I. Häufige Arten von mikrobiellem Schlamm:
1. Siedlungsabfallschlamm: Der am leichtesten verfügbare Siedlungsabfallschlamm stammt aus den Nachklärbecken städtischer Kläranlagen. Es ist der am weitesten verbreitete mikrobielle Grundschlamm mit hoher mikrobieller Vielfalt und Anpassungsfähigkeit an die meisten organischen Abwässer mit geringer -Konzentration.
Schlüsselparameter:
Farbe: Gelblich-braun bis dunkelbraun (normale Belebtschlammfarbe; Schwarz weist auf Sauerstoffmangel hin, Grau kann auf Schlammalterung hinweisen)
Feuchtigkeitsgehalt: 95 % bis 99 % (muss während des Transports kontrolliert werden; ein zu niedriger Feuchtigkeitsgehalt kann leicht zur mikrobiellen Inaktivierung führen)
MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids): 2000–4000 mg/L (direkt abhängig von der Abbaukapazität des Reaktors)
SV30 (30-Minuten-Absetzverhältnis): 15 % bis 30 % (über 30 % erfordert Vorsicht hinsichtlich der Gefahr der Schlammbildung)
Vorteile: Weit verbreitet, kostengünstig, kann ohne vorherige Akklimatisierung in grundlegende aerobe Behandlungsprozesse eingesetzt werden.
2. Industriell akklimatisierter Schlamm: Bei Industrieabwässern mit hohem Salzgehalt, hohem CSB und widerspenstigen Schadstoffen (wie Phenolen, Benzol und Schwermetallen) lässt sich gewöhnlicher kommunaler Schlamm nur schwer anpassen und erfordert spezielle, an ähnliche Industrieabwassersysteme akklimatisierte Schlämme.
Schlüsselparameter:
Farbe: Variiert je nach Untergrund, meist dunkelbraun oder schwarzbraun. Schlämme, die bestimmte Schadstoffe enthalten (z. B. Farbstoffabwässer), können hellrote oder hellblaue Farbtöne aufweisen.
Schockfestigkeit: Anpassbar an CSB-Lastschwankungen innerhalb von ±30 %; Akklimatisierter Abwasserschlamm mit hohem Salzgehalt und einer Salzgehaltstoleranz von mehr als oder gleich 5 %.
Schlammretentionszeit (SRT): 5–20 Tage (verlängert sich auf 15–20 Tage für widerspenstige Schadstoffe).
Dehydrogenase-Aktivität: Größer oder gleich 10 mg/(L・h) (höhere Aktivität weist auf einen schnelleren Schadstoffabbau hin).
Vorteile: Äußerst zielgerichtet, passt sich schnell an die Qualität von Industrieabwässern an und vermeidet bakterielle Unverträglichkeiten.
3. Traditioneller anaerober Granulatschlamm: Der „hocheffiziente Kern“ anaerober Prozesse, der häufig in UASB, EGSB und anderen anaeroben Reaktoren verwendet wird. Es handelt sich um körnige, intern eingekapselte methanogene Bakterien und andere anaerobe Mikroorganismen, die für die Methanisierungsbehandlung hochkonzentrierter organischer Abwässer (z. B. Abwässer aus der Lebensmittel- und Papierherstellung) geeignet sind.
Schlüsselparameter:
Farbe: Bräunlich-schwarz bis dunkelschwarz (glatte Partikeloberfläche und gleichmäßige Farbe weisen auf gute Aktivität hin)
Partikelgröße: 0,5–3 mm (größere Partikelgröße bedeutet bessere Absetzleistung und Stabilität)
VSS/MLSS (Verhältnis flüchtiger suspendierter Feststoffe): 0,6 bis 0,8 (ein höheres Verhältnis weist auf einen höheren Mikrobengehalt hin)
Methanogene Aktivität: Größer als oder gleich 0,2 m³CH₄/(kgVSS・d) (bestimmt den Methanertrag und die Kapazität zur Bewältigung organischer Ladung)
Dichte: 1,02–1,05 g/cm³ (sorgt für Suspension im Reaktor, um Verluste mit dem Abwasser zu verhindern)
4. Granulatschlamm mit anaerober Ammoniakoxidation: Eine „neue energiesparende Kraft“ in der Stickstoffentfernungstechnologie. Es wurde speziell für Abwässer mit hohem-Ammoniak-Stickstoffgehalt und niedrigem-CSB-Abwasser (z. B. Viehabwasser und Deponiesickerwasser) entwickelt und wandelt Ammoniakstickstoff und Nitritstickstoff mithilfe anaerober Ammoniak-oxidierender Bakterien direkt in Stickstoffgas um. Es ist keine zusätzliche Kohlenstoffquelle erforderlich und der Energieverbrauch beträgt nur 1/10 der herkömmlichen Prozesse zur Stickstoffentfernung.
