Ammoniak-Stickstoff-Entfernung aus mikro-verschmutztem Flusswasser und Mischabwasser mithilfe von MBBR-Packungen aus verschiedenen Materialien
Der Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) vereint die Vorteile des Belebtschlammverfahrens und des traditionellen Biofilmverfahrens und ist damit eine innovative und revolutionäre Technologie in der modernen biologischen Abwasserbehandlung. Zahlreiche frühere Studien haben gezeigt, dass das MBBR-Verfahren den Stickstoffentfernungsdruck städtischer Abwässer wirksam verringern kann. Die Bio--Trägerpackungen im MBBR-Prozess können den Biofilm zum gesamten Reaktor transportieren, den Kontakt zwischen Biofilm, Sauerstoff und Reaktionssubstraten fördern und die Effizienz von Abbaureaktionen verbessern. Aufgrund ihrer einzigartigen Stabilitäts- und Dichteeigenschaften verfügen sie über breite Anwendungsaussichten.
Derzeit bestehen die meisten MBBR-Bio{0}}-Trägerpackungen hauptsächlich aus Materialien wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyurethan (PU) und porösem Polyurethan (PPC). Unter anderem haben MBBR-Packungen auf PE--Basis eine gute Entfernungswirkung auf Chroma, CODCr, Ammoniakstickstoff, Gesamtstickstoff, gesamten organischen Kohlenstoff und flüchtige Phenole im Abwasser; PP-Packungen werden meist in kombinierten MBBR-Prozessen verwendet, wie z. B. dem kombinierten MBBR-AO-Prozess und dem kombinierten MBBR-MBR-Prozess; PU- und PPC-Packungen weisen eine hohe Porosität auf, die eine größere Anlagerungsfläche für Mikroorganismen bietet und ein schnelles und stabiles Wachstum der Mikroorganismen ermöglicht, wodurch organische Schadstoffe und verschiedene Nährstoffe im Abwasser wirksam entfernt werden. PE- und PPC-Packungen sind derzeit zwei weit verbreitete Arten. PE-Packungen werden in größerem Umfang und mit besserer Leistung eingesetzt, während PPC-Packungen eine stärkere Hydrophilie und eine größere spezifische Oberfläche aufweisen, was die Anlagerung von Mikroorganismen begünstigt. Beide Arten von Packungen haben ihre eigenen Vor- und Nachteile und beide zeichnen sich durch eine gute mechanische Festigkeit und niedrige Kosten aus. Allerdings gibt es nur wenige Berichte über ihre Wirkung bei der Entfernung von Ammoniakstickstoff aus mikro-verschmutztem Flusswasser und Mischwasser-abwasser im MBBR-AO-gekoppelten Prozess. In diesem Artikel werden die Auswirkungen des Hinzufügens verschiedener Arten von MBBR-Bio--Trägerpackungen (PE- und PPC-Materialien) im MBBR-AO-gekoppelten Prozess auf die Effizienz der Entfernung von Ammoniakstickstoff aus mikro-verschmutztem Flusswasser und kombiniertem Regenwasser-abwasser untersucht. Gleichzeitig werden die Biofilmbildungsrate und die Lebensdauer verschiedener MBBR-Bio-Trägerpackungen analysiert, um die spezifischen Auswahlmethoden verschiedener MBBR-Bio-Trägerpackungen im MBBR-Prozess für die Abwasserbehandlung zu verbessern.
1. Abwasserbehandlungsprozess
1. 1Prozessablauf und Bio-Verpackungsdetails des Spediteurs
Das in dieser Studie verwendete Abwasserbehandlungsgerät ist ein selbst-entworfener biologischer Wirbelschichtreaktor, der den MBBR-AO-gekoppelten Prozess anwendet. Der Hauptprozessablauf ist in Abbildung 1(a) dargestellt. Die spezifische Ausrüstung umfasst ein Gitter, eine Hebepumpe, MBBR-Bio-Trägerpackungen, einen integrierten hocheffizienten biologischen Stickstoffentfernungstank, einen hocheffizienten Sedimentationstank, ein Belüftungssystem usw. Die Zuflussrate des Reaktors beträgt 50 m³/Tag (ungefähr 2 m³/h), die effektive hydraulische Verweilzeit beträgt 5 Stunden und das effektive Volumen von Der Reaktor ist ca. 10 m³ groß.
