Laatst bijgewerkt op 11 mei 2025 door Kevin Chen
Laag opgeloste zuurstof (DO) Een te lage concentratie is een veelvoorkomend en kritisch operationeel probleem in afvalwaterzuiveringssystemen. Onvoldoende zuurstof beïnvloedt de normale stofwisseling van micro-organismen en leidt vaak tot een overgroei van draadvormige bacteriën, wat leidt tot slibophoping, verhoogde concentraties zwevende deeltjes in het effluent en een verminderde zuiveringsefficiëntie. Vergeleken met conventionele processen, Membraanbioreactor (MBR)-systemen bieden superieure regelmogelijkheden en aanpassingsvermogen bij het omgaan met dergelijke problemen. Dit artikel biedt een systematisch overzicht van de oorzaken van lage zuurstofconcentraties en effectieve strategieën voor mitigatie in MBR-operaties.
Oorzaken en impact van laag opgelost zuurstofgehalte
Bij feitelijke operaties worden lage DO-concentraties doorgaans veroorzaakt door:
- Storing of inefficiëntie van het beluchtingssysteem: zoals verstopte diffusers of onvoldoende blaascapaciteit.
- Sterke belastingschommelingen: resulteren in een snel zuurstofverbruik vanwege de hoge organische belasting.
- Verhoogde watertemperatuur: vermindert de oplosbaarheid van zuurstof.
- Ernstige slibvorming: leidt tot slechte zuurstofoverdracht binnen vlokken.
Wanneer de zuurstofconcentratie gedurende langere tijd onder de 2 mg/l blijft, hebben draadvormige bacteriën de neiging te domineren. Dit resulteert in een verhoogde slibvolume-index (SVI), slechte bezinking van het slib, troebel effluent, schuimvorming en zelfs systeemfalen.
Hoe kan ik een laag zuurstofgehalte in MBR-systemen verhelpen?
Terwijl MBR-systemen hebben een zelfregulerend vermogen, maar aanhoudende lage DO-omstandigheden vereisen tijdig ingrijpen door de volgende maatregelen te nemen:
1. Optimaliseer het beluchtingssysteem
- Routinematige inspectie en onderhoud: Regelmatige reiniging van diffusors en prestatiecontroles van blowers.
- Verhoog de beluchtingsintensiteit: Vooral tijdens de piekuren van de instroom, om de DO-niveaus tussen 2–4 mg/L te houden.
- Gesegmenteerde of intermitterende beluchting: Verbetert de zuurstofoverdracht en voorkomt plaatselijke zuurstofgebrek.
2. Pas de slibrecirculatie en -verspilling aan
- Verhoog de retourslibverhouding: Meestal 50–100%, om de microbiële dichtheid in de beluchtingstank te verhogen.
- Verbeter de slibverspilling: Verkort de slibretentietijd (SRT) tot 5–10 dagen, waardoor de ophoping van draadachtige bacteriën tot een minimum wordt beperkt.
3. Pas gerichte chemische dosering toe
- Chlorering of H₂O₂-toevoeging:Lage doses natriumhypochloriet of waterstofperoxide kunnen de groei van draadachtige bacteriën onderdrukken.
- Toevoeging van coagulant:Polyaluminiumchloride (PAC) of aluminiumsulfaat verbetert de flocculatie en bezinking van slib.
- Dosering van inert materiaal:Door het toevoegen van materialen als diatomeeënaarde of klei worden de slibdichtheid en de bezinkingsprestaties verbeterd.
4. Evenwichtige voedingsverhoudingen
- Aanvullende stikstof en fosfor: Handhaaf de optimale BOD₅:N:P-verhouding van 100:5:1.
- Dosering van koolstofbronnen: Voeg bij influents met een lage C/N-verhouding methanol of natriumacetaat toe om de denitrificeerders te ondersteunen en de microbiële balans te reguleren.
5. Controleer pH en temperatuur
- Houd de pH tussen 6.5 en 8.5 indien nodig met zuur of base.
- Houd de temperatuur binnen 20–35°C door isolatie- of koelsystemen indien nodig.
6. Introduceer biologische competitie
- Zaaien met nuttige stammen: Versterkt de dominantie van gezonde microben over draadachtige soorten.
- Voeg bio-dragers toe: Biedt hechtingsoppervlakken voor nuttige microben, waardoor de nicheruimte van draadvormige bacteriën wordt verkleind.
Voordelen van MBR bij DO-regulering
Vergeleken met conventionele actiefslibprocessen bieden MBR-systemen de volgende voordelen:
1. Hogere biomassaconcentratie
MBR-systemen werken met een aanzienlijk hogere MLSS, waardoor de capaciteit voor organische verwijdering wordt verbeterd en de zuurstofstress tijdens belastingpieken wordt verlaagd.
2. Langere slibleeftijd en lagere organische belasting
De langere slibleeftijd in MBR bevordert een stabiele microbiële gemeenschapsstructuur, waardoor de overgroei van draadvormige bacteriën wordt beperkt en de veerkracht van het proces wordt verbeterd.
3. Membraanfiltratie vervangt sedimentatie
Zelfs als er sprake is van matige slibophoping, zorgt membraanscheiding voor de kwaliteit van het effluent en voorkomt het wegspoelen van slib.
4. Geavanceerde monitoring en automatisering
MBR-systemen beschikken vaak over online DO-sensoren en variabele beluchtingsregelsystemen voor realtime aanpassingen en nauwkeurige regeling.
Conclusie
Een laag zuurstofgehalte is een beheersbare uitdaging met een goed systeemontwerp en operationele strategieën. Dankzij hun inherente stabiliteit en geavanceerde automatisering, MBR-systemen Bieden een robuuste oplossing voor consistente en zeer efficiënte afvalwaterzuivering. Inzicht in de mechanismen en het tijdig implementeren van interventies zijn essentieel voor het behouden van optimale prestaties en het voorkomen van problemen met slibophoping.
