Das Nachklärbecken ist eine der Kernstrukturen des Belebtschlamm-Abwasserbehandlungssystems und übernimmt die Schlüsselfunktion der Schlamm-Wasser-Trennung. Allerdings kommt es im Nachklärbecken während des tatsächlichen Betriebs häufig zu Schlammschwimmen, was zu einer Verschlechterung der Abwasserqualität führt und in schweren Fällen sogar den stabilen Betrieb des gesamten Klärsystems beeinträchtigt. Obwohl das Problem des Schlammschwimmens kompliziert erscheint, kann es in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden: Massenschlammschwimmen und Feinpartikelschlammschwimmen (Schlammauswaschen). In diesem Artikel werden die Ursachen verschiedener Schlammschwimmphänomene und entsprechende Gegenmaßnahmen systematisch geklärt und eine Referenz für das Betriebs- und Managementpersonal bereitgestellt. I. Aufschwimmen von Massenschlamm Gelegentlich schwimmen faustgroße Schlammklumpen im Absetzbecken auf, was hauptsächlich auf zwei Faktoren zurückzuführen ist. 1. Eigenschaften des Denitrifikationsschlamm-PhänomensDer Schwimmschlamm hat eine helle Farbe und manchmal eine Rostfarbe.UrsachenanalyseWenn der Nitrifikationsgrad im Belebungsbecken relativ hoch ist, werden stickstoffhaltige Verbindungen durch Ammonifikation und Nitrifikation in Nitrate umgewandelt, was zu einer hohen Konzentration von NO₃-N führt. Steigt der Schlammspiegel im Absetzbecken aufgrund eines zu geringen Rücklaufverhältnisses oder einer schlechten Schlammrückführung, kann der Schlamm über längere Zeit nicht erneuert werden. Der Schlamm am Boden des Absetzbeckens befindet sich in einem anoxischen Zustand, wodurch die Denitrifikationsreaktion von Nitraten ausgelöst wird. Der erzeugte Stickstoff (N₂) bildet winzige Luftbläschen, die sich am Schlamm festsetzen und schließlich dazu führen, dass der Massenschlamm aufschwimmt. Lösungen 1. Erhöhen Sie das Rücklaufverhältnis, um den Schlamm im Nachklärbecken rechtzeitig zu erneuern und die Höhe der Schlammschicht zu verringern. 2. Verkürzen Sie die Schlammverweilzeit und lassen Sie mehr Schlamm ab, um die Schlammkonzentration zu senken. 3. Reduzieren Sie den Gehalt an gelöstem Sauerstoff (DO) im Belebungsbecken entsprechend. Die oben genannten Maßnahmen können die Nitrifikation abschwächen und die Nitratquelle verringern. 2. Eigenschaften des Klärschlammphänomens: Im Gegensatz zum Denitrifikationsschlamm hat der Klärschlamm eine schwarze Farbe und wird von einem starken fauligen Geruch begleitet. Ursachenanalyse Im Nachklärbecken, in dem sich der Schlamm ansammelt, gibt es tote Zonen. Langfristige Schlammansammlung führt zur anaeroben septischen Zersetzung, wodurch Gase wie H₂S, CO₂ und H₂ entstehen. Diese Luftblasen haften am Schlamm und treiben ihn nach oben. Lösungen 1. Beseitigen Sie die Ansammlung von Schlamm in Totzonen, führen Sie beispielsweise regelmäßig eine Belüftung und Bewegung mit Druckluft in Totzonen durch; 2. Erhöhen Sie die Schlammrückführung, um eine langfristige Schlammretention zu vermeiden. 3. Optimieren Sie die Tankstruktur in der Entwurfsphase, um Bereiche zu reduzieren, die anfällig für Schlammansammlungen sind. II. Schweben von feinteiligem Schlamm (Schlammauswaschung) Feine Schlammpartikel fließen kontinuierlich mit dem Abwasser aus, was allgemein als „Schlammauswaschung“ bekannt ist. Die Ursachen sind komplex und betreffen die Betriebslast des Systems, den Schlammzustand, Veränderungen der Wasserqualität und andere Aspekte. Hauptursachen für das Auswaschen von Schlamm 1. Übermäßige Systembelastung Ein plötzlicher Anstieg der Behandlungsbelastung (Wasservolumen und Schadstoffkonzentration) verkürzt die hydraulische Verweilzeit des Nachklärbeckens. Belebtschlamm setzt sich nicht ab und fließt mit dem Abwasser ab. Unterdessen erhöht eine erhöhte Zulaufkonzentration die Aktivität des Belebtschlamms und verschlechtert seine Absetzbarkeit, was zu trübem Abwasser und Schlammauswaschung führt. 2. Filamentöse Schlammaufblähung Eine übermäßige Vermehrung von filamentösen Bakterien führt zu einer Schlammaufblähung. Der Schlamm weist eine lockere Struktur mit einer extrem langsamen Sedimentationsgeschwindigkeit auf, was dazu führt, dass der Schlamm vor der vollständigen Sedimentation ausgewaschen wird. Die Blähung von filamentösem Schlamm ist eines der häufigsten Probleme beim Betrieb von Belebtschlammverfahren. 