Eine moderne Abwasseraufbereitungsanlage fungiert als Fließband zur Wasseraufbereitung im geschlossenen Kreislauf. Städtisches häusliches Abwasser und industrielles Abwasser laufen über Rohrnetze zusammen, durchlaufen eine mehrstufige Reinigung und werden schließlich in qualifiziertes sauberes Wasser zur Einleitung oder Wiederverwendung aufbereitet. In diesem Artikel werden der gesamte Prozess, die Funktionen jeder Einheit und die wichtigsten Arbeitsprinzipien im tatsächlichen Fließablauf des Abwassers erläutert und sind für alle Leser leicht verständlich. I. Gesamtstruktur der Abwasseraufbereitungsanlage Alle Aufbereitungseinheiten arbeiten in Reihe entlang der Wasserflussrichtung und bilden ein vollständiges Reinigungssystem, das aus 7 Hauptfunktionszonen besteht: 1. Zuflusspumpstation (mit Grobstabsieb) 2. Vorbehandlungseinheit (Feinsieb, Sandkammer) 3. Primärer Sedimentationstank 4. Biologisches Reaktionsbecken (mit Gebläsehaus) 5. Sekundärer Sedimentationstank 6. Desinfektions-, Entladungs- und Wiederverwendungseinheit 7. Schlammbehandlungseinheit Das Abwasser durchläuft den Prozess in der folgenden Reihenfolge: physikalische Abfangung → primäre Sedimentation → biologischer Abbau → Schlamm-Wasser-Trennung → Desinfektion und Ableitung/Wiederverwendung. Der gesamte im gesamten Prozess anfallende Schlamm und Rückstand wird gleichmäßig gesammelt, in seinem Volumen reduziert und zur Entsorgung transportiert, wodurch ein Doppelbetrieb von Wasseraufbereitung und Schlammentsorgung realisiert wird. II. Detaillierte Erläuterung jeder Aufbereitungseinheit 1. Zulaufpumpstation (mit grobem Stabsieb) Sie ist das erste Tor für das Abwasser, das in die Anlage gelangt, und übernimmt drei Kernfunktionen: Abwassersammlung, Anhebung des Wasserspiegels und Grobfiltration. Kommunales Abwasser fließt hauptsächlich durch die Schwerkraft. Der Wasserstand ist bei der Ankunft in der Anlage zu niedrig, um direkt in nachfolgende Bauwerke einzudringen. Um den Wasserspiegel anzuheben, sind Wasserpumpen erforderlich, damit das Abwasser durch die Schwerkraft durch alle nachfolgenden Aufbereitungseinheiten fließen kann. KernausrüstungGrobstabsieb, Tauchhebepumpe, manuelles/elektrisches Schleusentor, Sammeltank, Desodorierungssystem Funktionsprinzip • Grobstabsieb: Mit einem Spalt von 10–20 mm wirkt es wie ein riesiger Kamm, um große schwimmende Stoffe und Schwebstoffe wie Äste, Plastiktüten, Steine und Stoffstreifen abzufangen und so eine Verstopfung nachfolgender Rohrleitungen, Pumpen und Präzisionsgeräte zu verhindern. • Hebepumpe: Hebt das Abwasser im Sammeltank stabil auf den vorgesehenen Wasserstand der Vorbehandlungseinheit und sorgt so für einen kontinuierlichen und stabilen Wasserfluss. • Schleusentor: Wird zur Gerätewartung, Durchflussumschaltung und Zuflussregulierung verwendet. • Desodorierungssystem: Sammelt übelriechendes Gas in der Pumpstation, das durch Waschen und Adsorption behandelt wird, um Emissionsstandards zu erfüllen und Gerüche im Inneren der Anlage zu reduzieren. 2. Vorbehandlungseinheit (Feinsieb und Sandkammer) Das Abwasser enthält nach der Grobsiebung immer noch eine große Menge an feinen Schwebstoffen, Sand und Schlacke. Zum Schutz der nachfolgenden biochemischen Ausrüstung und Sedimentationsausrüstung ist eine weitere Vorbehandlung erforderlich. Kernausrüstung: Feinsieb, Wirbelsandkammer/belüftete Sandkammer, Schneckenförderer, Sand-Wasser-Abscheider, Desodorierungssystem. Funktionsprinzip • Feinsieb: Mit einem Spalt von 3–5 mm fängt es außerdem feine Schwebestoffe wie Haare, Fasern und Papierreste ab; Siebrückstände werden gesammelt und über Schneckenförderer abtransportiert. • Sandkammer: Nutzt die Schwerkraft- und Wirbelwirkung, um hochdichten Sand und Steine schnell abzusetzen und sie von organischem Material zu trennen. Wirbelsandkammern werden häufig für kleine Bodenflächen und eine hohe Sandentfernungseffizienz eingesetzt und verhindern effektiv Pumpenabrieb und Tankverschlammung durch Sandkörner. • Sand-Wasser-Abscheider: Trennt das Sand-Wasser-Gemisch aus der Sandkammer; Sand wird abtransportiert, abgetrenntes Wasser fließt zurück in die Kanalisation. 