Stickstoffelimination durch immobilisierte Biomasse und entkoppelte Substratversorgung bei hochbelasteten Abwässern:
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Düsseldorf
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1997
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| adam_text | Titel: Stickstoffelimination durch immobilisierte Biomasse und entkoppelte Substratversorgung bei hochbelas
Autor: Özoguz, Gürhan
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Gürhan Ozoguz, Delmenhorst Sticksloffelimination durch immobilisierte Biomasse und entkoppelte Substratversorgung bei hochbelasteten Abwässern Reihe 15 : Umwelttechnik Nr. 168
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis A Formclzcichcn VIII B Literaturverzeichnis XIII 1. Einleitung.......................................................... 1 2. Stand des Wissens....................................................4 2.1 StickstoiTclimination .............................................4 2.1.1 Ziel der StickstoiTclimination .......................................4 2.1.2 Grundlagen der biologischen Prozesse .................................4 2.1.2.1 Nitrifikation 2.1.2.2 Denitrifikation 2.1.2.3 StickstoiTvcrlustc in der Flüssigphase 2.1.2.4 Theoretische Grundlagen zur Ermittlung kinetischer Parameter 2.1.3 Verfahrenstechnik der StickstoiTclimination ............................ 24 2.2 Biofilmc..................................................... 30 2.2.1 Entstehung von Biofilmen......................................... 30 2.2.2 Aulbau von Biofilmen ........................................... 32 2.2.3 Stofftranspon in Biofilmen........................................ 35 2.3 Löslichkeit und Eintrag von Sauerstoff in Wasser und Abwasser..............41 2.3.1 Löslichkeit von Sauerstoff in Wasser und Abwasser ......................41 2.3.2 Saucrstoffeinlrag in Wasser und Abwasser .............................43 2.3.3 Saucrstoffeinlrag in Wasser und Abwasser durch nichlporösc Membranen...................................................45 2.3.4 Einflüsse auf den Sauersloffiibcrgang an einer querangeströmten Membran .................................................... 55 2.4 Verwendete dimcnsionslosc Kcntv/ahlen zur Charakterisierung der Stofftranspon- und Reaktionsbedingungen im Reaktor .................. 59 3. Ziele der Untersuchungen............................................. 68 4. Anlagenbeschreibung, Meßtechnik und Versuchsdurchführung ................. 73 4.1 Mcmbran-Schlaueh-Modiii-(MSM)Reakioren zur StickstoiTclimination.......... 73 4.2 Bestimmung des Pcrmcabilitätskocftlzicntcn des
Silikon-Meinbranschlauchcs ....................................... 76 4.3 Bestimmung des Siotliibergangskoeftlzicmcn ........................... 77 4.4 Örtliche Sloffprofil-Messung an einer Einzelmembran ..................... 81 4.4.1 Prinzip der polarographischcn Sauersloftbestimmung...................... 84 4.4.2 Methodik zur Messung mit Nadelelektroden............................ 86 VI
Inhaltsverzeichnis 4.4.3 Versuchsaufbau zur Ermittlung der Sauerstoffprofile ...................... 90 4.5 Bestimmung der kinetischen Koeffizienten ............................. 92 4.6 Verwendete Au.swcrtegieichungcn ................................... 93 5. Diskussion der Versuchsergebnis.se ...................................... 95 5.1 Sauersloffsättigung der verwendeten Nährlösung......................... 95 5.2 Membranspezifischer Stofftranspon .................................. 96 5.2.1 Membranpcmieabilität ........................................... 96 5.2.2 Stoffübergangskoeffizient ......................................... 96 5.3 Nitrifikalionslcislung im Mcmbran-Schlauch-Modtil-(MSM)-Reakor ........... 98 5.3.1 MSM-Rcaktor A mit einer spezifischen Oberfläche von 20 nr in ............. 98 5.3.1.1 Nitrifikalionslcislung als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit und der Subslratkonzcntration 5.3.1.2 Umsatzgrad als Funktion der Raumbclastung 5.3.1.3 Umsatzgrad in Abhängigkeil der Damköhlcr-Zahl 1. AH 5.3.1.4 Slickstoffverluste 5.3.2 MSM-Rcaktor B mit einer spezifischen Oberfläche von 200 nrin 1 ........... 105 5.3.2.1 Nitrifikationsleistung als Funktion der Strömungsgeschwindigkeit und der Subslratkonzcntration 5.3.2.2 Umsatzgrad als Funklion der Raumbelastung 5.3.2.3 Umsatzgrad in Abhängigkeit der Damköhlcr-Zahl 1 .Art 5.3.2.4 Slicksloffvcrluste 5.4 Stoiliransport ................................................ 112 5.4.1 Ermittlung der optimalen Polarisationsspannung........................ 113 5.4.2 Elcktrodcnkalibrierung und Kompensation des Temperatureinflusses ........................................... 114 5.4.3 Aufbcrcilung und Darstellung der Meßdaten........................... 114 5.4.4 Diskussion der Ergebnisse ....................................... 114 5.4.4.1 Sauersloffprofil-Mcssungcn im MSM-Rcaktor ß 5.4.4.2 Slofliransportinessungen im Slrömungsrohr 5.4.4.3 Dimensionsanaly.se
5.5 Kinetik der Nitrifikation von Biofilmen auf Membranschläuchen............. 125 5.6 Ausblick.................................................... 131 6. Anhang ......................................................... 135 6.1 Tabellen 6.2 Abbildungen VII
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