Technische Richtlinien für die Erstinbetriebnahme und den Betrieb von SBR-Verfahren in der Abwasserbehandlung

Vorwort

Die Erstinbetriebnahme eines SBR-Prozesses (Sequencing Batch Activated Sludge) ist eine kritische Übergangsphase von der Fertigstellung der Infrastruktur bis zum stabilen Betrieb. Die Hauptziele bestehen darin, die mikrobielle Gemeinschaft des Belebtschlamms zu kultivieren und zu akklimatisieren, die Prozesszeitparameter zu optimieren, die Geräteleistung zu überprüfen und letztendlich eine stabile Einhaltung der Abwasserqualität zu erreichen. Dieser Leitfaden hält sich strikt an Industriestandards wie die „Technischen Vorschriften für Betrieb, Wartung und Sicherheit städtischer Abwasserbehandlungsanlagen“ (CJJ 60) und die „Technischen Spezifikationen für die Belebtschlamm-Abwasserbehandlungstechnik“ (HJ 573). Der Inhalt konzentriert sich auf wichtige praktische Punkte und ist auf die Erstinbetriebnahme von neu gebauten, renovierten oder erweiterten SBR-Abwasseraufbereitungsanlagen anwendbar und bietet dem technischen Personal eine systematische und umsetzbare Betriebsanleitung.

(I) Personal- und technische Vorbereitung

1. Das Inbetriebnahmepersonal sollte eine spezielle Schulung zu Prozessprinzipien, Gerätebetrieb und Sicherheitsvorschriften absolvieren und die Betriebslogik jeder Stufe der SBR- und Wasserqualitätsindikator-Überwachungsmethoden beherrschen.

2. Es sollte ein detaillierter Inbetriebnahmeplan erstellt werden, in dem die Inbetriebnahmeziele, Phaseneinteilungen, Parameterkontrollbereiche, Notfallpläne und Datenaufzeichnungsanforderungen klar definiert sind. Der Plan sollte vom technischen Vorgesetzten überprüft und genehmigt werden.

(II) Geräte- und Instrumentenabnahme

1. Einzeleinheit-Testlauf: Führen Sie nacheinander Leerlauf- und Belastungstests an Kerngeräten wie Einlasspumpe, Gebläse, Rührwerk und Dekanter durch. Überprüfen Sie das Betriebsgeräusch, die Vibrationspegel und die Start-/Stopp-Empfindlichkeit des Geräts, um sicherzustellen, dass jedes Gerät frei von Blockierungen, Undichtigkeiten oder anderen Fehlern ist und dass die Betriebsparameter den Konstruktionsanforderungen entsprechen.

2. Vernetzter Testlauf: Simulieren Sie einen vollständigen Betriebszyklus, um die vernetzte Steuerlogik zwischen den Geräten zu überprüfen. Konzentrieren Sie sich auf die Überprüfung der Umschaltsequenz zwischen Belüftung und Rühren sowie auf die Verbindungsgenauigkeit zwischen Dekanter und Füllstandsmessgerät, um die Stabilität und Zuverlässigkeit des automatisierten Steuerungssystems sicherzustellen.

3. Instrumentenkalibrierung: Führen Sie eine umfassende Kalibrierung von Instrumenten wie pH-Messgeräten, Messgeräten für gelösten Sauerstoff (DO), ORP-Messgeräten, Füllstandsmessgeräten und Durchflussmessern durch. Verwenden Sie Standardlösungen zur Kalibrierung des Nullpunkts und des Bereichs, um die Genauigkeit der Überwachungsdaten sicherzustellen. Kalibrierungsaufzeichnungen sollten zur späteren Bezugnahme archiviert werden.

(III) Material- und Wasserqualitätsvorbereitung

1. Aufbereitung des Impfschlamms: Vorzugsweise sollte reifer Belebtschlamm aus vergleichbaren Kläranlagen verwendet werden. Der Schlamm sollte gelblich-braun sein, keinen fauligen Geruch aufweisen und sein Feuchtigkeitsgehalt sollte zwischen 96 % und 98 % liegen. Wenn kein ähnlicher Impfschlamm verfügbar ist, kann eine Selbstkultivierungsmethode verwendet werden, bei der organische Nährstoffe (wie Glukose, Harnstoff und Kaliumdihydrogenphosphat) hinzugefügt werden, um das mikrobielle Wachstum zu initiieren.

2. Chemische Vorbereitung: Bereiten Sie nach Bedarf Flockungsmittel (PAC, PAM), Nährstoffe (Harnstoff, Kaliumdihydrogenphosphat) und Alkalinitätsregler (Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat) vor. Das Chemikaliendosiersystem sollte getestet werden, um freie Rohrleitungen und genaue Dosierung sicherzustellen.

