Actief-slibproces: belangrijkste bedrijfsparameters, faalmodi en apparatuur

Trek een glazen pot met gemengde drank uit een gezond beluchtingsbassin en binnen enkele minuten is het antwoord zichtbaar: bruine, pluizige vlokken die zich binnen een half uur in een heldere laag nestelen. Die levende vlok is actief slib, het biologische werkpaard achter de meeste industriële en gemeentelijke afvalwaterzuiveringsinstallaties, en verwijdert routinematig meer dan 90 procent van het binnenkomende BZV als het goed wordt beheerd.

Als het afdrijft, komen de waarschuwingssignalen binnen enkele dagen: troebel afvalwater, een slibdeken die naar de stuwen kruipt en een aanjagerschema dat geen zin meer heeft. In deze gids wordt uitgelegd hoe het actiefslibproces werkt, de vier bedrijfsgetallen die de prestaties ervan bepalen, de faalwijzen die het vaakst voorkomen in de industriële dienstverlening en de apparatuurkeuzes die de biologie stabiel houden.

Wat is actief slib en waarom zijn de vlokjes belangrijk?

Actief slib is een vlokkige cultuur van bacteriën, protozoa en andere micro-organismen die onder gecontroleerde beluchting wordt gekweekt en wordt gebruikt om de organische verontreinigende stoffen in rioolwater en industrieel afvalwater te consumeren.

De naam dateert uit 1914, toen Edward Ardern en William Lockett in Manchester aantoonden dat belucht rioolwater hergebruikt kon worden om de volgende batch te zaaien, en dat het recyclen van deze biomassa de behandelingstijd van dagen naar uren verkortte. Een eeuw later draait hetzelfde principe nog steeds op de meeste biologische zuiveringsinstallaties ter wereld.

De vlok is eerder een werkend ecosysteem dan een chemische stof. Heterotrofe bacteriën ontdoen zich van de koolstofhoudende belasting, gemeten als BZV, nitrificerende bacteriën zetten ammoniak om in nitraat, en protozoa grazen vrijzwemmende cellen, wat het effluent polijst. Vlokvormers scheiden de kleverige extracellulaire polymeren af ​​die ervoor zorgen dat deeltjes zich aggregeren, bezinken en compacteren, dus elke beslissing die een operator neemt, is in werkelijkheid een beslissing over dat ecosysteem.

Hoe het actiefslibproces werkt, stap voor stap

Het proces werkt als een continue lus: behandel de stroom voor, belucht deze, bezink deze, retourneer vervolgens het grootste deel van de biomassa en verspil het overschot.

1. Voorbehandeling en egalisatie. Schermen en gritverwijdering beschermen pompen en diffusors, en een egalisatietank verzacht batchlozingen tijdens fabrieksdiensten. Olieachtige of vette industriële stromen passeren gewoonlijk eerst een flotatie-eenheid met opgeloste lucht, omdat oliecoatings voorkomen dat vlokken bezinken.
2. Biologische beluchting. Fijne belletjes of oppervlaktebeluchters voeren zuurstof naar het bassin, terwijl turbulentie de vlok in zwevende toestand houdt. Opgeloste zuurstof moet boven ongeveer 1,5 mg/l blijven voor koolstofverwijdering, en dichter bij 2 mg/l wanneer nitrificatie vereist is.
3. Secundaire verduidelijking. Gemengde vloeistof stroomt in een stille zuiveringsinstallatie waar vlokken zinken en helder water over de stuwen stroomt. De oppervlaktebelasting wordt doorgaans onder de 1,2 meter per uur gehouden om te voorkomen dat vaste stoffen worden overgedragen.
4. Terugbrengen en afval. Een retourpomp van actief slib (RAS) tilt de bezonken biomassa terug naar de inlaat van het bassin, meestal op 30 tot 80 procent van de inkomende stroom, terwijl een gecontroleerde stroom van actief slib (WAS) de slibleeftijd bepaalt, gewoonlijk 5 tot 15 dagen in conventionele installaties.