3. Primärer Sedimentationstank Vorbehandeltes Abwasser gelangt zur physikalischen Sedimentation in den primären Sedimentationstank und dient als wichtige Verbindung zur Belastungsreduzierung vor der biochemischen Behandlung. KernfunktionenEntfernt 20–30 % des CSB und BSB₅ sowie mehr als 50 % der Schwebstoffe (SS) im Abwasser. Es reduziert die organische Belastung nachfolgender biologischer Reaktionstanks erheblich, senkt den Energieverbrauch für die Belüftung und verlängert die Lebensdauer der Ausrüstung. Wichtiger Hinweis: Nicht alle Prozesse sind mit einem primären Sedimentationstank ausgestattet. Bei integrierten Prozessen wie Oxidationsgraben, SBR und MBR wird dies normalerweise weggelassen, sodass das Abwasser direkt in das biochemische System gelangen kann. Funktionsprinzip: Das Abwasser fließt langsam im Tank. Absetzbare Feststoffe sinken durch die Schwerkraft auf den Tankboden und bilden Primärschlamm, der von einem Schlammkratzer gesammelt und ausgetragen wird. Der relativ klare Überstand fließt in den biologischen Reaktionstank. 4. Biologisches Reaktionsbecken (mit Gebläsehaus) Es ist das Herzstück der Abwasserbehandlung. Mikroorganismen im Belebtschlamm „zersetzen und verbrauchen“ organische Stoffe, Ammoniakstickstoff, Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor im Abwasser, um eine fortgeschrittene Reinigung zu erreichen. Mainstream-ProzesseAAO (Anaerob-Anoxisch-Oxisch), Oxidationsgraben, SBR, CAST, MBR, unter denen AAO am häufigsten eingesetzt wird. KernausrüstungGebläse, Belüftungsscheibe/Belüftungsrohr, Tauchrührwerk, Schlammrückführpumpe, Rückführpumpe für nitrifizierende Flüssigkeit, Chemikaliendosiersystem Funktionsprinzip • Anaerobe Zone: Mischer halten Schlamm in Suspension; Phosphorakkumulierende Bakterien setzen Phosphor frei, um die Phosphoraufnahme in der anschließenden Oxyzone vorzubereiten. • Anoxische Zone: Mischer mischen den Wasserfluss; Die Denitrifikation wird durch die Verwendung von Nitrat in der zurückgeführten Nitrifikationsflüssigkeit zur Entfernung des gesamten Stickstoffs erreicht. • Oxische Zone: Gebläse liefern Druckluft, die durch Belüfter Mikroblasen bildet, um Mikroorganismen mit Sauerstoff zu versorgen. Mikroorganismen vermehren sich massiv, um organisches Material zu zersetzen und Ammoniakstickstoff zu oxidieren; währenddessen absorbieren phosphorakkumulierende Bakterien überschüssigen Phosphor. • Rücklaufsystem: Schlammrücklaufpumpen befördern Schlamm aus dem sekundären Sedimentationstank zurück in den biochemischen Tank, um die mikrobielle Konzentration aufrechtzuerhalten; Die Rückführung der nitrierenden Flüssigkeit verbessert die Effizienz der Stickstoffentfernung. • Chemisches Dosiersystem: Dosieren Sie Kohlenstoffquellen und Phosphorentferner nach Bedarf, um eine stabile Einhaltung von Gesamtstickstoff und Gesamtphosphor sicherzustellen. 5. Sekundäres Sedimentationsbecken Das Abwasser aus dem biologischen Reaktionsbecken enthält eine große Menge Belebtschlamm. Um ein klares Abwasser zu gewährleisten, ist eine vollständige Schlamm-Wasser-Trennung durch Schwerkraftsedimentation erforderlich. Gängige Typen: Nachklärbecken mit vertikaler, radialer und horizontaler Strömung. Funktionsprinzip • Überstand: Klares Wasser fließt in die Desinfektionseinheit zur endgültigen normgerechten Vorbereitung des Abflusses. • Abgesetzter Schlamm: Ein Teil des Schlamms wird in den biologischen Reaktionstank zurückgeführt, um die Mikrobenmenge aufrechtzuerhalten. Der Rest ist überschüssiger Schlamm, der in die Schlammbehandlungseinheit abgeführt wird, um eine übermäßige Schlammansammlung zu vermeiden. 