Die mikrobielle Abwasserbehandlung besteht darin, dem Abwasser eine große Anzahl effektiver Mikroorganismen zuzuführen. Dies fördert die rasche Bildung eines ausgewogenen Ökosystems im Gewässer, in dem neben Zersetzern, Produzenten und Konsumenten auch Schadstoffe effizienter abgebaut und verwertet werden können. Dadurch entstehen zahlreiche Nahrungsketten und ein komplexes Nahrungsnetz. Ein stabiles ökologisches Gleichgewicht wird erreicht, wenn die Mengen- und Energieverhältnisse zwischen den trophischen Ebenen im Gleichgewicht sind. Gelangt eine bestimmte Menge Abwasser in dieses Ökosystem, werden die darin enthaltenen organischen Schadstoffe nicht nur von Bakterien und Pilzen abgebaut und gereinigt, sondern die Abbauprodukte – anorganische Verbindungen – dienen als Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorquellen. Solarenergie wird als primäre Energiequelle genutzt. Sie nehmen am Stoffwechselprozess im Nahrungsnetz teil und wandern und transformieren sich allmählich von niedrigen zu hohen trophischen Ebenen, um sich schließlich in Wasserpflanzen, Fische, Garnelen, Muscheln, Gänse, Enten und andere höher entwickelte Lebewesen zu verwandeln. Durch kontinuierliche Maßnahmen des Menschen wird das umfassende ökologische Gleichgewicht des Gewässers erhalten, die Schönheit und Natürlichkeit der Wasserlandschaft gesteigert und das Ziel der Verhinderung und Kontrolle der Eutrophierung des Gewässers erreicht.
1. Mikrobielle AbwasserbehandlungEs entfernt hauptsächlich organische Schadstoffe (BSB, CSB-Substanzen) im kolloidalen und gelösten Zustand aus dem Abwasser, und die Entfernungsrate kann mehr als 90 % erreichen, sodass die organischen Schadstoffe die Einleitungsnorm erfüllen können.
(1) Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB), auch „biochemischer Sauerstoffbedarf“ oder „biologischer Sauerstoffbedarf“ genannt, ist ein indirekter Indikator für den Gehalt an organischer Substanz im Wasser. Er bezeichnet im Allgemeinen den Anteil der leicht oxidierbaren organischen Substanz in einem Liter Abwasser oder der zu untersuchenden Wasserprobe. Bei der Oxidation und Zersetzung dieser Substanz durch Mikroorganismen wird gelöster Sauerstoff im Wasser in Milligramm (mg/L) verbraucht. Die BSB-Messung erfolgt üblicherweise bei 20 °C über fünf Tage und Nächte, daher wird häufig die Abkürzung BSB₅ verwendet.
(2) Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) ist ein einfacher, indirekter Indikator für den Gehalt an organischer Substanz in einem Gewässer. (Einheit: mg/L). Häufig verwendete Oxidationsmittel sind Kaliumchlorid (K₂Cr₂O₇) oder Kaliumpermanganat (KMnO₄). K₂Cr₂O₇ wird am häufigsten verwendet, und der gemessene CSB-Wert wird als „CSB Cr“ bezeichnet.
2. Mikrobielle Behandlung Abwasser kann je nach Sauerstoffgehalt im Behandlungsprozess in aerobe und anaerobe Behandlungssysteme unterteilt werden.
1. Aerobes Behandlungssystem
Unter aeroben Bedingungen adsorbieren Mikroorganismen organische Stoffe aus der Umwelt, oxidieren und zersetzen diese zu anorganischen Stoffen, reinigen Abwasser und synthetisieren gleichzeitig Zellmaterial. Im Prozess der Abwasserreinigung liegen Mikroorganismen in Form von Belebtschlamm und als Hauptbestandteile von Biofilm vor.
Dieses Verfahren ist ein biologisches Abwasserreinigungsverfahren, bei dem Biofilm die Hauptrolle spielt. Biofilm ist eine Schleimhaut, die sich an die Oberfläche des Trägermaterials anhaftet und hauptsächlich aus Bakterienmizellen besteht. Die Funktion des Biofilms entspricht der des Belebtschlamms im Belebtschlammverfahren, und auch seine mikrobielle Zusammensetzung ist ähnlich. Das Hauptprinzip der Abwasserreinigung beruht auf der Adsorption und dem oxidativen Abbau organischer Stoffe im Abwasser durch den an der Trägeroberfläche haftenden Biofilm. Je nach Art des Kontakts zwischen Trägermaterial und Wasser lassen sich verschiedene Biofilmverfahren unterscheiden, darunter das Drehtellerverfahren und das Turmverfahren.
