Het slib in de biologische zuiveringstank werd fijn en had slechte bezinkingseigenschappen, waarbij onder een microscoop talloze draadvormige bacteriën zichtbaar waren. De totaalfosfor (TP) in het effluent uit de secundaire bezinktank overschreed de norm, zelfs bij een grote dosering stroomafwaartse chemische fosforverwijderaars. Het schuim in de aërobe tank had een abnormale kleur, het slib was witachtig en de activiteit ervan was laag. Deze problemen komen vaak niet voort uit onjuiste beluchting of slibleeftijdscontrole, maar uit de microbiële wereld. Het handhaven van een nutriëntenbalans voor microbiële groei is van fundamenteel belang om de stabiele en efficiënte werking van het biologische behandelingssysteem te garanderen.
Op basis van ervaring is de optimale nutriëntenverhouding voor de groei en voortplanting van aerobe micro-organismen ongeveer BOD₅ : N : P=100 : 5 : 1. Afwijken van deze verhouding zal verschillende problemen veroorzaken.
1. Onvoldoende koolstofbron
Dit wordt vaak gezien in de volgende influentbronnen, vooral in industrieel afvalwater met een hoog aandeel industrieel afvalwater: zoals chemisch en farmaceutisch afvalwater, dat een extreem laag stikstof- en fosforgehalte kan hebben. Gemeentelijk rioolwater met een laag-koolstof- en hoog-stikstof-fosforgehalte: In sommige gebieden heeft het huishoudelijk rioolwater lage concentraties organisch materiaal als gevolg van waterbesparende maatregelen. Aansluitende regenwater- of grondwaterinfiltratie: Hierdoor wordt de organische stof in het ruwe water verdund.
Gevolgen: Lage stikstofverwijderingsefficiëntie: Denitrificatie vereist een koolstofbron als elektronendonor. Een onvoldoende koolstofbron verhindert dat nitraatstikstof (NO₃⁻-N) wordt gereduceerd tot stikstofgas, wat leidt tot een overmatige hoeveelheid stikstof in het effluent. Verslechterde efficiëntie van fosforverwijdering: Polyfosfaat-accumulerende bacteriën moeten gemakkelijk afbreekbare koolstofbronnen (VFA) absorberen om fosfor vrij te geven tijdens de anaërobe fase. Onvoldoende koolstofbron vermindert hun daaropvolgende aerobe fosforopnamecapaciteit aanzienlijk. Slibveroudering: Micro-organismen ondergaan endogene ademhaling, wat leidt tot slibmineralisatie, gefragmenteerde vlokken en slechte bezinkingsprestaties.
2. Stikstoftekort
Behandeling van afvalwater met een hoog-koolstof- en laag-stikstofgehalte: zoals afvalwater van voedselverwerking, brouwerijen en suikerraffinaderijen, waar de concentratie organische stof (BZV/CZV) hoog is, maar stikstof relatief onvoldoende.
Gevolgen: Verslechtering van de bezinkingseigenschappen van het slib: Wanneer er voldoende koolstof is maar stikstof onvoldoende, synthetiseren micro-organismen buitensporige hoeveelheden colloïdale stoffen van polysacchariden met een laag-stikstofgehalte, waardoor slib met hoge- viscositeit ontstaat, waardoor de SVI-waarde toeneemt en de scheiding van slib-water in de secundaire bezinkingstank moeilijk wordt. Verminderde behandelingsefficiëntie: Micro-organismen kunnen enzymen en eiwitten niet effectief synthetiseren, hun metabolisme wordt belemmerd en hun vermogen om organisch materiaal af te breken neemt af. Schuimproblemen: Kan de overgroei van bepaalde filamenteuze bacteriën (zoals microfilamenteuze bacteriën) bevorderen, waardoor schuimproblemen ontstaan.
3. Fosfortekort
Relatief zeldzaam, maar kan voorkomen in bepaalde industriële afvalwaters.
Gevolgen: geremde microbiële activiteit: Fosfor is cruciaal voor de energieomzetting; een tekort aan fosfor leidt direct tot verminderde microbiële activiteit en een vertraagd metabolisme. Slechte slibflocculatie: beïnvloedt de normale celdeling, wat resulteert in een losse vlokstructuur en troebel effluent.
Bedrijfsstrategie op-site
1. Welke koolstofbron moet worden gekozen voor suppletie?
Veel voorkomende keuzes: natriumacetaat (SD), methanol, glucose, enz.
Vergelijking: Natriumacetaat reageert snel en wordt vaak gebruikt in noodgevallen; methanol is goedkoper, maar heeft biotoxiciteit en een langzame opstarttijd-; glucose is direct beschikbaar, maar kan ervoor zorgen dat filamenteuze bacteriën zich ophopen. Nieuwere opties: Het gebruik van vluchtige vetzuren (VFA's) die worden geproduceerd door de vergisting van primair slib of keukenafval is een goede methode voor het gebruik van hulpbronnen.
Waar moet het worden toegevoegd?
Het wordt voornamelijk gebruikt voor verbeterde stikstofverwijdering en wordt aan de voorkant van de anoxische tank toegevoegd.
Het wordt gebruikt voor verbeterde fosforverwijdering en wordt aan de voorkant van de anaerobe tank toegevoegd.
2. Welke stikstofbron moet worden gekozen? Ureum, ammoniak, enz. Ureum moet door micro-organismen worden gehydrolyseerd tot ammoniakstikstof voordat het kan worden gebruikt.
Waar moet het worden toegevoegd?
Meestal toegevoegd aan de inlaat van de anaerobe of anoxische tank om ervoor te zorgen dat micro-organismen in de vroege groeifasen voldoende stikstof kunnen verkrijgen.
3. Welke fosforbron moet worden gekozen? Oplosbare fosfaten zoals fosforzuur en natriumdiwaterstoffosfaat.
Waar moet het worden toegevoegd? Vergelijkbaar met de locatie voor suppletie van stikstofbronnen, wordt deze aan de voorkant van de biologische zuiveringstank toegevoegd.