Untersuchungen zur Reaktions- und Verfahrenstechnik von Nitrifikation und Denitrifikation im Drei-Phasen-Wirbelbettreaktor:
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Autor: Bennemann, Helmut
Jahr: 1990
Inhaltsverzeichnis
Seite
Symbolverzeichnis 1
1. Einleitung 4
2. Problemstellung 6
3. Konzept des Wirbelschichtreaktors 8
3.1 Auswahl des Reaktors 8
3 . 2 Aufbau des Laborreaktors 11
3.3 Abschätzung des Dispersionsverhaltens des Airlift- 14
Schlaufenreaktors
3.3.1 Dispersion in der Flüssigphase 14
3.3.2 Abschätzung des Sauerstoffgradienten 15
in der Gasphase
3.3.3 Mischverhalten des 3-Phasensystems 17
3.4 Regelung der Sauerstoffkonzentration in der 17
Flüssigphase
3.5 Verhalten der Sauerstoffregelung im Betrieb 22
4. Hitrifikation 27
4.1 Grundlagen zur Nitrifikation 27
4.2 Wachstumskinetik der Nitrifikanten 29
4.3 Anzucht der Mikroorganismen 34
4.4 Versuche zum pH-Wert-Verhalten der Nitrifikanten 39
4.5 Sauerstoffkinetik der Nitrifikanten 45
4.5.1 Verhalten der Gesamtkultur 45
4.5.2 Sauerstoffkinetik der Nitrosomonas 49
4.6 Belastung der Kultur mit unterschiedlich 51
hohen Aramoniumfrachten
Seite
5. Denitrifikation 55
5.1 Grundlagen der biologischen Denitrifikation 55
5.2 Voraussetzungen für die Denitrifikation 57
5.3 Stöchiometrie der Denitrifikation 58
5.4 Anzucht der Mikroorganismen 61
5.5 Versuche zum pH-Wert-Optimum der Denitrifikanten 63
5.6 Sauerstoff-Toleranz der Denitrifikanten 65
6. Stickstoffelimination in einer zweistufigen 67
und einer einstufigen Anlage
6.1 Das zweistufige Verfahren 67
6.2 Einstufige Stickstoffelimination 70
6.2.1 Randbedingungen für eine simultane 70
Nitrifikation und Denitrifikation
6.2.2 Stickstoffelimination in der einstufigen 71
Anlage
7. Zusammenfassung 77
8. Ausblick 80
9. Herleitung des Streckenmodells und Bestimmung der 81
Parameter des Regelalgorithmus für die Flüssigphase—
Sauerstoffkonzentration
10. Mathematischer Anhang 90
10.1 Herleitung der pH-Abhängigkeit der Ammoniak- und 90
salpetrige Säure-Konzentrationen
10.2 Herleitung der Ammoniumabbauleistung im insta- 94
tionären, kontinuierlich betriebenen Airlift-
Schlaufenreaktor
10.3 Bestimmung des StoffÜbergangskoeffizienten im 97
biologischen Betrieb
Seite
11. Methodenanhang 98
11.1 Analysenmethoden 98
11.1.1 Ammoniumbestimmung 98
11.1.2 Nitrit- und Nitratbestimmung 98
11.1.3 Biotrockensubstanzbestimmung 98
11.1.4 TOC-Bestimmung 99
11.1.5 Sauerstoff- und Kohlendioxidbestimmung 99
in der Gasphase
11.2 Zusammensetzung der Nährlösung 99
11.2.1 Nährlösung der Nitrifikanten 99
11.2.2 Nährlösung der Denitrifikanten 100
11.2.3 Nährlösung für die simultane Nitrifi- 101
kation/Denitrifikation
11.3 Programme zur Regelung und Simulation 102
12. Literatur 103
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