Die MBBR-Bio--Trägerpackungen in der Abwasseraufbereitungsanlage sind Packungen auf PE--Basis und PPC-Gel-Trägerpackungen. Die PE--basierten Packungen haben die Form ringförmiger Strahlungen mit einer Größe von Φ25 mm×10 mm, 19 Löchern und fünfeckigen Kanälen, mit einer spezifischen Oberfläche von etwa 500 m²/m³ [Abbildung 1(b)]; Die PPC-Gelträgerpackungen sind kubisch mit einer Größe von Φ10 mm×10 mm×10 mm und einer spezifischen Oberfläche von etwa 5.000 m²/m³ [Abbildung 1(c)].
1.2 Abwasserqualität
In dieser Studie wurde das Abwasserbehandlungsgerät zur Behandlung von zwei Arten von Gewässern verwendet: mikro-verschmutztes Flusswasser und kombiniertes Regenwasser-abwasser. Das mikro{3}}verschmutzte Flusswasser stammte aus einem städtischen Fluss in einer Region von Zhejiang mit geringem Verschmutzungsgrad und seine Ammoniak-Stickstoffkonzentration war mit einer durchschnittlichen Massenkonzentration von 5 mg/L relativ niedrig. Das kombinierte Regenwasserabwasser war die Zuflussquelle von zwei Abwasserpumpstationen (Pumpstation 1 und Pumpstation 2) einer Kläranlage in Zhejiang und weist eine relativ hohe Ammoniak-Stickstoffkonzentration im Bereich von 3 bis 20 mg/L auf. Dies liegt daran, dass einige Stickoxide in der Luft während der Regenzeit mit Regenwasser reagieren und Salpetersäure oder Nitrate bilden, was die Vermehrung von Ammoniak-oxidierenden Bakterien begünstigt, was zu einem relativ hohen Ammoniak-Stickstoffgehalt im Abwasser führt. Der pH-Wert beider Gewässer wurde derweil zwischen 7 und 9 gehalten.
1.3 Betriebsparameter der Kläranlage
1.2.1 Anfänglicher Biofilmbildungsprozess
Das Abwasserbehandlungssystem wurde mit der schubweisen Zugabe von Packungen zur Biofilmbildung in Betrieb genommen. Entsprechend der tatsächlichen Fluidisierungswirkung der Packungen im Reaktor wurde der endgültige Volumenanteil der hinzugefügten Packungen auf 20 % festgelegt. Während des Anfahrvorgangs wurde der suspendierte Schlamm im System nicht zurückgeführt und das Schlammrückführungsverhältnis während der Abwasserbehandlung betrug 1:8.
1.2.2 Steuerung der Gerätebetriebsparameter
Das Abwasserbehandlungsgerät wurde bei Raumtemperatur (20 Grad) betrieben. Die Belüftungsausrüstung am Boden des Geräts wurde verwendet, um die Belüftungsrate während der Abwasserbehandlung zu steuern. Währenddessen wurde die Zuflussrate des Geräts auf 2 m³/h geregelt und andere Parameter während der Abwasserbehandlung blieben im Wesentlichen konstant. Als Zulaufwasserproben wurden das kombinierte Regenwasser-abwasser der Pumpstationen 1 und 2 sowie das mikro{8}verschmutzte Flusswasser ausgewählt.