Waar de bezinktank het knelpunt is, voegen schuine buismodules een effectief bezinkingsgebied toe binnen de bestaande tankvoetafdruk, waardoor ze een van de minst verstorende upgrades zijn die beschikbaar zijn voor een draaiende installatie.

Hellende buisbezinkingstank voor upgrades van het zuiveringsapparaat Hellende buismodules vergroten het effectieve bezinkoppervlak binnen de bestaande tankvoetafdruk, waardoor deeltjes sneller bezinken dan de opwaartse stroomsnelheid. Voor installaties waar het zuiveringsapparaat de capaciteit beperkt, is dit een upgrade met weinig verstoringen. Bekijk Product →

De vier bedrijfscijfers die de prestaties van actief slib bepalen

Vier cijfers, MLSS, opgeloste zuurstof, F/M-verhouding en SVI, beschrijven bijna alles wat er gebeurt in een actiefslibsysteem, en ze kunnen alle vier worden gevolgd met dagelijkse routinematige bemonstering.

Gemengde vloeistof gesuspendeerde vaste stoffen (MLSS) is de hoeveelheid biomassa die het werk doet. De verhouding tussen voedsel en massa (F/M) vergelijkt de binnenkomende BZV met die biomassa: duw het boven de 0,5 en de vlokken gaan los en verspreiden zich, verhongeren het onder de 0,1 en pinflocs met verliezen aan zuiveringsmiddel volgen. Opgeloste zuurstof onder ongeveer 0,5 mg/l in welke zone dan ook nodigt uit tot filamenteuze organismen zoals Sphaerotilus, terwijl zuurstof ver boven 4 mg/l eenvoudigweg de kracht van de ventilator verbrandt.

Dezelfde biologie, verschillende configuraties

Dezelfde lus komt voor bij veel planttypen, en de configuratie verandert vooral de hoeveelheid biomassa die het bassin vervoert. Sequencing Batch Reactoren (SBR) draaien de hele cyclus in één tank, uitgebreide beluchtingsinstallaties houden meer slib langer vast, en de membraanbioreactor (MBR) vervangt de bezinkinstallatie door membraanfiltratie, zodat deze meerdere malen de conventionele MLSS kan transporteren.

Stem de configuratie af op uw belastingsprofiel en de realiteit van uw personeelsbezetting, in plaats van op het grootste getal op een datasheet. Omdat ventilatoren de energierekening domineren, is de zuurstofoverdracht meestal de snelste terugverdientijd in de installatie: het vervangen van versleten roosters met grove bellen of verouderde oppervlaktebeluchters door diffusors met fijne bellen vermindert routinematig een dubbelcijferig deel van de beluchtingsenergie terwijl hetzelfde DO-instelpunt behouden blijft.

Microporeuze schijfbeluchter voor beluchtingstanks Microporeuze beluchters van het membraantype laten fijne belletjes vrij met een groot grensvlak tussen gas en vloeistof, waardoor de efficiëntie van de zuurstofoverdracht wordt verbeterd. Het vervangen van versleten grove bellen- of oppervlaktebeluchters door deze kan de beluchtingsenergie verminderen terwijl hetzelfde DO-instelpunt behouden blijft. Bekijk Product →

Wanneer actief slib fout gaat: ophoping, schuimvorming en opstijgend slib

De meeste verstoringen van het actiefslib zijn eerder bezinkingsfouten dan biologische fouten, en zijn terug te voeren op een korte lijst van oorzaken: filamenten, onbalans in voedingsstoffen, zuurstofverzakking en schommelingen in de belasting.

De meest voorkomende oorzaken

• Opgeloste zuurstof zakt onder de 0,5 mg/l in een deel van het bassin, vaak aan het inlaatuiteinde
• Tekort aan voedingsstoffen, omdat veel industrieel afval veel minder stikstof of fosfor bevat dan de klassieke verhouding van 100:5:1 BZV/stikstof/fosfor
• Septische influent met sulfiden uit lange, anaërobe rioolbuizen
• Grote schommelingen in belasting, pH of temperatuur door batchproductie
• Chronische onderbelasting in te grote bassins, waardoor de vlokvormers verhongeren

Opstijgend slib is de bedrieger in deze lijst: het slib bezinkt goed, denitrificeert vervolgens in de bezinktank en drijft weer omhoog op stikstofbellen. De remedie is operationeel, meer verspilling, een hoger retourpercentage of een korter verblijf in het bassin, en niet een chemische.