3. Anaerobes Behandlungssystem
Unter sauerstofffreien Bedingungen wird die Zersetzung organischer Schadstoffe in Abwässern mithilfe anaerober Bakterien (einschließlich fakultativ anaerober Bakterien) auch als anaerobe Vergärung oder anaerobe Fermentation bezeichnet. Da bei der Fermentation Methan entsteht, spricht man auch von Methangärung. Dieses Verfahren kann nicht nur Umweltverschmutzung beseitigen, sondern auch Bioenergie erzeugen und findet daher große Beachtung. Die anaerobe Abwasserfermentation ist ein äußerst komplexes Ökosystem, in dem verschiedene Bakteriengruppen mit jeweils unterschiedlichen Substrat- und Umweltbedingungen interagieren. Die Methangärung umfasst drei Phasen: die Verflüssigungsphase, die Wasserstoff- und Essigsäureproduktion sowie die Methanproduktion.
Die Abwasserbehandlung kann je nach Reinigungsgrad in Primär-, Sekundär- und Tertiärbehandlung unterteilt werden.
Primärbehandlung: Sie dient hauptsächlich der Entfernung von Schwebstoffen im Abwasser. Die meisten physikalischen Behandlungsverfahren erfüllen lediglich die Anforderungen der Primärbehandlung. Nach der Primärbehandlung von Abwasser wird der BSB in der Regel um etwa 30 % reduziert, was den Einleitungsnormen nicht genügt. Die Primärbehandlung ist ein Vorbehandlungsschritt der Sekundärbehandlung.
Der primäre Reinigungsprozess läuft wie folgt ab: Das Rohabwasser, das das Grobsieb passiert hat, wird von der Abwasserhebepumpe gefördert, erneut durch ein Sieb geleitet und gelangt dann in den Sandfang. Das durch Sand und Wasser getrennte Abwasser fließt in das Nachklärbecken. Dies ist die primäre (physikalische) Reinigung. Der Sandfang dient der Entfernung anorganischer Partikel mit hoher Dichte. Gängige Sandfangsysteme sind Advektions-, Belüftungs-, Dole- und Glocken-Sandfänge.
Sekundärbehandlung: Sie dient hauptsächlich der Entfernung kolloidaler und gelöster organischer Schadstoffe (BSB, CSB) aus dem Abwasser. Die Entfernungsrate kann mehr als 90 % erreichen, sodass die organischen Schadstoffe die Einleitungsnorm erfüllen.
Der sekundäre Behandlungsprozess sieht wie folgt aus: Das aus dem Primärklärbecken abfließende Wasser gelangt in die biologische Behandlungsanlage, die unter anderem das Belebtschlammverfahren und das Biofilmverfahren umfasst (der Reaktor des Belebtschlammverfahrens umfasst Belüftungsbecken, Oxidationsgraben usw. Das Biofilmverfahren umfasst biologische Filterbecken, biologische Drehtische, biologische Kontaktoxidationsverfahren und biologische Wirbelschichtverfahren), das aus der biologischen Behandlungsanlage abfließende Wasser gelangt in das Nachklärbecken, und das Abwasser aus dem Nachklärbecken wird nach der Desinfektion abgeleitet oder der Tertiärbehandlung zugeführt.
Tertiärbehandlung: hauptsächlich zur Beseitigung von schwer abbaubaren organischen Stoffen und löslichen anorganischen Stoffen wie Stickstoff und Phosphor, die zu … führen können.
zur Eutrophierung von Gewässern. Zu den angewandten Methoden gehören die biologische Denitrifikation und Phosphorentfernung, die Koagulationssedimentation, die Sandfiltermethode, die Aktivkohleadsorptionsmethode, die Ionenaustauschmethode und die Elektroosmoseanalyse.
Die tertiäre Behandlung erfolgt wie folgt: Ein Teil des Schlamms aus dem Nachklärbecken wird in das Vorklärbecken oder in die biologische Kläranlage zurückgeführt, ein anderer Teil gelangt in das Schlammeindickungsbecken und anschließend in das Schlammfaulbecken. Nach der Entwässerung und Trocknung wird der Schlamm schließlich weiterverwendet.
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Veröffentlichungszeit: 11. Juni 2022