2. Ergebnisse und Diskussion
2.1 Biofilmbildungsrate von MBBR-Packungen mit unterschiedlichen Materialien
Während der Anlaufphase der Abwasseraufbereitungsanlage war die Qualität des Zulaufwassers stabil. Nach der schubweisen Zugabe der Packungen kam es zu einer normalen Biofilmbildung und Reifung der Packungen.
Unter den gleichen Betriebsbedingungen schwankte die Biofilmbildungsrate von Bio--Trägerpackungen mit unterschiedlichen Materialien aufgrund ihrer inhärenten Eigenschaften erheblich. Die Biofilmbildungsrate von Packungen auf PE--Basis war relativ langsam, sodass für eine Kultur mit geschlossener Belüftung die Zugabe von Chemikalien wie Glukose erforderlich war. Durch Beobachtung der Wirkungsweise von PE- und PPC-Packungen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess wurde festgestellt, dass etwa 5 Tage nach der Zugabe von PE-Packungen ein dünner gelblich-brauner Biofilm auf der Oberfläche der Träger erschien. Nach etwa einer Woche kontinuierlichem Betrieb erschienen auf der Trägeroberfläche eine große Anzahl Paramecia, Epistylis, Rädertierchen und eine kleine Menge Wirbelzellen, was darauf hinweist, dass der Biofilm grundsätzlich ausgereift war und der Systemstart zu diesem Zeitpunkt abgeschlossen war. Im Gegensatz dazu war die Biofilmbildungsrate bei PPC-Packungen schneller und der Biofilm war grundsätzlich nach etwa drei Tagen ausgereift, während Schlamm im Inneren der Packungen adsorbiert werden konnte. Die Bildung von Biofilm trägt dazu bei, die Aktivität ammoniakoxidierender Bakterien zu verbessern. Im Vergleich zu PE-Packungen begünstigt die große spezifische Oberfläche von PPC-Packungen die Bildung von Biofilmen und die Immobilisierung von Mikroben. Bei PE-Packungen aus dem gleichen Material, die unterschiedliche Abwasserarten behandeln, zeigte sich auch der Biofilmbildungseffekt der Packungen deutlich unterschiedlich. Aus Abbildung 2(a) ist ersichtlich, dass sich im mikro-verschmutzten Flusswasser ein dünner hellbrauner Biofilm auf der Oberfläche der PE-Packungen befand. Abbildung 2(b) zeigt jedoch, dass die Biofilmschicht auf der Oberfläche der PE-Packungen im Mischwasser-fragmentiert war, was darauf hindeutet, dass der Biofilmbildungseffekt der PE-Packungen im mikro-verschmutzten Flusswasser deutlich besser war als der im Mischwasser-. Aus Abbildung 2(c) und Abbildung 2(d) ist ersichtlich, dass der Unterschied im Biofilmbildungseffekt von PPC-Packungen im mikro-verschmutzten Flusswasser und im kombinierten Regenwasser-abwasser nicht signifikant war.
2. 2 Ammoniak-Stickstoff-Entfernungskapazität von Bio-Trägerpackungen mit unterschiedlichen Materialien
Der Ammoniak-Stickstoffgehalt ist ein wichtiger Indikator für die Bewertung der tatsächlichen Behandlungswirkung von Abwasser aus Pumpstationen. Daher hat die Ammoniak-Stickstoff-Entfernungskapazität eine wichtige praktische Leitbedeutung für die Auswahl von Bio--Trägerpackungstypen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess.
