Als Einrichtung zur Abfallbeseitigung ist die wichtigste Aufgabe einer Kläranlage die Einhaltung der Abwassernormen. Die immer strengeren Einleitungsnormen und die verstärkten Kontrollen der Umweltschutzbehörden haben jedoch den Betrieb der Kläranlagen stark belastet. Es wird zunehmend schwieriger, das Abwasser abzuleiten.
Nach Beobachtung des Autors liegt die direkte Ursache für die Schwierigkeit, den Abwassereinleitungsstandard zu erreichen, darin, dass es in den Kläranlagen meines Landes im Allgemeinen drei Teufelskreise gibt.
Erstens entsteht ein Teufelskreis aus geringer Schlammaktivität (MLVSS/MLSS) und hoher Schlammkonzentration; zweitens entsteht durch den Einsatz größerer Mengen an Phosphorentfernungschemikalien immer mehr Schlamm; drittens kommt es langfristig zu einer Überlastung der Kläranlage, wodurch die Anlagen nicht überholt werden können und das ganze Jahr über mit Störungen laufen, was zu einem Teufelskreis der sinkenden Abwasserbehandlungskapazität führt.
#1
Der Teufelskreis aus geringer Schlammaktivität und hoher Schlammkonzentration
Professor Wang Hongchen hat 467 Kläranlagen untersucht. Betrachten wir die Daten zur Schlammaktivität und Schlammkonzentration: Von diesen 467 Kläranlagen weisen 61 % ein MLVSS/MLSS-Verhältnis von unter 0,5 auf, etwa 30 % sogar unter 0,4.
Bei 2/3 der Kläranlagen liegt die Schlammkonzentration über 4000 mg/L, bei 1/3 der Kläranlagen über 6000 mg/L und bei 20 Kläranlagen über 10000 mg/L.
Welche Folgen haben die oben genannten Bedingungen (geringe Schlammaktivität, hohe Schlammkonzentration)? Obwohl wir viele Fachartikel gesehen haben, die die Zusammenhänge analysieren, gibt es vereinfacht gesagt eine Konsequenz: Die Wassermenge überschreitet den Grenzwert.
Dies lässt sich aus zwei Gründen erklären. Zum einen ist bei hoher Schlammkonzentration eine verstärkte Belüftung notwendig, um Schlammablagerungen zu vermeiden. Eine erhöhte Belüftung führt jedoch nicht nur zu einem höheren Energieverbrauch, sondern auch zu einer größeren Belastung der biologischen Filteranlage. Der erhöhte Sauerstoffgehalt entzieht dem System die für die Denitrifikation benötigte Kohlenstoffquelle, was die Denitrifikation und die Phosphoreliminierung beeinträchtigt und zu einem Überschuss an Stickstoff (N) und Phosphor (P) führt.
Andererseits führt die hohe Schlammkonzentration zu einem Anstieg der Schlamm-Wasser-Grenzfläche, wodurch der Schlamm leicht mit dem Ablauf des Nachklärbeckens verloren geht. Dies kann entweder die weitergehende Behandlungsanlage verstopfen oder dazu führen, dass die CSB- und SS-Werte im Ablauf die zulässigen Grenzwerte überschreiten.
Nachdem wir über die Folgen gesprochen haben, wollen wir nun darauf eingehen, warum die meisten Kläranlagen das Problem der geringen Schlammaktivität und der hohen Schlammkonzentration haben.
Tatsächlich ist die hohe Schlammkonzentration auf die geringe Schlammaktivität zurückzuführen. Da die Schlammaktivität niedrig ist, muss die Schlammkonzentration erhöht werden, um die Reinigungswirkung zu verbessern. Die geringe Schlammaktivität entsteht dadurch, dass das Zulaufwasser große Mengen an Schlackensand enthält, der in die biologische Reinigungsanlage gelangt und sich dort allmählich anreichert, was die Aktivität der Mikroorganismen beeinträchtigt.
Das einfließende Wasser enthält viel Schlacke und Sand. Zum einen ist die Abscheidewirkung des Rechens zu gering, zum anderen verfügen über mehr als 90 % der Kläranlagen in meinem Land über keine Vorklärbecken.
Manche fragen sich vielleicht, warum man kein Vorklärbecken baut. Das liegt am Rohrnetz. In meinem Land gibt es Probleme wie Fehl-, Misch- und fehlende Verbindungen. Daher weist das Zulaufwasser von Kläranlagen im Allgemeinen drei Merkmale auf: eine hohe Konzentration anorganischer Feststoffe, einen niedrigen CSB-Wert und ein niedriges C/N-Verhältnis.
Die Konzentration anorganischer Feststoffe im Zulaufwasser ist hoch, d. h. der Sandanteil ist relativ hoch. Ursprünglich konnte ein Vorklärbecken einige anorganische Stoffe reduzieren, aber da der CSB-Wert des Zulaufwassers relativ niedrig ist, verzichten die meisten Kläranlagen auf den Bau eines Vorklärbeckens.
Letztendlich ist die geringe Schlammaktivität eine Folge der Praxis, auf „schwere Anlagen und leichte Netze“ zu setzen.
Wir haben bereits erwähnt, dass eine hohe Schlammkonzentration und geringe Aktivität zu einem Überschuss an Stickstoff und Phosphor im Abwasser führen. Die meisten Kläranlagen reagieren darauf mit der Zugabe von Kohlenstoffquellen und anorganischen Flockungsmitteln. Die Zugabe großer Mengen externer Kohlenstoffquellen führt jedoch zu einem weiteren Anstieg des Energieverbrauchs, während die Zugabe großer Mengen an Flockungsmitteln große Mengen chemischen Schlamms erzeugt. Dies wiederum erhöht die Schlammkonzentration und verringert die Schlammaktivität – ein Teufelskreis entsteht.
