In einer A²/O-Kläranlage ist das Nachklärbecken viel mehr als ein Tank zur Trennung von Schlamm und Wasser.
Was mit dem abgesetzten Schlamm passiert, hat direkte Auswirkungen auf den biologischen Prozess.
Ein Teil des Schlamms wird als Rücklaufschlamm (RAS) in die biologischen Becken zurückgeführt. Ein weiterer Teil wird als Abfallbelebtschlamm (WAS) abgeführt.
Diese beiden Ströme stammen möglicherweise aus demselben Klärbecken, haben jedoch völlig unterschiedliche Zwecke.
Für den ordnungsgemäßen Betrieb eines A²/O-Systems ist es wichtig, diesen Unterschied zu verstehen.
1. Was passiert im Nachklärbecken?
Nach dem Durchlaufen der anaeroben, anoxischen und aeroben Zone gelangt die Mischlauge in das Nachklärbecken.
Der Zweck des Klärbeckens besteht darin, dass sich Belebtschlamm absetzen kann, während geklärtes Wasser durch das Abwassersammelsystem austritt.
Ein vereinfachter Flusspfad ist:
A²/O biologischer Prozess → Nachklärbecken → geklärtes Abwasser
Am Boden des Klärbeckens wird der abgesetzte Schlamm gesammelt und zwischen den Rücklaufschlamm- und Abfallschlammsystemen aufgeteilt.
Dadurch entstehen zwei separate Pfade:
RAS:führt Biomasse in den biologischen Prozess zurück.
WAR:entfernt überschüssige Biomasse aus dem System.
2. Belebtschlamm zurückführen: Biomasse im System halten
Der typische RAS-Strömungsweg in einem herkömmlichen A²/O-Prozess ist:
Nachklärbecken → RAS-Pumpe → Anaerobtank
Die EPA-Beschreibung des herkömmlichen A²/O-Prozesses zeigt, dass RAS zusammen mit dem sekundären Zufluss zum Kopf der anaeroben Zone zurückkehrt.
Warum ist das notwendig?
Denn der biologische Behandlungsprozess ist auf eine Population von Mikroorganismen angewiesen.
Würde der Belebtschlamm einfach mit dem geklärten Abwasser die Anlage verlassen, würde die Biomassekonzentration in den Biobecken allmählich sinken.
RAS verhindert dies, indem es angesiedelte Mikroorganismen an die Vorderseite des biologischen Prozesses zurückführt.
In einem A²/O-System enthält der zurückgeführte Schlamm auch PAOs, die für die biologische Phosphorentfernung wichtig sind.
Der RAS-Fluss wirkt sich daher stärker aus als MLSS. Es beeinflusst auch die biologische Population und die Bedingungen, unter denen die Phosphorentfernung erfolgt.
3. Gibt es ein Standard-RAS-Verhältnis?
Es gibt keinen einzigen RAS-Prozentsatz, der für jede A²/O-Anlage korrekt ist.
Der Rücklaufschlammfluss kann als Prozentsatz des Zulaufflusses ausgedrückt werden, die geeignete Einstellung hängt jedoch von den tatsächlichen Betriebsbedingungen ab.
Betreiber können Folgendes in Betracht ziehen:
MLSS-Konzentration
Schlammabsetzeigenschaften
Nachklärschlammdecke
Konzentration des Rücklaufschlamms
Hydraulische Beladung
Anforderungen an biologische Prozesse
Leistung des Klärers
Ein fester RAS-Prozentsatz sollte daher die Prozessüberwachung nicht ersetzen.
Wenn der RAS-Wert zu niedrig ist, können sich Feststoffe im Klärbecken ansammeln und der MLSS im biologischen Prozess kann sinken.
Wenn der RAS-Wert unnötig hoch ist, erhöht sich die Pumpenergie und das Klärbecken und der biologische Prozess arbeiten möglicherweise nicht effektiver.
Die richtige Einstellung ist diejenige, die einen stabilen Feststoffbestand und eine stabile Klärleistung unter den tatsächlichen Bedingungen der Anlage aufrechterhält.
4. Abfallbelebtschlamm: Warum etwas Schlamm austreten muss
RAS hält Biomasse im System.
WAS entfernt überschüssige Biomasse.
Während der biologischen Behandlung wachsen Mikroorganismen kontinuierlich. Wenn überschüssige Feststoffe nicht entfernt werden, kann die Menge an Biomasse im System weiter zunehmen und das Schlammalter kann für die vorgesehenen Betriebsbedingungen zu hoch werden.
Eine typische WAS-Route ist:
Nachklärbecken → Schlammpumpe → Schlammspeicherung/-eindickung → Schlammentwässerung
Abhängig von der Anlage kann der Schlamm anschließend durch eine Filterpresse, Bandfilterpresse, Zentrifuge oder ein anderes Entwässerungssystem behandelt werden.
Die Verschwendung von Schlamm ist daher nicht nur ein Entsorgungsschritt. Es handelt sich um einen wichtigen Prozesskontrollvorgang.
5. Hilfsleitungen: Die kleinen Leitungen sind immer noch wichtig
Die Hauptprozessrohrleitungen erhalten die meiste Aufmerksamkeit, aber auch mehrere Hilfssysteme sind wichtig.
Tankentleerung
Abflussleitungen können am Boden biologischer Tanks und Klärbecken installiert werden für:
Wartung
Reinigung
Inspektion
Schlammentfernung
Tankentwässerung
Das Entwässerungssystem sollte einen sicheren Weg für Abwasser oder Schlamm zu einer geeigneten Behandlungs- oder Handhabungsstelle bieten.
Chemikaliendosierung
Einige A²/O-Anlagen nutzen die Dosierung von Chemikalien als Ergänzung zur biologischen Behandlung.
Wenn das Abwasser nicht genügend biologisch abbaubaren Kohlenstoff für die erforderliche Denitrifizierung enthält, kann eine externe Kohlenstoffquelle hinzugefügt werden.
Die chemische Phosphorfällung kann auch dann eingesetzt werden, wenn die biologische Phosphorentfernung allein die erforderliche TP-Konzentration im Abwasser nicht zuverlässig erreichen kann.
Der Dosierort hängt vom Behandlungsziel, der verwendeten Chemikalie, den Mischbedingungen und der gesamten Anlagenkonfiguration ab. Es gibt keine einzige Dosierstelle, die für jede A²/O-Anlage geeignet ist. In den Leitlinien der EPA wird darauf hingewiesen, dass die chemische Zugabe zusammen mit der biologischen Phosphorentfernung eingesetzt werden kann, um niedrigere und zuverlässigere Phosphorkonzentrationen zu erreichen.
9. Der A²/O-Schlamm- und Abwasserstrom in einem Bild
Der gesamte Downstream-Fluss kann wie folgt vereinfacht werden:
Aerobic-Tank
↓
Nachklärer
↙ ↘
RAS Geklärtes Abwasser
↓ ↓
Anaerober Tank Fortgeschrittene Behandlung / Desinfektion
↓
Entladung
Gleichzeitig:
Nachklärschlamm → WAS-Pumpe → Schlammhandhabung → Entwässerung → Endgültige Schlammentsorgung oder Wiederverwendung
Dieses einfache Diagramm erklärt, warum das Nachklärbecken eng mit dem biologischen Prozess und dem Schlammbehandlungssystem verbunden ist.