Omgaan met afval-actief slib voordat het de begroting overneemt

Afval-actiefslib is verdund, onstabiel en duur om te vervoeren, dus het ter plekke indikken en ontwateren is bijna altijd goedkoper dan het nat wegbrengen.

Secundair slib is bovendien moeilijker te ontwateren dan primair slib, omdat biologische vlokken water in fijne capillairen vasthouden. Na het conditioneren van polymeren kunt u grofweg 16 tot 22 procent vaste stof verwachten uit een schroefpers of bandfilterpers op actief afvalslib, tegenover hogere cijfers voor primair materiaal, dus bepaal de cakebehandeling voor de biologische stroom, niet het gemiddelde.

De keuze van apparatuur is net zo belangrijk als de chemie. Een gedetailleerde vergelijking van de ontwerpen van schroefpersen en bandfilterpersen laat compromissen zien op het gebied van de opvangsnelheid, de vraag naar waswater en de aandacht van de operator: schroefpersen draaien continu met minimale wasbeurten, terwijl bandpersen een drogere cake op sommige slibsoorten kunnen leveren, maar de band voortdurend moeten reinigen.

Het kopen van beide trappen bij één leverancier vereenvoudigt ook de prestatiegaranties. Yixing Hengye Environmental Protection Technology Co., Ltd., een fabrikant van industriële afvalwaterapparatuur, opgericht in 2015, bouwt schroefpersen, bandfilterpersen en decantercentrifuge-ontwateringsmachines naast beluchters, zuiveringsapparatuur en zeefsystemen, en is in het bezit van ISO 9001-, milieubeheer- en arbeidsgezondheids- en veiligheidscertificeringen voor de hele ontwerp- en productieketen.

Schroefpers Slibontwateringsmachine Met behulp van vaste en bewegende ringen met een zelfreinigend schroefmechanisme ontwatert deze machine slib van 2000 tot 50.000 mg/L zonder dat het filterdoek verstopt raakt. Een praktische keuze voor het verwerken van slibvolumes gegenereerd door biologische behandelingsfasen. Bekijk Product →

Veelgestelde vragen over actief slib

Waarin verschilt actiefslib van een biofilmproces zoals MBBR?

Actief slib houdt de micro-organismen als vlokjes in suspensie en pompt ze terug uit de bezinktank. Een Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) laat ze groeien op plastic dragers die in het bassin blijven, waardoor de belastingsschommelingen beter worden verdragen en geen retourpompen nodig is, terwijl gesuspendeerd actief slib doorgaans een lagere BZV van het effluent bereikt met strengere procescontrole.

Welke SVI-waarde duidt op gezond actief slib?

Behandel 70 tot 150 ml/g als de gezonde band. Tussen 150 en 200 graden drijft het slib af en moet de bezinkinstallatie ieder uur in de gaten worden gehouden; boven de 200 ml/g bevindt u zich in bulkgebied en is het waarschijnlijk dat er binnen enkele dagen verliezen aan vaste stoffen optreden.

Hoe lang duurt het opstarten van een actiefslibsysteem?

Door 10 tot 20 procent van de ontwerp-MLSS van een naburige fabriek in te zaaien, wordt de inbedrijfstelling doorgaans verkort tot twee tot drie weken. Zonder zaadslib vier tot zes weken wachten voordat het stabiel wordt verwijderd, en langer in koud water.

Kan actiefslib industrieel afvalwater met hoge sterkte behandelen?

Ja, op voorwaarde dat de stroom gelijk wordt gemaakt, zijn de voedingsstoffen in evenwicht met een verhouding van ongeveer 100:5:1 BZV/stikstof/fosfor, en worden toxische schokbelastingen stroomopwaarts afgeschermd. Chemische, textiel-, leer- en papierfabrieken draaien actiefslib met succes op precies die basis.