Die grundlegende Methode der Abwasserbehandlung besteht darin, die im Abwasser enthaltenen Schadstoffe durch den Einsatz verschiedener technischer Mittel zu trennen, zu entfernen und wiederzuverwerten oder sie in unschädliche Substanzen umzuwandeln und so das Wasser zu reinigen.
Es gibt viele Möglichkeiten zur Abwasserbehandlung, die im Allgemeinen in vier Kategorien eingeteilt werden können, nämlich biologische Behandlung, physikalische Behandlung, chemische Behandlung und natürliche Behandlung.
1. Biologische Behandlung
Durch den Stoffwechsel von Mikroorganismen werden organische Schadstoffe in Form von Lösungen, Kolloiden und feinen Suspensionen im Abwasser in stabile und unschädliche Substanzen umgewandelt. Je nach den verschiedenen Mikroorganismen kann die biologische Behandlung in zwei Arten unterteilt werden: aerobe biologische Behandlung und anaerobe biologische Behandlung.
Die aerobe biologische Behandlung wird häufig zur biologischen Abwasserbehandlung eingesetzt. Je nach Verfahrensmethode unterscheidet man zwischen Belebtschlamm- und Biofilmverfahren. Das Belebtschlammverfahren selbst ist eine Behandlungseinheit mit verschiedenen Betriebsarten. Die Behandlungsausrüstung des Biofilmverfahrens umfasst Biofilter, biologischen Drehtisch, biologischen Kontaktoxidationstank und biologisches Wirbelbett usw. Das biologische Oxidationsteichverfahren wird auch als natürliche biologische Behandlungsmethode bezeichnet. Die anaerobe biologische Behandlung, auch biologische Reduktionsbehandlung genannt, wird hauptsächlich zur Behandlung von hochkonzentriertem organischem Abwasser und Schlamm eingesetzt.
2. Physikalische Behandlung
Die physikalischen Verfahren zur Abtrennung und Rückgewinnung unlöslicher Schwebstoffe (einschließlich Ölfilm und Öltröpfchen) im Abwasser lassen sich in Schwerkrafttrennung, Fliehkrafttrennung und Siebrückhalteverfahren unterteilen. Zu den Behandlungseinheiten der Schwerkrafttrennung zählen Sedimentation und Flotation (Luftflotation) mit den dazugehörigen Behandlungsgeräten wie Sandfang, Absetzbecken, Fettabscheider, Luftflotationsbehälter und deren Zusatzeinrichtungen. Die Fliehkrafttrennung selbst ist eine Behandlungseinheit mit den verwendeten Geräten wie Zentrifuge und Hydrozyklon. Das Siebrückhalteverfahren umfasst zwei Behandlungseinheiten: die Gittersiebrückhaltung und die Filtration. Bei der ersten Methode kommen Gitter und Siebe zum Einsatz, bei der zweiten Sandfilter, mikroporöse Filter usw. Das auf dem Wärmeaustauschprinzip basierende Behandlungsverfahren zählt ebenfalls zu den physikalischen Behandlungsverfahren und umfasst die Behandlungseinheiten Verdampfung und Kristallisation.
3. Chemische Behandlung
Ein Abwasserbehandlungsverfahren, das gelöste und kolloidale Schadstoffe im Abwasser trennt und entfernt oder sie durch chemische Reaktionen und Stoffaustausch in unschädliche Substanzen umwandelt. Bei der chemischen Behandlungsmethode sind die auf chemischen Dosierungsreaktionen basierenden Verarbeitungseinheiten Koagulation, Neutralisation, Redox usw.; während die auf Stoffaustausch basierenden Verarbeitungseinheiten Extraktion, Strippung, Adsorption, Ionenaustausch, Elektrodialyse und Umkehrosmose usw. sind. Die beiden letztgenannten Verarbeitungseinheiten werden zusammenfassend als Membrantrennverfahren bezeichnet. Die Behandlungseinheit mit Stoffaustausch wirkt sowohl chemisch als auch physikalisch und kann daher von der chemischen Behandlungsmethode getrennt und zu einer anderen Behandlungsart, dem sogenannten physikalisch-chemischen Verfahren, werden.
