Berechnung und Entfernung der gesamten suspendierten Feststoffe (TSS) in der Abwasseraufbereitung

1. Einleitung

Schwebstoffe (Total Suspended Solids, TSS) sind Partikel, die größer als 2 µm sind und im Wasser suspendiert bleiben, da sie sich nicht auflösen können. Als kritischer Parameter für die Wasserqualität wird der TSS häufig im Rahmen von Einleitungsgenehmigungen geregelt. Die Kontrolle des TSS innerhalb der zulässigen Grenzwerte ist für die Einhaltung von Umweltauflagen, den Schutz von Wasserlebewesen und die Vermeidung von behördlichen Strafen unerlässlich.

2. Warum TSS wichtig ist

2.1 Umweltauswirkungen

• Reduzierter gelöster Sauerstoff
  Schwebstoffe erhöhen den Sauerstoffbedarf von Mikroorganismen, wodurch der gelöste Sauerstoff (DO) verringert wird und Wasserlebewesen gestresst werden.
• Störung des Ökosystems
  Eine hohe Trübung blockiert das Sonnenlicht, behindert die Photosynthese der Wasserpflanzen und unterbricht die Nahrungskette.

2.2 Gesundheits- und Sicherheitsrisiken

• Krankheitserreger und Toxine
  Bakterien, Viren oder Schwermetalle können an Partikel adsorbiert werden und bei Aufnahme ein Risiko darstellen.
• Bedenken hinsichtlich des Trinkwassers
  Wasser mit erhöhtem TSS-Wert ist ohne gründliche Aufbereitung nicht für den direkten Verbrauch geeignet.

2.3 Betriebliche und behandlungstechnische Herausforderungen

• Verstopfung und Verschleiß
  Hohe TSS-Werte beschädigen Pumpen, Rohre und Filter durch Abrieb, was zu häufigen Wartungsarbeiten und Ausfallzeiten führt.
• Geringere Effizienz der Behandlung
  Überschüssige Feststoffe können aerobe Prozesse hemmen und in schweren Fällen zu einer unerwünschten anaeroben Vergärung und Methanbildung führen.

3. Häufige Quellen von TSS im Abwasser

• Natürliche Inputs - Bodenerosion, Abfluss von Regenwasser, Algenblüten.
• Industrielle und städtische Aktivitäten - Produktionsabwässer, Lebensmittel- und Getränkeherstellung, Deponiesickerwasser, Baustellenabfluss.
• Biogenes Material - Laub, Gras und organischer Detritus, die über die Kanalisationseinläufe eingetragen werden.

4. Beziehung zwischen TSS, BSB und CSB

Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) misst den Sauerstoffverbrauch, den Bakterien bei der Zersetzung organischer Stoffe verursachen. Ein höherer TSS-Wert korreliert oft mit einem höheren BSB-Wert.
Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) quantifiziert den Sauerstoffbedarf für die chemische Oxidation organischer Verbindungen. Die Verringerung des TSS senkt auch den CSB, was die allgemeine Klarheit des Wassers und die Verfügbarkeit von Sauerstoff verbessert.

5. Berechnung der TSS-Entfernungseffizienz

Um festzustellen, wie wirksam ein Behandlungsverfahren den TSS entfernt:

1. Messung der TSS-Konzentration im Zulauf (TSS_i) und die TSS-Konzentration des Abwassers (TSS_e) in mg/L.
2. Wenden Sie die Formel an:

Beseitigungseffizienz (%) =
(TSS_i - TSS_e) / TSS_i × 100

6. Methoden zur Entfernung von TSS

6.1 Biologische Behandlung

Aerobe Behandlung nutzt Sauerstoff und Mikroorganismen, um organische Partikel abzubauen, wobei flüchtige Schwebstoffe (VSS) oder Schlämme entstehen.
Anaerobe Behandlung arbeitet ohne Sauerstoff und verwandelt organische Stoffe in Biogas.

Wichtige Ausstattung: Feinblasige Diffusoren und Scheibendiffusoren verbessern die Effizienz des Sauerstofftransfers in aeroben Reaktoren.

6.2 Koagulation und Flockung

Chemischer Zusatz (z. B. Polymere, Alaun) destabilisiert und aggregiert feine Partikel zu größeren Flocken.
Trennung durch Sedimentation, Siebung oder Filtration werden diese Flocken entfernt.

6.3 Physikalische Filtration

• Siebe und Netzfilter große Feststoffe auffangen.
• Tiefenfilter und Sandfilter feinere Partikel zu entfernen.
• Tipp: Verwenden Sie Drehventile anstelle von Kolbenventilen, um den Verschleiß der Dichtungen zu minimieren und Feststoffpackungen zu vermeiden.

6.4 Oxidationsvorgänge

Ozon, UVund Hydroxylradikale organische Partikel zu zersetzen oder zu vergrößern, was die anschließende Entfernung erleichtert.

7. Bewährte Praktiken für das TSS-Management

• Regelmäßige Überwachung: Messen Sie kontinuierlich den TSS, um Spikes frühzeitig zu erkennen.
• Kontrolle der Quelle: Durchführung von Erosionskontrollen und Vorbehandlung an Industriestandorten.
• Prozessoptimierung: Anpassung der Gerinnungsmitteldosierung, der hydraulischen Verweilzeiten und der Wartungspläne für die Diffusoren.
• Fortgeschrittene Technologien: Erkunden Sie Membranbioreaktoren, Elektrokoagulation oder grüne Infrastrukturlösungen.