3. Untersuchung der Qualität des Zuflusswassers: Überwachen Sie 7-15 Tage lang kontinuierlich die Qualität des Zuflusswassers, um den Schwankungsbereich von CSB, BSB₅, NH₃-N, TN, TP und pH-Wert zu bestimmen und festzustellen, ob sich im Zufluss giftige oder schädliche Substanzen befinden. Fügen Sie bei Bedarf einen Vorbehandlungsprozess hinzu.

(I) Schlammimpfung und Akklimatisierung

1. Schlammimpfung

- Die Menge des hinzugefügten beimpften Schlamms sollte sicherstellen, dass die Konzentration der suspendierten Feststoffe der gemischten Flüssigkeit (MLSS) im Reaktionstank 1000–1500 mg/L erreicht. Nach der Zugabe spritzen Sie sauberes Wasser oder Abwasser mit geringer -Konzentration in den Tank, um die Belüftungsscheiben und Rührblätter einzutauchen.

- Beginnen Sie unmittelbar nach der Inokulation mit der kontinuierlichen Belüftung ohne Zugabe von Wasser und kontrollieren Sie die DO-Konzentration auf 2–3 mg/L. Die Belüftungszeit sollte 24 bis 48 Stunden betragen. Während dieser Zeit sollten MLSS und SV₃₀ alle 6 Stunden überwacht und die Farbänderung des Schlamms beobachtet werden.

2. Schlammakklimatisierung

- Die Akklimatisierung sollte den Grundsätzen einer geringen Belastung und eines allmählichen Fortschritts folgen und in drei Phasen unterteilt sein:

- Stufe 1 (Lasterhöhungsperiode): Zulauf wird mit 30–40 % der geplanten Zulauflast eingeleitet, wobei der Betriebszyklus auf 12 Stunden geregelt wird (2 Stunden Zulauf, 6 Stunden aerobe Reaktion, 2 Stunden Sedimentation, 1 Stunde Abwasserableitung, 1 Stunde Leerlauf). Im aeroben Stadium wird der Sauerstoffgehalt bei 2–3 mg/L gehalten. In der anoxischen Stufe (falls vorhanden) ist das Rühren aktiviert und der Sauerstoffgehalt beträgt höchstens 0,5 mg/L. Zu- und abfließende CSB-, NH₃-N- und Schlammindikatoren (MLSS, SVI) werden täglich überwacht. Wenn die CSB-Entfernungsrate im Abwasser konstant über 60 % liegt, kann mit der nächsten Stufe fortgefahren werden.

- Phase Zwei (Laststabilisierungszeitraum): Erhöhen Sie die Zuflusslast auf 60–70 % des Entwurfswerts. Passen Sie die Reaktionszeit entsprechend der Verschlechterung der Wasserqualität an. Wenn die NH₃-N-Entfernungsrate unter 80 % liegt, sollte die aerobe Reaktionszeit verlängert werden. In dieser Phase sollte der Schwerpunkt auf die Schlammabsetzleistung gelegt werden. Der SVI sollte auf 80–120 ml/g kontrolliert werden. Wenn es zu einer Schlammaufblähung kommt, verringern Sie sofort die Zulauffracht und erhöhen Sie die Belüftungsrate.
Phase drei (Volllast-Akklimatisierungszeitraum): Erhöhen Sie die Zuflusslast schrittweise auf 100 % des Auslegungswerts, optimieren Sie die Zeitparameter für jede Phase und stellen Sie sicher, dass die Entfernungsraten von CSB, NH₃-N, TN und TP alle den Auslegungsanforderungen entsprechen und dass die Schlammleistung stabil ist. Die Eingewöhnungszeit für diese Phase sollte mindestens 7 Tage betragen.

(II) Optimierung und Anpassung der Prozesszyklusparameter

1. Parameteranpassung der Zuflussstufe: Vergleichen Sie die Auswirkungen restriktiver und nicht-restriktiver Zuflüsse auf Schlamm. Für Industrieabwasser wird ein restriktiver Zulauf empfohlen. Kontrollieren Sie die Zuflussrate, um einen plötzlichen Anstieg der Substratkonzentration zu vermeiden. Das Einschalten des Rührens während des Zuflusses kann das Mischen verbessern und den Konzentrationsgradienten verringern. Zeichnen Sie während der Anpassung die Wasserabbaueffizienz unter verschiedenen Zuflussmethoden auf.