Schlüsselparameter:
Farbe: Leuchtend rot bis rötlich-braun (aufgrund des Vorhandenseins von Cytochromen in anaerobem Ammoniak-oxidierenden Bakterien weist eine hellere Farbe auf eine höhere Aktivität hin)
Partikelgröße: 1–4 mm (größer und dichter strukturiert als herkömmlicher anaerober Granulatschlamm)
Ammoniak-Oxidationsrate: 0,3–1,2 kgNH₄⁺-N/(kgVSS・d) (Schlüsselindikator für die Effizienz der Stickstoffentfernung)
Stickstofftoleranzkonzentration: Weniger als oder gleich 500 mg/L (das Überschreiten dieses Schwellenwerts führt zur Hemmung der Bakterienaktivität)
Temperaturanpassungsbereich: 30–35 Grad (optimale Aktivität unter mesophilen Bedingungen; Schwankungen sollten innerhalb von ±2 Grad kontrolliert werden)
Vorteile: Hohe Stickstoffentfernungseffizienz, geringer Energieverbrauch, keine Sekundärverschmutzung; stellt die Hauptrichtung der kohlenstoffarmen Abwasserbehandlung dar.
5. Spezialisierter Funktionsschlamm: Spezialschlamm, der darauf ausgelegt ist, einzelne Verschmutzungsprobleme genau anzugehen und bestimmte Schadstoffe zu behandeln.
Allgemeine Typen und Kernparameter sind wie folgt:
Nitrifizierender Schlamm: Gelblich-braune Farbe, Nitrifikationsrate 0,5–2,0 kgNH₄⁺-N/(kgVSS・d), erfordert DO größer oder gleich 2 mg/L, pH 7,5–8,5
Denitrifizierender Schlamm: Meist dunkelbraune Farbe, Denitrifikationsrate 0,8–3,0 kgNO₃⁻-N/(kgVSS・d), erfordert eine ausreichende Kohlenstoffquelle (C/N größer oder gleich 5)
Phosphorentfernungsschlamm: Gelbliche-braune bis bräunliche-gelbe Farbe, Polyphosphat-akkumulierender Bakteriengehalt größer oder gleich 20 %, Schlammalter auf 8 bis 12 Tage begrenzt, erfordert eine wechselnde aerobe-anaerobe Umgebung.
II. Schlammauswahl und wichtige Anwendungsüberlegungen für passende Prozessszenarien:
Wählen Sie für aerobe Prozesse Siedlungsabfälle/industriell akklimatisierten Schlamm; Wählen Sie für anaerobe Prozesse traditionellen anaeroben körnigen Schlamm. Für Abwässer mit hohem Ammoniak-Stickstoffgehalt und niedrigem CSB-Wert verwenden Sie direkt anaeroben Ammoniakoxidations-Granulatschlamm.
Farbe-Unterstützte Aktivitätsbewertung: Farbe kann den Schlammstatus schnell und zunächst beurteilen. Beispielsweise kann eine verblassende Farbe im Schlamm der anaeroben Ammoniakoxidation auf eine verminderte Aktivität hinweisen; Die Schwärzung von kommunalem Schlamm erfordert eine Untersuchung auf Sauerstoffmangel.
Anpassung im Vorfeld: Bei der Verwendung von kommunalem Schlamm für Industrieabwässer sollte die Konzentration der Zielschadstoffe schrittweise erhöht werden, wobei eine Akklimatisierungszeit von 7–15 Tagen einzuhalten ist.
Strenge Kontrolle der Betriebsparameter: Anaerober Schlamm reagiert empfindlich auf Temperatur- und pH-Schwankungen und erfordert eine Echtzeitüberwachung. Aerober Schlamm benötigt ausreichend gelösten Sauerstoff, um eine verminderte Aktivität aufgrund von Sauerstoffmangel zu vermeiden.
Regelmäßige Überwachung und Wartung: Eine wöchentliche Überwachung von MLSS, SV30, mikrobieller Aktivität und Farbveränderungen ist erforderlich. Eine rechtzeitige Schlammentfernung oder -erneuerung ist entscheidend, um einen mikrobiellen Verlust zu verhindern.