2. 3 Ammoniak-Stickstoff-Entfernungseffekt von PE- und PPC-Packungen auf mikro-verschmutztes Flusswasser während des kurzzeitigen Betriebs des Prozesses
Wie in Abbildung 3 dargestellt, betrugen die durchschnittlichen Massenkonzentrationen des einströmenden Ammoniakstickstoffs des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses mit PE- und PPC-Packungen 3,69 mg/L bzw. 3,39 mg/L. Unterdessen schwankte die tatsächliche Ammoniak-Stickstoffkonzentration im Zufluss erheblich, was auf Regenfälle zurückzuführen war. Bei dem Verfahren mit PE-Packungen betrugen die durchschnittliche Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsmenge und die durchschnittliche Entfernungsrate des mikro{6}}verschmutzten Flusswassers 3,12 mg/L bzw. 84,55 % und waren damit höher als beim Verfahren mit PPC-Packungen (2,56 mg/L und 75,52 %). Dies weist darauf hin, dass die Zugabe von PE-Packungen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess die Entfernung von Ammoniakstickstoff aus mikro-verschmutztem Flusswasser kurzfristig (innerhalb von 12 Tagen) förderlicher ist.
2.4 Ammoniak-Stickstoff-Entfernungseffekt von PE- und PPC-Packungen auf kombiniertes Regenwasser-Abwasser während des kurzfristigen-Betriebs des Prozesses
Wie in Abbildung 4 dargestellt, betrugen während des Kurzzeitbetriebs (18-Tage) des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses mit PE-Packungen die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Massenkonzentrationen des kombinierten Regenwasserabwassers aus Pumpstation 1 [Abbildung 4(a)] und Pumpstation 2 [Abbildung 4(b)] 7,24 mg/L und 9,35 mg/L. bzw. Als PE-Packungen bei der kurzfristigen (18-Tage) Behandlung von Mischwasser-abwasser aus Pumpstation 1 und Pumpstation 2 mithilfe des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses hinzugefügt wurden, verringerte sich die Ammoniakstickstoffkonzentration im Abwasser erheblich. Die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsmengen betrugen 6,93 mg/L und 7,9 mg/L, mit durchschnittlichen Entfernungsraten von 95,71 % bzw. 84,49 %. Während der kurzfristigen (18{35}}tägigen Behandlung von Mischwasser-abwasser aus Pumpstation 1 blieb die Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsrate über 90 % und erreichte am 9. Tag fast 100 %. Das behandelte Abwasser kann das Wachstum anhaftender Mikroorganismen fördern und dadurch die Entfernung von Ammoniakstickstoff fördern. Während der kurzfristigen (18-tägigen) Behandlung des kombinierten Regenwasser-Abwassers aus Pumpstation 2 blieb die Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsrate größtenteils bei etwa 90 %, was darauf hindeutet, dass das Hinzufügen von PE-Packungen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess kurzfristig (18 Tage) einen starken Entfernungseffekt auf Ammoniak-Stickstoff im kombinierten Regenwasser-Abwasser hat.