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Gängiges Abwasserbehandlungsverfahren
1. Entfettung von Abwasser
Die Verschmutzungsindikatoren wie Ölgehalt, CODcr und BOD5 in der Entfettungsabwasserflüssigkeit sind sehr hoch. Zu den Behandlungsmethoden gehören Säureextraktion, Zentrifugation oder Lösungsmittelextraktion. Die Säureextraktion ist eine weit verbreitete Methode. Dabei wird H2SO4 hinzugefügt, um den pH-Wert zur Demulgierung auf 3–4 einzustellen, gedämpft und mit Salz verrührt und 2–4 Stunden bei 45–60 t stehen gelassen. Das Öl steigt allmählich auf und bildet eine Fettschicht. Die Fettrückgewinnung kann 96 % erreichen, und die CODcr-Entfernung liegt bei über 92 %. Im Allgemeinen beträgt die Ölkonzentration im Wasserzulauf 8–10 g/l und die Ölkonzentration im Wasserablauf weniger als 0,1 g/l. Das zurückgewonnene Öl wird weiterverarbeitet und in gemischte Fettsäuren umgewandelt, die zur Seifenherstellung verwendet werden können.
2. Kalkungs- und Enthaarungsabwässer
Abwasser aus Kalkungs- und Enthaarungsarbeiten enthält Eiweiß, Kalk, Natriumsulfid, Schwebstoffe, 28 % des gesamten CODcr, 92 % des gesamten S2- und 75 % der gesamten SS. Zu den Behandlungsmethoden gehören Ansäuerung, chemische Fällung und Oxidation.
Das Ansäuerungsverfahren wird häufig in der Produktion eingesetzt. Unter Unterdruck wird H₂SO₄ zugegeben, um den pH-Wert auf 4–4,5 einzustellen. Dabei entsteht H₂S-Gas, das mit NaOH-Lösung absorbiert wird und geschwefeltes Alkali zur Wiederverwendung erzeugt. Das im Abwasser ausgefällte lösliche Protein wird gefiltert, gewaschen und getrocknet. Die Sulfidentfernungsrate kann über 90 % erreichen, und der CODcr- und SS-Gehalt werden um 85 % bzw. 95 % reduziert. Die Kosten sind niedrig, der Produktionsablauf einfach, leicht zu steuern und der Produktionszyklus verkürzt.
3. Chromgerberei-Abwasser
Der Hauptschadstoff im Abwasser von Chromgerbereien ist das Schwermetall Cr3+. Die Massenkonzentration beträgt ca. 3–4 g/l, der pH-Wert ist schwach sauer. Zu den Behandlungsmethoden gehören Alkalifällung und direktes Recycling. 90 % der inländischen Gerbereien verwenden Alkalifällungsverfahren. Dabei wird der Chromflüssigkeit Kalk, Natriumhydroxid, Magnesiumoxid usw. zugesetzt. Durch Reaktion und Entwässerung entsteht chromhaltiger Schlamm, der nach dem Auflösen in Schwefelsäure im Gerbprozess wiederverwendet werden kann.
Während der Reaktion liegt der pH-Wert bei 8,2–8,5, und die beste Fällung erfolgt bei 40 °C. Das alkalische Fällungsmittel ist Magnesiumoxid, die Chromausbeute beträgt 99 %, und die Chrom-Massenkonzentration im Abwasser liegt unter 1 mg/l. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht für Großgerbereien, und Verunreinigungen wie lösliches Öl und Protein im recycelten Chromschlamm beeinträchtigen die Gerbwirkung.
4. Umfassende Abwasser
4.1. Vorbehandlungssystem: Es umfasst hauptsächlich Aufbereitungsanlagen wie Gitter, Regelbecken, Absetzbecken und Luftflotationsbecken. Die Konzentration organischer Stoffe und Schwebstoffe im Abwasser von Gerbereien ist hoch. Das Vorbehandlungssystem dient dazu, Wassermenge und Wasserqualität anzupassen, Feststoffe und Schwebstoffe zu entfernen, einen Teil der Schadstoffbelastung zu reduzieren und gute Bedingungen für die anschließende biologische Behandlung zu schaffen.
4.2. Biologisches Behandlungssystem: Der ρ(CSB)-Wert von Gerbereiabwasser liegt im Allgemeinen bei 3000–4000 mg/l, der ρ(BSB5)-Wert bei 1000–2000 mg/l und gehört damit zu hochkonzentriertem organischem Abwasser. Der m(BSB5)/m(CSB)-Wert liegt zwischen 0,3 und 0,6 und ist für die biologische Behandlung geeignet. Derzeit werden in China Oxidationsgraben, SBR und biologische Kontaktoxidation häufiger eingesetzt, während Strahlbelüftung, Batch-Biofilmreaktor (SBBR), Wirbelschicht und Aufwärtsstrom-Anaerobe-Schlammbett (UASB) zum Einsatz kommen.
Veröffentlichungszeit: 17. Januar 2023
