Regenerative Energie
Die biologische Abwasserreinigung mit Hilfe aerober Granula ist ein neues, viel versprechendes Verfahren. Sie findet vorwiegend in SBR-Reaktoren bei gegenüber flockenförmigem Schlamm erhöhten Raumumsatzleistungen statt. Im Zuge der Granulierung schließt sich flockenförmige Biomasse u.a. durch die Schaffung hoher Substratgradienten und hoher Scherkräfte zu kugelförmigen Aggregaten (Granula) zusammen. Diese Aggregate sind den Biofilmen zuzurechnen und erreichen mehr als zehnfach höhere Sedimentationsgeschwindigkeiten als normaler flockenförmiger Belebtschlamm. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass im Anlagenbetrieb höhere Biomassenkonzentrationen gefahren werden können, die letztendlich zu kleineren Reaktoren bzw. besseren Raumumsatzleistungen führen.
Im Rahmen der präsentierten Arbeit wurden Betriebsdaten und Simulationsergebnisse eines SBR-Reaktors vorgestellt, in dem Molkereiabwasser mit Hilfe aerober Granula erfolgreich behandelt wurde. Der Reaktor wurde mit mittleren CSB-Raumbelastungen von 5,9 kgCSB/(m3 · d) und 4,5 kgCSB/ (m3 · d) betrieben. Das Schlammalter lag bei 3–7 Tagen. Das entwickelte mathematische Modell stellt insofern eine Erweiterung bisherigen Wissens dar, da es gelungen ist, reales industrielles Abwasser mit hohen partikulären Bestandteilen und stark variierender Zusammensetzung zu modellieren. Die Simulationsergebnisse des Modells sind für die untersuchten Parameter TS, CSB, NH4-N und NO3-N gut. Die Diffusion von Substrat ins Innere der Biomassenaggregate wurde genauer modelliert, so dass u.a. der Einfluss der Sauerstoffdiffusion auf die Nitratstickstoffelimination unter sucht werden konnte. Am äußeren Rand der aeroben Zone der Granula, in der die extrazelluläre Hydrolyse des schwer abbaubaren Substrats zu erwarten ist, wird der CSBUmsatz durch die Hydrolyse limitiert.Durchgeführte Modellrechnungen zeigten, dass die Granula mit einer Dichte von 40 kgoTS/m3 etwa bis zu einer Tiefe von 65–95 µm sauerstoffversorgt sind, wenn die Sauerstoffkonzentration in der Flüssigphase nahe der Sättigungskonzentration liegt. Unterhalb der aeroben Schicht herrschen in den Granula anoxische bzw. anaerobe Zonen vor. Für verschiedene Fragestellungen bei der Modellierung des industriellen Abwassers konnten modelltechnische Lösungen entwickelt werden. So gelanges, den TS-Gehalt im Zulauf durch die Einführung einer zusätzlichen gelösten, schwer abbaubaren Fraktion abzubilden. Diese war nötig, um das bei Molkereiabwasser im Vergleich zu kommunalem Abwasser verringerte TS/CSB-Verhältnis zu berücksichtigen. Aufgrund der stark schwankenden Abwasserzusammensetzung bei Molkereiabwasser wurde darüber hinaus die Möglichkeit der Nitratstickstoffinkorporation bei heterotrophem Biomassenwachstum berücksichtigt.
| Copyright: | © DIV Deutscher Industrieverlag GmbH |
| Quelle: | GWF 03/2008 (März 2008) |
| Seiten: | 8 |
| Preis: | € 8,00 |
| Autor: | Prof. Dr.- Ing. habil. Marc Wichern Norbert Schwarzenbeck Dr.-Ing. Manfred Lübken Dipl.-Ing. Emanuele Sozzi |
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