Wie in Abbildung 5 dargestellt, lagen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess mit PPC-Packungen die Massenkonzentrationen des einströmenden Ammoniakstickstoffs des kombinierten Regenwasserabwassers von Pumpstation 1 [Abbildung 5(a)] und Pumpstation 2 [Abbildung 5(b)] zwischen 3 und 20 mg/L bzw. 3 und 22 mg/L, mit großen Schwankungen. Dies kann auf Regenfälle zurückzuführen sein, die dazu führen, dass Stickoxide in der Luft in die Kanalisation gelangen, was zu erheblichen Schwankungen der Ammoniak-Stickstoffkonzentration im Zufluss führt. Die durchschnittliche Ammoniak-Stickstoff-Massenkonzentration im kombinierten Regenwasser-abwasser aus Pumpstation 1 und Pumpstation 2 betrug 14,76 mg/L bzw. 13,26 mg/L. Nach einer Kurzzeitbehandlung (24 Tage) durch das MBBR-AO-gekoppelte Verfahren mit PPC-Packungen verringerte sich die Ammoniak-Stickstoffkonzentration im Abwasser deutlich, wobei die durchschnittlichen Massenkonzentrationen nur noch 5,32 mg/L und 6,42 mg/L betrugen. Die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsmengen betrugen 9,44 mg/L und 6,84 mg/L, und die durchschnittlichen Entfernungsraten betrugen 63,96 % bzw. 51,58 %. Dies weist darauf hin, dass PPC-Packungen einen gewissen Einfluss auf die Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Mischwasser-abwasser haben. Die hohe Ammoniakstickstoffkonzentration im kombinierten Regenwasser-abwasser kann auf die Einführung anderer komplexer Komponenten in das Abwasser zurückzuführen sein, wodurch der Abbau von Ammoniakstickstoff durch PPC-Packungen gehemmt wird. Im Vergleich zu PE-Packungen haben PPC-Packungen kleinere Poren und eine höhere Porosität. Verunreinigungen und Schwebeteilchen im kombinierten Regenwasser-abwasser können die Poren von PPC-Packungen verstopfen, was zu einer Agglomeration innerhalb der Packungen führt und somit die Effizienz der Ammoniak-Stickstoff-Entfernung verringert. Inzwischen haben frühere Studien herausgefunden, dass Biofilme, die kleiner als 1 mm sind, zu Porenverstopfungen innerhalb der Packungen führen können. Obwohl Biofilme die innere Verstopfung der Packungen beschleunigen können, sind sie nicht der Hauptfaktor.
Während des kurzfristigen Betriebs des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses waren die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsraten von PE-Packungen für kombiniertes Regenwasser-abwasser (95,71 % für Pumpstation 1 und 84,49 % für Pumpstation 2) etwas höher als die für mikro{7}verschmutztes Flusswasser (84,55 %). Im Gegensatz dazu waren die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsraten von PPC-Packungen für gemischtes Regenwasser-abwasser (63,96 % für Pumpstation 1 und 51,58 % für Pumpstation 2) etwas niedriger als die für mikro-verschmutztes Flusswasser (75,52 %). Bei PE-Packungen ist die niedrige Konzentration an gelöstem Sauerstoff im kombinierten Regenwasserabwasser im Vergleich zu mikro-verschmutztem Flusswasser begünstigender für die gleichzeitige Nitrifikation und Denitrifikation von Mikroorganismen auf PE-Packungen zur Stickstoffentfernung. Während der Biofilmbildung von PPC-Packungen wird Schlamm im Inneren der Packungen adsorbiert, was zu einem Anstieg der Konzentration an gelöstem Sauerstoff führt, was der gleichzeitigen Nitrifikation und Denitrifikation interner Mikroorganismen nicht förderlich ist, was zu einer Verringerung der Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsraten sowohl im kombinierten Regenwasser-abwasser als auch im mikro{22}}verschmutzten Flusswasser führt.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Zusatz von PE-Packungen kurzfristig den Abbau von Ammoniakstickstoff im kombinierten Regenwasser-Abwasser durch den MBBR-AO-gekoppelten Prozess fördert.