#2
Ein Teufelskreis, in dem mit zunehmender Menge an eingesetzten Phosphorentfernungschemikalien auch die Schlammproduktion steigt.
Der Einsatz von Phosphorentfernungsmitteln hat die Schlammproduktion um 20 bis 30 Prozent oder sogar noch mehr erhöht.
Das Problem des Klärschlamms stellt seit vielen Jahren eine große Herausforderung für Kläranlagen dar, vor allem weil es keinen Abfluss für den Schlamm gibt oder der Abfluss instabil ist.
Dies führt zu einer Verlängerung der Schlammalterung, was das Phänomen der Schlammalterung und sogar noch schwerwiegendere Anomalien wie die Schlammblähung zur Folge hat.
Der aufgeblähte Schlamm weist eine schlechte Flockung auf. Durch den Abwasserverlust aus dem Nachklärbecken verstopft die weitergehende Reinigungsanlage, die Reinigungsleistung sinkt und die Menge an Rückspülwasser steigt.
Die Erhöhung der Rückspülwassermenge wird zwei Folgen haben: Zum einen wird die Reinigungswirkung des vorhergehenden biochemischen Abschnitts verringert.
Eine große Menge Rückspülwasser wird in den Belüftungsbehälter zurückgeführt, was die tatsächliche hydraulische Verweilzeit des Bauwerks verkürzt und die Reinigungswirkung der Nachbehandlung verringert;
Die zweite Maßnahme besteht darin, den Bearbeitungseffekt der Tiefenbearbeitungseinheit weiter zu reduzieren.
Da eine große Menge Rückspülwasser in das weiterverarbeitete Aufbereitungssystem zurückgeführt werden muss, erhöht sich die Filtrationsrate und die tatsächliche Filtrationskapazität verringert sich.
Die Gesamtwirkung der Abwasserreinigung verschlechtert sich, wodurch der Gesamtphosphor- und CSB-Gehalt im Abwasser die zulässigen Grenzwerte überschreiten kann. Um eine Überschreitung der Grenzwerte zu vermeiden, wird die Kläranlage den Einsatz von Phosphorentfernungsmitteln erhöhen, was wiederum die Schlammmenge weiter ansteigen lässt.
in einen Teufelskreis.
#3
Der Teufelskreis aus langfristiger Überlastung der Kläranlagen und verringerter Abwasserbehandlungskapazität
Die Abwasserbehandlung hängt nicht nur von Menschen, sondern auch von der Ausrüstung ab.
Die Anlagen der Abwasseraufbereitung spielen seit Langem eine zentrale Rolle. Werden sie nicht regelmäßig gewartet, treten früher oder später Probleme auf. In den meisten Fällen ist eine Reparatur jedoch nicht möglich, da der Ausfall einer Anlage die zulässigen Grenzwerte für Abwasser überschreiten kann. Angesichts der hohen täglichen Bußgelder ist dies für viele unerschwinglich.
Von den 467 städtischen Kläranlagen, die von Professor Wang Hongchen untersucht wurden, weisen etwa zwei Drittel eine hydraulische Belastung von über 80 % auf, etwa ein Drittel eine von über 120 % und 5 Kläranlagen eine von über 150 %.
Bei einer hydraulischen Belastung von über 80 % können die meisten Kläranlagen – mit Ausnahme einiger sehr großer Anlagen – die Wasserzufuhr für Wartungsarbeiten nicht unter der Voraussetzung unterbrechen, dass der Abwassergehalt den Grenzwerten entspricht und kein Reservewasser für Belüfter, Saugvorrichtungen und Abstreifer des Nachklärbeckens zur Verfügung steht. Die Anlagenteile können nur im entleerten Zustand komplett überholt oder ausgetauscht werden.
Das heißt, etwa zwei Drittel der Kläranlagen können die Anlagen nicht reparieren, ohne sicherzustellen, dass das Abwasser den Normen entspricht.
Laut den Forschungen von Professor Wang Hongchen beträgt die Lebensdauer von Belüftern im Allgemeinen vier bis sechs Jahre. Allerdings wurde in einem Viertel der Kläranlagen die Belüftung der Belüfter seit bis zu sechs Jahren nicht mehr gewartet. Auch der Schlammabstreifer, der geleert und repariert werden muss, wird in der Regel nicht das ganze Jahr über instand gehalten.
Die Anlage arbeitet seit Langem mit Mängeln, und ihre Wasseraufbereitungskapazität verschlechtert sich zusehends. Um dem Druck am Wasserauslass standzuhalten, ist eine Wartung unumgänglich. In diesem Teufelskreis wird das Abwassersystem unweigerlich zusammenbrechen.
#4
am Ende schreiben
Nachdem der Umweltschutz als grundlegende nationale Politik in meinem Land etabliert wurde, entwickelten sich die Bereiche der Wasser-, Gas-, Feststoff-, Boden- und sonstigen Schadstoffbekämpfung rasant, wobei die Abwasserbehandlung eine Vorreiterrolle einnahm. Aufgrund unzureichender Standards geriet der Betrieb von Kläranlagen in eine schwierige Lage, und das Problem des Rohrleitungsnetzes sowie die Klärschlammentsorgung stellten die beiden größten Schwächen der Abwasserbehandlungsbranche in meinem Land dar.
Und nun gilt es, die Mängel auszugleichen.
Veröffentlichungsdatum: 23. Februar 2022