6. Desinfektions-, Entladungs- und Wiederverwendungseinheit Obwohl das Abwasser des Nachklärbeckens grundlegende Standards erreicht hat, enthält es immer noch eine kleine Anzahl von Bakterien und Viren. Für eine sichere Entsorgung oder Wiederverwendung ist eine Desinfektion zwingend erforderlich. Gängige Desinfektionsmethoden • UV-Desinfektion: Kein chemisches Mittel, keine Rückstände, kurze Kontaktzeit (einige Sekunden bis mehr als zehn Sekunden), einfache Bedienung und Wartung; weit verbreitet in kommunalen Abwasseranlagen. • Natriumhypochlorit-Desinfektion: Bequeme Dosierung und niedrige Kosten; erforderliche Kontaktzeit ≥ 30 Minuten; Restchlor muss streng kontrolliert werden, um Sekundärverschmutzung zu verhindern. • Ozondesinfektion: Extrem starke oxidative Sterilisationskapazität bei gleichzeitiger Entfärbung und Desodorierung; hohe Ausrüstungsinvestitionen und Betriebskosten, die meist in Wiederverwendungsszenarien mit hohem Standard angewendet werden. Endgültige Entsorgungswege • Standardeinleitung: Einleitung in aufnehmende Gewässer wie Flüsse und Seen. • Aufbereitete Wiederverwendung: Wird für städtische Begrünung, Straßenspülung, industrielles Kühlwasser, Landschaftswasserauffüllung usw. angewendet, um die Wiederverwertung von Wasserressourcen zu realisieren. 7. Schlammbehandlungseinheit Primärschlamm aus dem Vorklärbecken und Überschussschlamm aus dem Nachklärbecken zeichnen sich durch einen hohen Feuchtigkeitsgehalt und leichte Fäulnis aus. Sie müssen einer Volumenreduzierung, Stabilisierung und unschädlichen Behandlung unterzogen werden, um Sekundärverschmutzung zu vermeiden. Vollständiger Schlammbehandlungsfluss: Eindickung → Konditionierung → Entwässerung → Entsorgung. Kernausrüstung: Schlammeindickungstank/Eindicker, Schlammkonditionierungstank, Platten- und Rahmenfilterpresse / Bandentwässerer / Schneckenpressenentwässerer, Schlammsilo, Desodorierungssystem. Funktionsprinzip • Eindickung: Entfernen Sie freies Wasser im Schlamm, um das Volumen zu reduzieren und die Belastung der nachfolgenden Behandlung zu senken. • Konditionierung: Dosieren Sie Chemikalien wie PAM (Polyacrylamid), um die Schlammentwässerungsleistung zu verbessern. • Entwässerung: Durch die mechanische Extrusion wird der Feuchtigkeitsgehalt des Schlamms auf unter 80 % gesenkt, sodass feste Schlammkuchen entstehen. • Äußere Entsorgung: Schlammkuchen werden zu qualifizierten Standorten transportiert, wo sie unschädlich entsorgt werden können, z. B. auf Deponien, in der Verbrennung, bei der Herstellung von Baustoffen und bei der Landnutzung. III. Zusammenfassung des Abwasseraufbereitungsprozesses Die Reinigungslogik einer Abwasseraufbereitungsanlage ist im Wesentlichen: Physikalisches Auffangen und Sedimentation → biologischer Abbau → sekundäre Sedimentation und Schlamm-Wasser-Trennung → erweiterte Reinigung → Schlammentsorgung 1. Entfernung physikalischer Verunreinigungen: Grobe/feine Siebe fangen Rückstände auf und Sandkammern entfernen Sand, um zunächst feste Verunreinigungen zu entfernen; 2. Vorläufige Belastungsreduzierung: Der primäre Sedimentationstank setzt suspendierten Schlamm ab, um die biochemische Belastung zu reduzieren. 3. Kernreinigung: Mikroorganismen zersetzen organische Stoffe und sorgen für die Entfernung von Stickstoff und Phosphor, um die Wasserqualitätsstandards zu erfüllen. 4. Schlamm-Wasser-Trennung: Der sekundäre Sedimentationstank trennt sauberes Wasser vom Belebtschlamm, um klares Abwasser zu gewährleisten und Belebtschlamm zu recyceln. 5. Sterilisation und Compliance: Desinfizieren Sie pathogene Mikroorganismen, um sie in sauberes Wasser abzuleiten oder wiederzuverwenden. 6. Schlammentsorgung: Überschüssiger Schlamm wird eingedickt, entwässert, volumenreduziert und unschädlich entsorgt.