Ammoniak-Stickstoff-Entfernungseffekt von PE- und PPC-Packungen auf kombiniertes Regenwasser-Abwasser während des Langzeitbetriebs des Prozesses
Wie in Abbildung 6 dargestellt, lagen während des Langzeitbetriebs (96-Tage) des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses mit PE-Packungen die Massenkonzentrationen des einströmenden Ammoniakstickstoffs des kombinierten Regenwasserabwassers aus Pumpstation 1 [Abbildung 6(a)] und Pumpstation 2 [Abbildung 6(b)] zwischen 2 und 25 mg/L und zwischen 3 und 35 mg/L mit großen Schwankungen. Die durchschnittliche Ammoniak-Stickstoff-Massenkonzentration im Zufluss betrug 10,20 mg/L bzw. 8,93 mg/L. Nach der Behandlung durch den gekoppelten MBBR-AO-Prozess sanken die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Massenkonzentrationen im Abwasser auf 2,93 mg/L und 2,67 mg/L, mit durchschnittlichen Entfernungsmengen von 7,27 mg/L und 6,26 mg/L und durchschnittlichen Entfernungsraten von 71,27 % bzw. 70,10 %. Es gab keinen signifikanten Unterschied beim Abbau von Ammoniakstickstoff im kombinierten Regenwasser-abwasser von Pumpstation 1 und Pumpstation 2 durch Hinzufügen von PE-Packungen während des Langzeitbetriebs (96-Tage) des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses, und die Ammoniakstickstoffentfernungsraten wurden bei etwa 74 % gehalten. Dies weist darauf hin, dass die Zugabe von PE-Packungen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess eine gute Entfernungswirkung auf Ammoniakstickstoff im kombinierten Regenwasserabwasser während eines Langzeitbetriebs (96-Tage) hat. Als der MBBR-AO-gekoppelte Prozess mit PE-Packungen in der späteren Phase (84–96 Tage) betrieben wurde, stieg die Ammoniak-Stickstoffkonzentration im Abwasser deutlich an, unabhängig davon, ob es sich bei dem Zufluss um gemischtes Regenwasser-Abwasser aus Pumpstation 1 oder Pumpstation 2 handelte, und die Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsrate war deutlich niedriger als die Entfernungsrate von fast 90 % in der frühen Phase des Prozessbetriebs. Dies liegt daran, dass nach längerem Gebrauch die PE-Packungen selbst beschädigt und gealtert werden und sich die Oberflächenrauheit der Packungen verändert, was zu einer Abnahme der Betriebsfestigkeit und der Ammoniak-Stickstoff-Entfernungskapazität führt.
Abbildung 7 zeigt die Änderungen der Ammoniakstickstoffkonzentration im Zufluss, der Ammoniakstickstoffkonzentration im Ausfluss, der Ammoniakstickstoffentfernungsmenge und der Ammoniakstickstoffentfernungsrate während des Langzeitbetriebs des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses mit PPC-Packungen. Die Massenkonzentrationen des einströmenden Ammoniakstickstoffs des kombinierten Regenwasserabwassers aus Pumpstation 1 [Abbildung 7(a)] und Pumpstation 2 [Abbildung 7(b)] lagen zwischen 3 und 35 mg/L, mit durchschnittlichen Massenkonzentrationen des einströmenden Ammoniakstickstoffs von 10,96 mg/L bzw. 8,10 mg/L. Nach der Behandlung durch den gekoppelten MBBR-AO-Prozess sanken die durchschnittlichen Ammoniak-Stickstoff-Massenkonzentrationen im Abwasser auf 3,96 mg/L und 3,39 mg/L, mit durchschnittlichen Entfernungsmengen von 7,00 mg/L und 4,71 mg/L und durchschnittlichen Entfernungsraten von 63,87 % bzw. 58,15 %. Während des Langzeitbetriebs des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses hatte das Hinzufügen von PPC-Packungen einen etwas besseren Abbaueffekt auf Ammoniakstickstoff im kombinierten Regenwasserabwasser von Pumpstation 1 als das von Pumpstation 2, aber der Unterschied war nicht signifikant. Dies weist darauf hin, dass das Hinzufügen von PPC-Packungen im MBBR-AO-gekoppelten Prozess einen gewissen Entfernungseffekt auf Ammoniakstickstoff im kombinierten Regenwasserabwasser-bei Langzeitbetrieb hat. Die Ammoniak-Stickstoff-Entfernungsrate des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses mit PPC-Packungen war im Langzeitbetrieb höher als im Kurzzeitbetrieb. Dies liegt daran, dass sich während des Langzeitbetriebs Schlamm in den PPC-Packungen ansammelt und eine lokale anaerobe oder anoxische Umgebung bildet, die eine geeignete Lebensumgebung für die Lebensaktivitäten nitrifizierender Bakterien bietet. Die nitrifizierenden Bakterien vermehren sich schnell und die lokale Reaktionsgeschwindigkeit beschleunigt sich
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zugabe von PE-Packungen den Abbau von Ammoniakstickstoff im kombinierten Regenwasser-Abwasser durch den MBBR-AO-gekoppelten Prozess im Langzeitbetrieb begünstigt. In der Zwischenzeit sollten die PE-Packungen nach längerem Einsatz rechtzeitig ausgetauscht oder gereinigt werden, um sicherzustellen, dass der Ammoniakstickstoff im Abwasser während des langfristigen Betriebs des MBBR-{{6}AO-gekoppelten Prozesses weiterhin effektiv entfernt werden kann.
