Schlammalter, Wassertemperatur und BSB5 des Abwassers

In der Abwasseraufbereitungsindustrie sprechen wir oft über das Schlammalter (θc), die Wassertemperatur und den BSB5 (Se) des Abwassers, aber nur wenige können den Zusammenhang zwischen diesen dreien wirklich erklären. Tatsächlich bilden diese drei Parameter das zentrale „goldene Dreieck“, das die Stabilität biologischer Systeme beeinflusst. Das Schlammalter bestimmt die „durchschnittliche Lebensdauer“ der Mikroorganismen im System; Die Wassertemperatur steuert die „Effizienz“ von Mikroorganismen. und die OD5 (Se) des Abwassers spiegelt direkt das endgültige Behandlungszeugnis des Systems wider. Da der Winter naht und die Wassertemperaturen in Kläranlagen in verschiedenen Regionen sinken, befasst sich dieser Artikel auf der Grundlage empirischer Formeln, die aus der Anpassung der Betriebskurven mehrerer Kläranlagen abgeleitet wurden, mit der quantitativen Beziehung zwischen diesen drei Faktoren als Referenz für die Wasserversorgungsaufbereitung.

Basierend auf langfristigen Betriebsdaten mehrerer Kläranlagen wurden durch Kurvenanpassung empirische Korrelationen zwischen Schlammalter (θc) und BSB5 (Se) über verschiedene Temperaturbereiche hinweg ermittelt. Diese Formeln zeigen einen klaren Trend: Höhere Temperaturen und stärkere mikrobielle Aktivität führen bei gleichem Schlammalter zu einem geringeren BSB5 im Abwasser; Niedrigere Temperaturen erschweren es dem System, die Standards einzuhalten.

Die Beziehungen zwischen verschiedenen Temperaturbereichen werden unten dargestellt.

1. Temperatur über 25 Grad

Wobei: r sich auf den Korrelationskoeffizienten bezieht, normalerweise den Pearson-Korrelationskoeffizienten, der zur Messung der Stärke der linearen Korrelation zwischen zwei Variablen verwendet wird.

2. Temperatur 20~25 Grad

3. Temperatur 15–20 Grad

4. Temperatur unter 15 Grad

Muster 1: Niedrigere Temperaturen führen zu einem höheren BSB5 im Abwasser – selbst bei gleichem Schlammalter

Beispiel: Angenommen, das System läuft θc=10 Tage und setzt in die obigen Formeln ein:

Über 25 Grad: Se ≈ 2,1 mg/L

15-20 Grad: Se ≈ 3,2 mg/L

Unter 15 Grad: Se ≈ 4,0 mg/L

Die Berechnungsergebnisse zeigen, dass der Unterschied in der Konzentration organischer Stoffe im Abwasser mehr als das Doppelte betragen kann. Der Grund ist einfach: Bei niedrigen Temperaturen lässt die mikrobielle Stoffwechselaktivität nach, die Substratausnutzung nimmt ab, was zu einer „unzureichenden Behandlungskapazität“ bei gleichem Schlammalter führt.

Muster 2: Se und θc haben eine negative exponentielle Beziehung-Eine Verlängerung des Schlammalters verbessert immer das Abwasser, aber die Verbesserung nimmt zunehmend ab. Die Exponenten in der Formel sind alle negativ (-0,744, -0,674, -0,519, -0,554), was darauf hinweist, dass: zunehmendes θc → abnehmendes Se, aber der Exponent ist kleiner als 1; Durch die Verdoppelung von θc wird Se nicht auf die Hälfte seines ursprünglichen Wertes reduziert. Das heißt, nach einer gewissen Verlängerung des Schlammalters hat eine weitere Erhöhung von θc nur begrenzte Auswirkungen und führt zu Problemen wie Schlammalterung, erhöhtem Sauerstoffbedarf und schlechteren Absetzeigenschaften des Schlamms.