3. Langfristiger Betrieb bei geringer Last Der langfristige Betrieb unter Niedriglastbedingungen führt zur Alterung des Schlamms und zur mikrobiellen endogenen Atmung, was zum Zerfall und zur Fragmentierung der Flocken führt, was auch das Auswaschen des Schlamms auslöst. Sowohl zu hohe als auch zu niedrige Belastungen können zu Schlammverlusten im Abwasser führen. 4. Plötzliche Änderungen der Umweltfaktoren. Abnormale Änderungen der Umweltbedingungen können zum Auswaschen von Schlamm führen: • Eine niedrige Wassertemperatur verringert die mikrobielle Aktivität und verschlechtert die Absetzbarkeit des Schlamms. • Übermäßige Belüftung erzeugt hohe Scherkräfte und zerbricht Schlammflocken. • Starke Schwankungen des pH-Wertes stören den normalen Stoffwechsel der Mikroorganismen; • Der Eintrag toxischer und inerter Stoffe hemmt die Schlammaktivität. 5. Plötzliche Schwankungen der Qualität des Zuflusswassers. Plötzliche Änderungen des pH-Werts des Zuflusses, toxischer Schadstoffe und anderer Indikatoren sowie der Zufluss toxischer und inerter Substanzen können zu einer Schlammvergiftung oder einem Aktivitätsverlust führen, was wiederum zum Zerfall von Flocken und zum Auswaschen des Schlamms führt. 6. Nährstoffungleichgewicht und SchlammalterungDie Schlammalterung erfolgt aufgrund von Nährstoffmangel oder übermäßiger Sauerstoffzufuhr. Mikroorganismen betreiben Eigenverbrauch, schwächen die Flockenstruktur und verringern die Sedimentationsleistung. 7. Zu hoher Ammoniakstickstoffzufluss. Zu hoher Ammoniakstickstoffzufluss und ein niedriges C/N-Verhältnis stören das Gleichgewicht des Schlammkolloidmechanismus und verursachen Flockenzerfall und Schlammauswaschung. 8. Zu hohe Tankwassertemperatur: Wenn die Tanktemperatur 40 °C übersteigt, ist der mikrobielle Stoffwechsel gestört, was die Schlammflockung und Sedimentation beeinträchtigt. 9. Mechanische Faktoren Eine zu hohe Drehzahl mechanischer Belüftungsräder erzeugt starke Scherkräfte, die Flockenpartikel aufbrechen und eine große Anzahl feiner Partikel erzeugen, die mit dem Wasser ausfließen. Umfassende Lösungen für die Schlammauswaschung Das Grundprinzip bei der Bekämpfung der Schlammauswaschung besteht darin, zunächst die Grundursache zu identifizieren und dann gezielte Maßnahmen zu ergreifen: 1. Im Falle einer Schlammvergiftung den Zufluss von giftigem Abwasser und Schadstoffquellen sofort unterbrechen; 2. Bei Nährstoffmangel und Schlammalterung geeignete Nährstoffe hinzufügen (Kohlenstoffquelle, Stickstoffquelle, Phosphorquelle) und Maßnahmen zur Schlammverjüngung durchführen; 3. Passen Sie bei Lastschwankungen die Betriebsparameter an und kontrollieren Sie die Belüftungsrate und das Schlammrückführungsverhältnis angemessen. 4. Für die Aufblähung von filamentösem Schlamm ergreifen Sie Maßnahmen wie die Dosierung chemischer Wirkstoffe, die Anpassung der Schlammverweilzeit und das Hinzufügen anaerober/anoxischer Selektionszonen. III. Kurzanleitung für Betrieb und Management Wichtige Punkte Management von gelöstem Sauerstoff (DO) • Kontinuierlich niedriger Sauerstoffgehalt + hohe Zuflussbelastung → Unvollständiger Abbau organischer Stoffe, trübes Abwasser mit dunkler Chromatizität; • Kontinuierlich hoher Sauerstoffgehalt + geringe Zuflussbelastung → Mikrobielle endogene Oxidation des Schlamms, leichter Schlamm mit schlechter Absetzbarkeit, leichter Schlamm, der mit dem Abwasser ausschwimmt. Management von Sekundärsedimentationstanks Schwimmschlamm wird hauptsächlich durch anaerobe Zersetzung des Bodenschlamms verursacht, hauptsächlich aus zwei Gründen: unzureichender Schlammrückfluss oder Schlammansammlung in toten Zonen aufgrund beschädigter Schlammabstreifer. Besonderer Hinweis: Die Fehlersuche bei der Schlammschwemmung muss dem Prinzip „Erst die Beobachtung, dann die Erkennung und zuletzt die Anpassung“ folgen. Die Art des Schwimmschlamms lässt sich zunächst anhand der Aussehensmerkmale wie Farbe, Größe und Geruch des Schwimmschlamms beurteilen. In Kombination mit Daten zur Wasserqualitätserkennung (DO, NO₃-N, pH, MLSS usw.) kann das Problem bestätigt und schließlich gezielte Anpassungspläne formuliert werden.