Lebensdauer von Bio-Trägerpackungen mit unterschiedlichen Materialien
Im Vergleich zu PPC-Packungen haben PE-Packungen eine längere Lebensdauer bei der Langzeitbehandlung von mikro-verschmutztem Flusswasser und Mischwasserabwasser-durch das MBBR-AO-gekoppelte Verfahren. Wie in Abbildung 8(a) dargestellt, kommt es bei den PPC-Packungen während des Abwasserbehandlungsprozesses durch den MBBR-AO-gekoppelten Prozess zu Verschlackungen und Beschädigungen. Unterdessen kommt es nach Langzeitbetrieb zu Alterung und Agglomeration innerhalb der Packungen [Abbildungen 8(b) und 8(c)]. Die PPC-Packungen weisen eine schlechte Schlammdurchlässigkeit auf. Obwohl die schwammähnlichen PPC-Packungen eine große spezifische Oberfläche haben, werden ihre inneren Poren leicht von Schlamm adsorbiert und können nur schwer herausfließen. Langfristige Ansammlungen von Schlamm in den Packungen neigen dazu, eine anaerobe oder anoxische Umgebung zu bilden, wodurch sich die Farbe der Packungen allmählich von braun nach schwarz ändert. Dies führt im Langzeitbetrieb zu Problemen wie Verschlackung, Bruch, Alterung und Verklumpung der PPC-Packungen und verkürzt so deren Lebensdauer. Dies ist auch der Hauptfaktor für die schlechte Wirkung von PPC-Packungen bei der Entfernung von Ammoniakstickstoff aus Mischwasserabwasser [Abbildungen 5(a) und 5(b)]. Im Gegensatz dazu traten bei den PE-Packungen die oben genannten Probleme bei der langfristigen Abwasserbehandlung durch das MBBR-AO-gekoppelte Verfahren grundsätzlich nicht auf, bei besserer Haltbarkeit und längerer Lebensdauer. Eine vernünftige Trägerkonfiguration kann die Auswirkungen des Wasserflusses auf den Biofilm wirksam abfedern und so ein stabiles Wachstum des Biofilms ohne Beschädigung ermöglichen.
Schlussfolgerungen
In dieser Studie wurden PE-Bio--Trägerpackungen und PPC-Packungen während des Abwasserbehandlungsprozesses des MBBR-AO-gekoppelten Prozesses hinzugefügt. Untersucht wurden die Auswirkungen von Packungsmaterialien auf den Abbau von Ammoniakstickstoff in mikro-verschmutztem Flusswasser und Mischwasser-abwasser sowie auf die mikrobielle Biofilmbildungsrate und die Lebensdauer von Packungen mit unterschiedlichen Materialien. Im Vergleich zu PPC-Packungen weisen PE-Packungen eine langsamere Biofilmbildungsrate, aber eine längere Lebensdauer auf. Unabhängig davon, ob sie in der langfristigen oder kurzfristigen Behandlung von mikro{9}verschmutztem Flusswasser und kombiniertem Regenwasserabwasser-durch das MBBR-AO-gekoppelte Verfahren eingesetzt werden, weisen PE-Packungen eine bessere Abbauwirkung auf Ammoniakstickstoff auf. Die Forschungsergebnisse liefern technische Unterstützung für die Auswahl von Verpackungsmaterialien in Abwasserbehandlungsprozessen.