2. Parameteranpassung der Reaktionsstufe: Kontrollieren Sie die DO-Konzentration durch Anpassen der Belüftungsrate, um die Korrelation zwischen DO- und COD/NH₃-N-Abbauraten in der aeroben Stufe zu klären. Für die Stickstoffentfernungsanforderungen passen Sie die Rührintensität und die Dosierung der Kohlenstoffquelle in der anoxischen Phase an, um das optimale C/N-Verhältnis zu bestimmen. Wenn eine verbesserte Phosphorentfernung erforderlich ist, überprüfen Sie die Übereinstimmung zwischen der Phosphorfreisetzungszeit im anaeroben Stadium und der Phosphoraufnahmeeffizienz im aeroben Stadium.

3. Parameteranpassung der Sedimentations- und Entwässerungsstufe: Bestimmen Sie die optimale Schlammabsetzzeit, indem Sie die Sedimentationszeit (0,5–2 Stunden) variieren, um übermäßige Schwebstoffe im Abwasser aufgrund kurzer Sedimentationszeiten oder anaerobes Schlammschwimmen aufgrund langer Sedimentationszeiten zu vermeiden. Passen Sie die Absinkgeschwindigkeit des Dekanters an, indem Sie sie schrittweise von 0,3 m3/h auf 1,0 m3/h erhöhen und die Trübung des Abwassers bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten aufzeichnen, um die optimale Dekantierungsgeschwindigkeit zu bestimmen.

4. Parameteranpassung der Leerlaufphase: Wählen Sie den Betriebsmodus für die Leerlaufphase basierend auf dem Schlammzustand. Bei hohem MLSS kann während der Stillstandszeit eine kleine Menge Überschussschlamm ausgetragen werden. Wenn der Schlamm zu anaerober Fäulnis neigt, kann eine Mikro-Belüftung oder ein Rühren mit geringer-Intensität aktiviert werden. Zeichnen Sie während der Anpassung Änderungen der Schlammaktivität in verschiedenen Modi auf.

(III) Datenüberwachung und -aufzeichnung während der Inbetriebnahme

1. Überwachungshäufigkeit: Tägliche Überwachungsindikatoren (DO, pH, ORP, Flüssigkeitsstand) werden alle 2 Stunden aufgezeichnet; Wasserqualitätsindikatoren (CSB, BSB₅, NH₃-N, TN, TP, SS) werden täglich überwacht; Schlammindikatoren (MLSS, SV₃₀, SVI) werden täglich überwacht.

2. Datenverarbeitung: Erstellen Sie ein Inbetriebnahmeprotokoll, in dem die tägliche Zuflussbelastung, die Betriebszyklussequenz, die Betriebsparameter der Ausrüstung, die Wasserqualität und die Schlammindikatoren aufgezeichnet werden. Zeichnen Sie Wasserabbaukurven und Kurven zur Änderung der Schlammleistung auf, um Datenunterstützung für die Parameteroptimierung bereitzustellen.

1. Schlechte Aktivität des beimpften Schlamms

Zeigt sich nach der Belüftung als schwarze Schlammfarbe und fauliger Geruch, wobei die CSB-Entfernungsrate unter 30 % liegt. Behandlungsmaßnahmen:
1. **Verlängern Sie die Belüftungszeit auf 72 Stunden und fügen Sie in diesem Zeitraum Nährstoffe wie Glukose und Harnstoff hinzu, um die für den mikrobiellen Stoffwechsel benötigten Substanzen zu ergänzen;
2. Fügen Sie eine angemessene Menge frisch beimpften Schlamms hinzu, um die mikrobielle Konzentration des Schlamms zu erhöhen.
3. Überprüfen Sie die DO-Konzentration. Wenn eine unzureichende Belüftung zu lokal anaeroben Bedingungen führt, erhöhen Sie die Belüftungsrate oder reinigen Sie verstopfte Belüftungsscheiben.

2. **Schwerer Schlammverlust**

Dies äußert sich in einem trüben Abwasser und einer kontinuierlichen Abnahme des MLSS. Behandlungsmaßnahmen:
1. Verkürzen Sie die Sinkgeschwindigkeit des Dekanters auf 0,3–0,5 m/h und verlängern Sie die Absetzzeit auf 2 Stunden.
2. Reduzieren Sie die Zulauffracht, um die Auswirkungen auf die Schlammschicht zu minimieren.
3. Überprüfen Sie, ob eine übermäßige Belüftung zur Schlammzersetzung führt, reduzieren Sie die Belüftungsrate entsprechend und kontrollieren Sie den gelösten Sauerstoff auf etwa 2 mg/L.
4. Fügen Sie eine kleine Menge PAM hinzu, um die Schlammabsetzleistung zu verbessern.

