Geschichte der Abwasserbehandlung mit dem aktiven Schlammverfahren

Derzeit wird das aktive Schlammverfahren üblicherweise zur biologischen Behandlung von städtischen und industriellen Abwässern eingesetzt. Die Ursprünge des aktiven Schlamms reichen bis in die frühen 1880er Jahre zurück, als Dr. Smith die Belüftung von Abwasser in Tanks untersuchte und feststellte, dass die Belüftung die Oxidation organischer Stoffe beschleunigt. In der Folge wurde die Belüftung von Abwasser von mehreren Forschern untersucht, und im Jahr 1910 berichteten Black und Phillips, dass die Zersetzbarkeit durch die Einspeisung von Luft in Abwasserbecken erheblich verringert wird.

Experimente an der Forschungsstation Lawrence wurden von Clark und Gage in den Jahren 1912 und 1913 mit belüftetem Abwasser durchgeführt, das Wachstum von Organismen in Flaschen und Tanks mit Kies wurde beobachtet und der Reinigungsgrad stieg erheblich an. Die Ergebnisse der Arbeiten an der Forschungsstation Lawrence waren so bemerkenswert, dass Dr. Fowler an der Universität Manchester in England vorschlug, ähnliche Untersuchungen in den Abwasseranlagen von Manchester durchzuführen, wo Arden und Lekut wertvolle Forschungen zu diesem Thema durchführten. Während ihrer Forschungszeit stellten sie fest, dass Schlamm eine wichtige Rolle bei den Ergebnissen der Belüftung spielt. Dieser Prozess wurde von Arden und Lekut aufgrund der Produktion von aktivem Mikrobenmaterial, das die aerobe Stabilisierung der im Abwasser vorhandenen organischen Stoffe ermöglicht, als aktiver Schlamm bezeichnet.

Nach der Definition besteht der Hauptprozess des aktiven Schlamms aus den folgenden Komponenten:

Ein Reaktor, in dem die für die Reinigung verantwortlichen Mikroorganismen in suspendierter Form gehalten und belüftet werden.

Die Trennung von Feststoffen aus der Flüssigkeit, die normalerweise in einem Sedimentationsbecken erfolgt.

Ein Rückführungssystem zur Rückführung der aus dem Sedimentationsbecken abgezogenen Feststoffe in den Reaktor.

Bislang wurden mehrere Anordnungen dieses Verfahrens unter Verwendung der genannten Komponenten entwickelt. Ein wichtiges Merkmal des aktiven Schlammverfahrens ist die Produktion von sedimentierbaren Flockenfeststoffen, die durch Schwerkraftsedimentation im Sedimentationsbecken entfernt werden. In den meisten Fällen wird das aktive Schlammverfahren in Kombination mit physikalischen und chemischen Verfahren zur vorläufigen und primären Behandlung von Abwasser sowie zur Endbehandlung, einschließlich Desinfektion und möglicherweise Filtration, eingesetzt.

Die meisten aktiven Schlamm-Einheiten erhalten das Abwasser, das aus dem primären Sedimentationsbecken abgeleitet wird. Die primäre Sedimentation hat die höchste Effizienz bei der Entfernung sedimentierbarer Feststoffe, während biologische Prozesse zur Entfernung von gelösten, kolloidalen und suspendierten organischen Stoffen, Nitrifikation und biologischer Denitrifikation sowie zur biologischen Entfernung von Phosphor erforderlich sind. Für Anwendungen wie die Abwasserbehandlung in kleineren Gemeinschaften wird oft auf die primäre Behandlung verzichtet, da in diesen Fällen mehr Wert auf einfachere und weniger aufwendige Methoden gelegt wird. In Regionen der Welt mit warmem Klima wird häufig auf die primäre Behandlung verzichtet, da Probleme mit Gerüchen aus den primären Sedimentationsbecken und dem primären Schlamm auftreten. In diesen Fällen werden verschiedene Modifikationen der gängigen aktiven Schlammverfahren eingesetzt, einschließlich kontinuierlicher Diskontinuitätsreaktoren, Oxidationskanalsystemen, belüfteten Lagunen oder Stabilisierungsteichen.

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