Was ist Schlammbildung?

Schlammbildung ist ein Problem, das bei einer Abwasserbehandlungsmethode namens Belebtschlammverfahren auftreten kann. Bei dieser Behandlung wird eine Kombination aus Luft und Mikroorganismen wie aeroben Bakterien und Protozoen in Abwasser und industrielle organische Abfälle eingebracht, um Wachstum und Vermehrung zu stimulieren. Mikroorganismen versammeln sich um das suspendierte organische Material, von dem sie sich ernähren, wodurch es sich absetzt und ein relativ sauberes Abwasser zur weiteren Behandlung zurückbleibt. Das Aufblähen von Schlamm ist ein Problem, das durch das übermäßige Wachstum einiger Bakterienarten entsteht und den Sedimentationsprozess behindert, das Wasser trübt und zur Freisetzung von Abwässern führt, die nicht den Umweltstandards entsprechen.

Das Belebtschlammverfahren funktioniert durch Flockung, also durch die Gruppierung suspendierter Partikel zu größeren Massen, die sich aus dem Wasser absetzen. Abwasser, das große Mengen kleiner suspendierter organischer Partikel enthält, gelangt typischerweise in einen Tank, in den die entsprechenden Mikroorganismen zusammen mit ausreichend Luft eingebracht werden, um das Wachstum und die Vermehrung der richtigen Arten von Bakterien und Protozoen zu fördern, wodurch eine Flockung stattfinden kann. Mikroorganismen neigen dazu, an organischem Material und aneinander zu haften und dabei relativ große Partikel, sogenannte Flocken, zu bilden. Das Wasser wird kontinuierlich oder periodisch in ein Klärbecken abgezogen, wo sich die Flocken am Boden absetzen. Ein Teil des abgesetzten Materials, das noch reich an den für die Flockung notwendigen Mikroorganismen ist, wird dann wieder in den Flockungstank eingeleitet, damit der Prozess weiterlaufen kann.

Drei Hauptarten der Schlammansammlung können den Absetzprozess beeinflussen. Die häufigste Form ist eine durch fadenförmige Bakterien verursachte Schwellung. Diese Bakterien unterstützen normalerweise den Flockungsprozess, da die von ihnen produzierten Filamente dazu beitragen, suspendierte Partikel einzufangen und größere, stabilere Flocken zu erzeugen. Eine übermäßige Anzahl filamentöser Bakterien führt jedoch zu einer Aufblähung, da sich Filamente von kleinen Flockenpartikeln ausbreiten und diese voneinander trennen können, wodurch die Bildung größerer Partikel verhindert wird, die sich leicht absetzen. Man geht davon aus, dass es im Belebtschlamm etwa 25 verschiedene Arten von Fadenbakterien gibt, die allesamt Probleme verursachen können.

Polysaccharid-Blowing, auch „Schlamm-Blowing“ genannt, tritt auf, wenn die Bakterien im Belebtschlamm zu viel Polysaccharid produzieren. Dies kann auftreten, wenn die Mischung wenig Nährstoffe oder Sauerstoff enthält oder wenn das Verhältnis von Nahrung zu Mikroorganismen (F/M) zu hoch ist. Polysaccharide, komplexe Zucker, zu denen auch Stärke gehört, werden außerhalb von Bakterienzellen produziert und ermöglichen die Ausflockung, indem sie Bakterien bei der Anheftung helfen. Wenn jedoch zu viel produziert wird, kann dies dazu führen, dass sich das Material nicht mehr absetzt.

Zoogleale Schwellungen werden durch einen Überschuss des Bakteriums Zoogloea ramigera verursacht, eines flockenbildenden Mikroorganismus mit einem baumartigen oder dendritischen Wachstumsmuster. Dies kann passieren, wenn das F/M-Verhältnis zu hoch ist oder wenn der Sauerstoffgehalt niedrig ist. Das Bakterium trägt unter normalen Bedingungen maßgeblich zur Flockenbildung bei, ein Übermaß an dieser Art kann den Prozess jedoch behindern und zu einer Art Ausbeulung führen, die der durch filamentöse Bakterien verursachten ähnelt.

Zur Behandlung bzw. Verhinderung von Schlammbildung kommen verschiedene Methoden zum Einsatz. Abwasserproben können in regelmäßigen Abständen mikroskopisch untersucht werden, um die Häufigkeit von Mikroorganismen zu überwachen, die Probleme verursachen können. Wenn ein potenzielles Problem erkannt wird, können im Vorfeld Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise eine sorgfältige Anpassung der Rücklaufgeschwindigkeit des Belebtschlamms in das Flockungsbecken. Wenn es sich bereits aufbläht, kann es durch die Zugabe von Koagulationsmitteln oder bestimmten Polymeren zum Wasser behandelt werden, um die Ausflockung und Sedimentation zu fördern. Ein anderer Ansatz ist die Chlorierung auf einem Niveau, das die Bakterienfilamente außerhalb der Flocken hemmt, aber nicht in die Flocken eindringt und nützliche interne Mikroorganismen unversehrt lässt.

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