Untersuchungen zur Entfernung halogenorganischer Verbindungen (HOV) durch Pulverkohlen im Belebungsverfahren:
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Düsseldorf
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1997
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Autor: Bornhardt, Christian
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Ing. Civ. Qui. f M. Sc. Christian Bornhardt, Berlin Untersuchungen zur Entfernung halogenorganischer Verbindungen (HOV) durch Pulverkohlen im Belebungsverfahren Reihe 15 : Umwelttechnik Nr. 165
V Inhaltsverzeichnis Symbolverzeichnis und Abkürzungen VIII Abstract X 1 Einleitung 1 1.1 Allgemeines und Begriffsdefinitionen 1 1.2 Die Wasserproblematik im Raum Berlin 3 1.3 Aufgabenstellung 5 2 Grundlagen und Literaturübersicht 7 2.1 Halogenorganische Verbindungen im Wasser 7 2.1.1 Allgemeines 7 2.1.2 AOX in Gewässern 8 2 1.3 Herkunftsbereiche des AOX 10 2.1.3.1 Industrie und Gewerbe 10 2.1.3.2 Häusliches Abwasser 13 2 1.4 AOX-Elimination in der Kläranlage 14 2.2 Adsorption an Kohleprodukten 19 2.2.1 Einzelstoffe 19 2.2.2 Mehrstoffgemische: Konkurrierende Adsorption 20 2.3 Einsatz von Kohleprodukten zur Abwasserreinigung 21 2.3.1 Vor-oder nachgeschaltete Filtration 21 2.3.2 Simultaner Einsatz von Pulveraktivkohle im Belebtschlammverfahren 22 2.3.2.1 Modellvorstellungen zum Wirkungsmechanismus 22 2.3.2.2 Mathematische Modelle 27 2.3.3 Anwendungsbeispiele mit nicht aktivierten Kohleprodukten 29 3 Experimentelle Durchführung 31 3.1 Analytische Bestimmung der Parameter 31 3.1.1 AOX-Bestimmung 31 3.1.1.1 Gesamt-AOX 31 3.1.1.2 AOX-Differenzierungsmethode 32 3.1.2 Organische Summenparameter, Nährstoffe und Salze 32 3.1.3 Physikalische Schlammparameter 33 3.1.4 Biomassebestimmung in PAK/Belebtschlammsystemen 33 3.2. Beschreibung der Versuchseinrichtungen und -durchführung 35 3.3 Adsorptionsversuche 38 3.3.1 Charakterisierung der eingesetzten Kohlen 38
VI 3.3.1 1 Phenol-Aufnahmevermögen 38 3.3 1.2 lodzahl 40 3.3.2 Adsorptionsanalyse / Adsorbierbarkeit 41 3.4 Begleitende Untersuchungen: Belebtschlammaktivität 42 3.5 Statistische Methoden 43 4 Ergebnisse zum Betrieb der Versuchsanlage: Vergleich mit dem Klärwerk Berlin-Ruhleben 44 4.1 Betriebsparameter und Klärleistung 44 4.2 Statistische Auswertung der Wochen- und Jahresganglinien 44 4 2.1 Nährstoffe (N, P und C) 45 4.2.2 Korrelation zwischen SummenDarametern 48 4.2.3 AOX-Fraktionen 53 4.3 AOX-Bilanz im Klärwerk 57 5 Ergebnisse zu den Adsorptionsversuchen 59 5.1 Adsorption von organischen Abwasserinhaltsstoffen an unterschiedlichen Kohlen 59 5.2 Beurteilung der Adsorbierbarkeit von unterschiedlich behandelten Abwässern 61 5.2.1 Gesamt-DOC 61 5.2.2 AOX-Fraktionen 67 5.2.3 Korrelation zwischen Summenparametern 76 5.3 Begleitende Untersuchungen zur Adsorption 77 5.3.1 Beurteilung von Verdrängungseffekten: Stufenweise Beladung der Aktivkohle 77 5 3.2 Konkurrenzeffekte durch die Bedingungen im Belebungsbecken 81 5.3.3 Kinetik der Adsorption an Aktivkohle 82 6 Ergebnisse zur Behandlung mit Pulverkohle 86 6.1 Zusammenfassung der Ergebnisse zum Einsatz von Pulverkohlen im Klärwerk Berlin-Ruhleben 86 6.2 AOX-Entfernung in der Pilotanlage 87 6.2.1 Simultane Kohlezugabe (PACT) 88 6.2.2 Nachgeschaltete Kohlebehandlung 91 6.2.2.1 Ohne Kohlerückführung 91 6 2.2.2 Teilstrom-Nachbehandlung mit Kohlerückführung 94 6.3 Einfluß der Kohlezugabe auf die anderen Parameter 97 6.3.1 DOC und Nährstoffe 97 6.3.2 Schlammparameter 98 6 4 Modellberechnungen 100 6.5 Einfluß der Kohlezugabe auf die Schlammaktivität 105
105 107 110 110 112 114 114 114 116 117 119 120 121 122 124 124 132 135 VII 6.5.1 Kohlenstoffabbau 6.5.2 Dynamik der Phosphorentfernung 6.5.3 Dynamik der Stickstoffentfernung 6.5.3.1 Nitrifikation 6.5.32 Denitrifikation Zusammenfassende Diskussion und Schlußfolgerungen 7.1 Problematik und Aufgabenstellung 7.2 Herkunft und Charakterisierung des AOX 7.3 Adsorbierbarkeit der Gruppenparameter DOC und AOX 7.4 Wirkungsmechanismus des PACT-Verfahrens 7.5 Simultane Pulverkohlebehandlung 7.6 Sequentielle Aktivkohlebehandlung 7.7 Fazit Zusammenfassung Anhang 9.1 Tabellen 9.2 Bilder Literaturverzeichnis
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