Daher ist ein längeres Schlammalter nicht immer besser; Es muss eine optimale Balance gefunden werden.

Muster 3: Der Korrelationskoeffizient r in der Tieftemperaturzone ist niedriger, was auf eine erhöhte Systeminstabilität hinweist.

Im Bereich von 15–20... In den Phasen unter 15 Grad (r=0.55) und unter 15 Grad (r=0.64) wird der BSB5 des Abwassers stärker von Temperaturschwankungen beeinflusst. Dies weist darauf hin, dass Mikroorganismen bei niedrigen Temperaturen empfindlicher auf Umweltveränderungen reagieren; das System ist anfälliger für Schwankungen des gelösten Sauerstoffs und der Belastung; und das Abwasser ist instabiler, was eine genauere Kontrolle erfordert.

1. Erhöhen Sie das Schlammalter im Winter im Voraus
In nördlichen Städten können die Wassertemperaturen im Winter auf 10–13 Grad sinken. Zu diesem Zeitpunkt wird empfohlen, θc auf 12–18 Tage zu erhöhen, um den durch niedrige Temperaturen verursachten Rückgang der mikrobiellen Aktivität auszugleichen. Wenn das Schlammalter im Sommer bei 8–10 Tagen gehalten wird, ist das Abwasser anfällig für eine Verschlechterung.

2. Reduzieren Sie das Schlammalter im Sommer, um die Kapazität der Systemaufbereitung zu erhöhen
Wenn die Wassertemperatur aufgrund der hohen mikrobiellen Aktivität über 25 Grad liegt, kann das Schlammalter entsprechend auf 6–8 Tage reduziert werden, um die Belastbarkeit des Systems zu erhöhen und das Schlammvolumen zu reduzieren. Dies ist auch der Grund dafür, dass es bei vielen Kläranlagen im Sommer zu „großem Schlammaustrag und einfacher Anlagenbedienung“ kommt.

3. Diese Methode kann für die Prozessdiagnose- verwendet werden, um festzustellen, ob Abwasseranomalien durch das Alter oder die Temperatur des Schlamms verursacht werden.

Wenn der BSB5 im Abwasser ansteigt, können die folgenden Schritte verwendet werden, um die Ursache zu ermitteln:

(1) Berechnen Sie den Strom θc;

(2) Wählen Sie die entsprechende Formel basierend auf der Wassertemperatur aus, um die theoretische Se zu berechnen.

(3) Vergleichen Sie den theoretischen Wert mit dem tatsächlichen Wert: Wenn der tatsächliche Wert viel höher als der theoretische Wert ist, deutet dies auf einen Belastungsschock, unzureichenden gelösten Sauerstoff oder giftige Substanzen hin; Liegt der tatsächliche Wert nahe am theoretischen Wert, aber etwas höher, deutet dies auf ein unzureichendes Schlammalter oder eine zu niedrige Temperatur hin.

Dies ist die von Betriebsingenieuren am häufigsten verwendete „Schnelldiagnosemethode“.

Viele Menschen sind es gewohnt, den Betrieb von Kläranlagen auf der Grundlage von Erfahrungen zu beurteilen, aber Erfahrungen benötigen Datenunterstützung, und diese empirischen Formeln bieten die intuitivste quantitative Grundlage. Sie sagen uns: Das Alter des Schlamms wird nicht willkürlich festgelegt und muss an die Temperatur angepasst werden. Niedrige Temperaturen stellen die größte Herausforderung für biologische Systeme dar und es sollten im Voraus Maßnahmen ergriffen werden. Hinter den Veränderungen im BSB5 des Abwassers steckt die Gesamtreaktion des mikrobiellen Ökosystems auf die Umwelt. Das Verständnis der „Goldenen Dreiecksbeziehung“ zwischen Schlammalter, Wassertemperatur und BSB5 des Abwassers ist für ein wirklich verfeinertes Betriebsmanagement mit Schwerpunkt auf Mikroorganismen von entscheidender Bedeutung.