I. Übersicht über die biologischen Abwasseraufbereitungssysteme
Die moderne biologische Abwasseraufbereitung gliedert sich in der Regel in drei Phasen:
- Primärbehandlung (physikalische Behandlung): Abfangen von Barbildschirmen, primärer Sedimentationsbehälter
- Sekundärbehandlung (biologische Behandlung): Belüftungstanke, Endsedimentationstanke
- Tertiäre Behandlung (biologische/physikalisch-chemische Behandlung): Abbau von Stickstoff und Phosphor
Der Schlamm wird separat in das Schlammverbrennungssystem geliefert.
Auf der Grundlage des Sauerstoffbedarfs wird die biologische Behandlung in aerobe Behandlung eingeteilt (Aktivschlammprozess, Oxidationsteich, Oxidationskanal, Trinkfilter, rotierender biologischer Kontakter usw.).) und anaerobe Behandlung (Schlammverdauung).
II. Mikrobielle Gemeinschaft im aktiven Schlamm
Der Prozess des aktiven Schlamms setzt auf heterotrope Ökosysteme, die aus zusammengesetzten Mikroorganismen bestehen, einschließlich Bakterien, Pilzen, Protozoen und Metazoen, um Abwasser zu reinigen.Heterotrofe Bakterien und frei lebende heterotrofe Pilze bilden die niedrigste trophische EbeneSie werden von heterotrophen Protozoen vorangetrieben, die von Sekundärräubern wie Rotifern und Nematoden weiter verzehrt werden, was letztendlich zur Klärung von Abwasser führt.
(I) Bakterien Die Haupttruppe für den Abbau organischer Stoffe
Bakterien sind die kritischste mikrobielle Gruppe im aktiven Schlamm und erfüllen zwei Kernfunktionen: Abbau organischer Stoffe und Flockenbildung.
Organisch abbaubare Bakterien
Pseudomonas, Flavobacterium, Alcaligenes, Bacillus
- Dominante Kohlenhydratzerstörer:Pflanzen und Tiere
- Dominante Proteinabbaustoffe:Alkaligene, Flavobakterien, Bakterien
(II) Mechanismus der Flockenbildung
Aktivschlammflöcke entstehen durch die synergistische Wirkung von drei Bestandteilen:
- Flockbildende Bakterien (Zooglea ramigera): staubförmig, Gram-negativ, kapselhaft und nicht sporulierend. Sie induzieren die bakterielle Aggregation durch extrazelluläre Polymere und interzelluläre Stoffe.
- Moderat filamentöse Bakterien: Bieten filamentöse Rahmen für Flocken, die die Anhaftung und das Wachstum von flockbildenden Bakterien ermöglichen, hauptsächlich einschließlich:
- Nitrifizierende Bakterien
- Gänsehaut(Eisenbakterien)
- Beggiatoa(Schwefeloxidationsbakterien)
- Thiothrix(Schwefel reduzierende Bakterien)
- Ciliate: Sekretieren von Mukoproteinen und Polysaccharidpolymeren, um Brückenstrukturen zu bilden und die Flockulation zu erleichtern.
(III) Pilze Abbaumittel feuerfester organischer Stoffe
Pilze können widerspenstige, schwer biologisch abbaubare organische Stoffe mit einer relativ geringen Abbaustrate abbauen.Moderate Pilzfilamente dienen als Flockkerne und verbessern die Flokkulations- und SedimentationsleistungEine übermäßige Pilzvermehrung führt jedoch zu einer Schlammmasse und schlechten Siedeleigenschaften.
Ursachen für abnormales massives Pilzwachstum:
- Temperaturrückgang
- Niedriger pH-Wert
- Hohe C/N-Verhältnis von Abwasser
- Übermäßige biologische Belastung
- Vorhandensein von Sulfiden
(IV) Protozoen Indikatororganismen für die Wasserqualität
Häufige Protozoen im aktiven Schlamm:
- Amöbenartige Protozoen
- Flachelgewebe (Phytoflagelgewebe und Zooflagelgewebe)
- Ziliaten: frei schwimmende Ziliaten und Stengelzilliaten
Indikatorische Bedeutung: Das Vorhandensein von Ziliaten ist ein wichtiger Indikator für eine effiziente biologische Behandlung..
(V) Metazoen Sekundärräuber
Metazoen ernähren sich von Bakterien und kleinen Protozoen als sekundäre Raubtiere. Sie verlängern die Nahrungskette und reduzieren den Schlammertrag erheblich.
III. Drei Stufen der Schlammbildung
Der Prozess zur Entfernung organischer Stoffe aus Aktivschlamm fällt mit der Schlammbildung zusammen und besteht aus drei aufeinanderfolgenden Schritten:
Schritt 1: Massenübertragung Adsorption und Aufnahme
Der Rückschlamm adsorbiert kolloidale Stoffe und unlösliche BOD aus Abwasser sofort physikalisch, gefolgt von einer allmählichen Aufnahme löslicher organischer Stoffe in mikrobielle Zellen zur Stoffwechselzerstörung.
Schritt 2: Stoffwechselumwandlung Biodegradation
Organische Stoffe unterliegen metabolischen Umwandlungen, einschließlich Hydrolyse, Glykolyse (Kohlenhydrate), Dekarboxylierung, Deamination (Proteine) und β-Oxidation (Lipide).Die zerfallenen Substrate gelangen dann in den TCA-Zyklus und die Elektronentransportkette, um Energie zu erzeugen, mit Kohlendioxid und Wasser als Endstoffwechselnebenprodukte.
Schritt 3: Flockulation Erzeugung von gut absetzenden Flocken
Wenn die organische Konzentration sinkt, treten Mikroorganismen in die endogene Zerfallsphase ein.Absetzbare Flöcke, die in dem letzten Sedimentationsbehälter eine Feststoff-Flüssigkeitstrennung erreichen.
IV. Umweltbedingungen für den Abbau organischer Stoffe
- Temperatur: 20-30°C, reguliert die enzymatische Aktivität von Mikroben
- Nährstoffe: BOD: N: P = 100: 5: 1; zusätzlich sind Spurenelemente K, Ca, Fe, Mg erforderlich
- Aufgelöster Sauerstoff (DO): 0,5 mg/l am Tank-Eingang, 2 mg/l am Ausgang; Stoffwechselrate sinkt stark, wenn der DO unter 0,5 mg/l liegt
- pH-Wert: 6,5 bis 7.5, optimal bei leicht alkalischer 7,2 ̊7.4; Mikroorganismen können bei pH < 4 oder pH > 10 nicht überleben
- Toxische Stoffe: Toxizitätsrangfolge von Schwermetallen: Ag > Hg > Sn > Cu > Cd > Cr
