewisse Pufferwirkung auf pH-Änderungen, da die Stoffwechselaktivität aerober Mikroorganismen den pH-Wert ihrer Aktivitätsumgebung verändern kann. Beispielsweise nutzen aerobe Mikroorganismen stickstoffhaltige Verbindungen, produzieren durch Denitrifikation Säuren und senken so den pH-Wert der Umgebung. umgekehrt produzieren sie durch Decarboxylierung alkalische Säuren, die den pH-Wert erhöhen können.
Daher kann das Belebtschlammverfahren nach einer längeren Akklimatisierungszeit auch Abwässer mit einem bestimmten Grad an Säure oder Alkalität behandeln. Darüber hinaus hat die Alkalität des Abwassers selbst eine gewisse hemmende Wirkung auf die pH-Absenkung.
Eine plötzliche Änderung des pH-Werts des Abwassers, beispielsweise wenn alkalisches Abwasser in ein Belebtschlammsystem gelangt, das an eine saure Umgebung angepasst ist, führt jedoch zu einem Schock für die Mikroorganismen und kann sogar den normalen Betrieb des gesamten Systems stören.
Ob saures oder alkalisches Abwasser neutralisiert werden muss, hängt daher von den jeweiligen Umständen ab. Wenn die pH-Änderung des in das Belebtschlammsystem eintretenden Abwassers gering ist, insbesondere wenn es nur leicht sauer oder leicht alkalisch ist, ist eine Neutralisierung häufig nicht erforderlich. Wenn die pH-Änderung jedoch erheblich ist, sollte zuvor eine Neutralisierung durchgeführt werden, um den pH-Wert auf neutral einzustellen.
CSB und BSB5
Unabhängig vom verwendeten Belebtschlammverfahren ist die organische Belastung, der ein Belebungsbecken standhalten kann, begrenzt. Eine Überschreitung dieses Grenzwerts beeinträchtigt die Betriebseffizienz des Tanks. Für den Betrieb von Belebungsbecken ist der maximale Zulauf-BSB5-Wert festgelegt. Aufgrund des langen Analysezyklus für BSB5 orientiert sich die Produktion jedoch typischerweise an den Ergebnissen der CSB-Analyse.
Wenn die organische Belastung im Zufluss des Belebungsbeckens den Standard überschreitet, sollten sofortige Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. die Reduzierung der Zuflussrate, die Erhöhung der Schlammrückflussrate und die Verbesserung der Belüftungseffizienz, um eine Beeinträchtigung des gesamten sekundären biologischen Behandlungssystems zu vermeiden und die Abwasserqualität sicherzustellen.
Wenn der CSB-Wert des Zulaufs niedrig ist, sollten sofortige Maßnahmen ergriffen werden, wie z. B. die Erhöhung der Zuflussrate, die Reduzierung der Schlammrückflussrate, die Reduzierung der Anzahl der in Betrieb befindlichen Gebläse und die Verringerung der Geschwindigkeit des Oberflächenbelüfters, um die Belüftungseffizienz zu verringern und unnötige Energieverschwendung zu vermeiden.
Ammoniak, Stickstoff und Phosphat
Theoretisch sollte der Stickstoff- und Phosphorbedarf von Mikroorganismen nach dem BSB5:N:P-Verhältnis von 100:5:1 berechnet werden. In tatsächlichen Belebtschlammbehandlungssystemen liegen die Verhältnisse von BSB5 zu Stickstoff und Phosphor im Zufluss zum Belebungsbecken jedoch häufig unter diesem Wert, das System funktioniert jedoch weiterhin normal.
Der Stickstoff- und Phosphorgehalt variiert stark je nach Art des zu behandelnden Industrieabwassers. Einige Abwässer haben einen sehr hohen Stickstoff- und Phosphorgehalt, und ohne Dephosphorisierung und Denitrifizierung wird der Stickstoff- und Phosphorgehalt im Abwasser des Nachklärbeckens die Standards überschreiten. Umgekehrt wird bei Abwasser mit sehr niedrigem Stickstoff- und Phosphorgehalt die Funktion von Mikroorganismen eingeschränkt, wenn eine bestimmte Menge an Stickstoff und Phosphor nicht rechtzeitig wieder aufgefüllt wird, und es wird schwierig sein, die Einhaltung der Standards für CSB und BSB5 des Abwassers des Nachklärbeckens zu gewährleisten.
Bei der Behandlung von Industrieabwässern mit sehr geringem Stickstoff- und Phosphorgehalt reicht bei einem in Betrieb befindlichen Belebungsbecken ein Ammoniak-Stickstoff- und Phosphatgehalt von etwa 10 mg/L bzw. Phosphat im Zufluss zum Belebungsbecken aus, um den Stickstoff- und Phosphorbedarf der Mikroorganismen der Mischflüssigkeit zu decken. Bleiben die Ammoniak-, Stickstoff- und Phosphatwerte im Belebungsbeckenzulauf über einen längeren Zeitraum unter den oben genannten Werten, sollten die Stickstoff- und Phosphordosierungen zeitnah erhöht werden.
Giftige Substanzen
Bei bestimmten Industrieabwässern bleibt die Art der toxischen Stoffe im Allgemeinen konstant, ihre Konzentrationen und Abflussmengen sind jedoch schwer aufrechtzuerhalten. Zusätzlich zu primären Behandlungsmaßnahmen wie der Homogenisierung muss die Konzentration toxischer Substanzen im Belebungsbeckenzulauf überwacht und kontrolliert werden.
Nach der Akklimatisierung des Belebtschlamms sollte der Höchstwert für toxische Substanzen im Zufluss, die das biologische Behandlungssystem beeinträchtigen, auf der Grundlage der Toleranz der gemischten Flüssigkeit gegenüber toxischen Substanzen im Zufluss und der Betriebserfahrung bestimmt werden.
Wenn die Konzentration toxischer Substanzen im Zulauf des Belebungsbeckens über einen längeren Zeitraum den Grenzwert überschreitet, sollten Maßnahmen wie die Reduzierung der Zuflussrate, die Erhöhung der Schlammrücklaufrate und die Verbesserung der Belüftungseffizienz ergriffen werden, um nachteilige Behandlungseffekte aufgrund einer mikrobiellen Vergiftung der gemischten Flüssigkeit zu verhindern.