3. **Schlechte Nitrifikation**

Dies äußert sich in einer übermäßigen NH₃-N-Konzentration im Abwasser und einem langsamen NH₃-N-Abbau im aeroben Stadium. Behandlungsmaßnahmen: 1. Verlängern Sie die aerobe Reaktionszeit und erhöhen Sie den Sauerstoffgehalt im aeroben Stadium auf 3-4 mg/L, um den Stoffwechselbedarf nitrifizierender Bakterien sicherzustellen; 2. Reduzieren Sie die Menge an überschüssigem Schlamm und verlängern Sie das Schlammalter auf 15–25 Tage, um die Anreicherung nitrifizierender Bakterien zu fördern; 3. Überprüfen Sie die Alkalität des Zuflusses. Wenn die Alkalität nicht ausreicht (Verhältnis Alkalität zu NH₃-N < 7,14), fügen Sie Natriumcarbonat hinzu, um die Alkalität zu ergänzen; 4. Ergreifen Sie Wärmeschutzmaßnahmen, um sicherzustellen, dass die Wassertemperatur nicht unter 15 Grad liegt, da niedrige Temperaturen die Aktivität nitrifizierender Bakterien erheblich hemmen.

4. Geringe Denitrifikationseffizienz

Dies äußert sich in einem übermäßigen TN im Abwasser und einem schnellen Anstieg des ORP-Werts im anoxischen Stadium. Behandlungsmaßnahmen: 1. Hinzufügen externer Kohlenstoffquellen wie Methanol und Natriumacetat, um das C/N-Verhältnis auf 5-8:1 einzustellen; 2. Verlängern Sie die anoxische Reaktionszeit, um eine vollständige Denitrifikation sicherzustellen. 3. Erhöhen Sie die Rührintensität, um eine gleichmäßige Durchmischung zu gewährleisten und Totzonen mit zu hohem Sauerstoffgehalt in der anoxischen Phase zu vermeiden.

5. Übermäßige Schaumbildung

Dies äußert sich in einer Schaumansammlung von mehr als 0,5 m auf der Oberfläche des Belebungsbeckens, was die Belüftungseffizienz beeinträchtigt. Zu den Abhilfemaßnahmen gehören: 1) Reduzierung der Zulauffracht, um den Eintrag leicht schäumender organischer Stoffe zu verringern; 2) Aufsprühen eines Entschäumers (z. B. eines Polyether-Entschäumers) unter Kontrolle der Dosierung, um eine Beeinträchtigung der mikrobiellen Aktivität zu vermeiden; und 3) Prüfung auf Alterungsschaum, der durch übermäßig alten Schlamm verursacht wird, und entsprechende Erhöhung der Schlammaustragsrate.

1. Die Zulauffracht erreicht an 7 aufeinanderfolgenden Tagen 100 % des Auslegungswerts und die Qualitätsindikatoren für Zu- und Abwasser (CSB, BSB₅, NH₃-N, TN, TP, SS) entsprechen durchgängig den Auslegungsabflussnormen oder nationalen/lokalen Abflussnormen.

2. Die Belebtschlammleistung ist stabil, mit einem MLSS von 2000–4000 mg/l, einem SVI von 50–150 ml/g, einer gelblich-braunen Schlammfarbe, einer guten Absetzleistung und keinen anormalen Phänomenen wie Schlammblähung oder Aufschwimmen.

3. Alle Geräte funktionieren normal, das automatisierte Steuerungssystem arbeitet reibungslos, die Timing-Parameter des Prozesszyklus sind optimiert und ein stabiler Betrieb kann erreicht werden.

4. Das Inbetriebnahmeprotokoll ist vollständig, die Datensätze sind wahr, genau und nachvollziehbar, und der Inbetriebnahmebericht ist ausgefüllt und hat die Abnahme bestanden.

1. Vervollständigen Sie den Inbetriebnahmebericht, der den Inbetriebnahmeprozess, Ergebnisse der Parameteroptimierung, Aufzeichnungen zur Problembehandlung und Betriebsempfehlungen enthalten sollte und als technische Grundlage für die nachfolgende Wartung dient.

2. Bieten Sie dem Wartungspersonal spezielle Schulungen an, die die Kontrolle der Prozessparameter, die tägliche Wartung der Ausrüstung und den Umgang mit anormalen Betriebsbedingungen abdecken, um einen unabhängigen Betrieb sicherzustellen.

3. Richten Sie ein routinemäßiges Wartungsmanagementsystem ein, in dem die Häufigkeit der Geräteinspektionen, Pläne zur Überwachung der Wasserqualität und Anforderungen an das Schlammmanagement klar definiert sind, um den langfristig stabilen Betrieb des SBR-Prozesses sicherzustellen.