Rotationsscheibenreaktor für die aerobe, anoxische und anaerobe Abwasserreinigung: praktische Einsatzmöglichkeiten und mathematische Modellierung
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Düsseldorf
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| adam_text | Titel: Rotationsscheibenreaktor für die aerobe, anoxische und anaerobe Abwasserreinigung
Autor: Breithaupt, Tobias
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dipl.-Ing. Tobias Breithaupt, Berlin Rotationsscheibenreakfor für die aerobe, aitoxische und anaerobe Abwasserreinigung. Praktische Einsatzmöglichkeiten und mathematische Modellierung Reihe 15 : Umwelttechnik Nr. 179
Inhaltsverzeichnis V Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 1 2 Tauchkörperanlagen 3 2.1 Immobilisierung von Mikroorganismen 3 2.2 Entwicklungsgeschichte von rotierenden Tauchkörpern 5 3 Grundlagen der biologischen Abwasserreinigung 8 3.1 Kinetische Grundlagen 8 3.2 Grundlagen des aeroben Kohlenstoffabbaus 10 3.3 Grundlagen der Nitrifikation 11 3.4 Grundlagen der Denitrifikation 16 3.5 Grundlagen des anaeroben Kohlenstoffabbaus 18 4 Modelle zur Beschreibung der eingeschränkten Rückvermischung 21 4.1 Grundlagen 21 4.2 Der Sprungversuch 22 4.3 Der vollständig durchmischte Rührkessel 23 4.4 Die Rührkesselkaskade 25 4.5 Das Dispersionsmodell für den Rohrreaktor 26 5 Materialien und Methoden 30 5.1 Das Textilstrukturmaterial 30 5.2 Der anoxische und anaerobe Reaktor 31 5.3 Der aerobe Reaktor 33 5.4 Probenahmemöglichkeiten 35 5.5 Meßmethoden 35 5.5.1 Messung von pH-Wert, Temperatur und Flüssigkeitsvolumenstrom 35 5.5.2 Messung der Summenparameter 36 5.5.3 Messung der Einzelparameter 38 6 Untersuchte Prozesse 40 6.1 Nitrifikation an einem synthetischen Abwasser 40 6.1.1 Versuchsdurchfiihrung 40 6.1.2 Ergebnisse und Diskussion 40
VI Inhaltsverzeichnis 6.2 Nitrifikation und aerober Kohlenstoffabbau an einem synthetischen Abwasser 45 6.2.1 Versuchsdurchfiihrung 45 6.2.2 Ergebnisse und Diskussion 45 6.3 Aerobe Reinigung eines realen kommunalen Abwassers 49 6.3.1 Versuchsdurchfiihrung 49 6.3.2 Ergebnisse und Diskussion 50 6.4 Denitrifikation an einem synthetischen Abwasser 53 6.4.1 Versuchsdurchfiihrung 53 6.4.2 Ergebnisse und Diskussion 55 6.5 Anaerob/aerobe Behandlung von Abwässern der Kartoffelverarbeitung 59 6.5.1 Versuchsdurchfiihrung 59 6.5.2 Ergebnisse und Diskussion 61 6.6 Anaerob/aerobe Reinigung eines Abwassers der Olivenölproduktion 66 6.6.1 Versuchsdurchfiihrung 66 6.6.2 Ergebnisse und Diskussion 68 6.7 Anaerobe Reinigung eines Abwassers aus der thermischen Schlamm- 71 konditionierung 6.7.1 Versuchsdurchfiihrung 71 6.7.2 Ergebnisse und Diskussion 72 6.8 Vergleich mit den Ergebnissen anderer Autoren 74 7 Modellierung der stationären Konzentrationsprofile 79 7.1 Verweilzeitverteilung an RSR 1, RSR 2 und RSR 3 79 7.2 Das strömungstechnische Modell für RSR 2 81 7.3 Versuchsaufbau und Versuchsdurchfuhrung 85 7.3.1 Versuchsaufbau 85 7.3.2 Meßwerterfassung und pH-Wert-Regelung 85 7.3.3 Versuchsdurchfuhrung 87 7.4 Ergebnisse des anaeroben Essigsäureabbaus 89 7.5 Das Substrat und die Beschreibung der interionischen Wechselwirkungen 89 7.5.1 Verwendetes Substrat und kinetische Koeffizienten 89
Inhaltsverzeichnis VH 7.5.2 Die Fugazität der Hydroniumionen 91 7.5.3 Das Dissoziationsgleichgewicht der Kohlensäure 94 7.5.4 Das Dissoziationsgleichgewicht der Essigsäure 97 7.5.5 Berechnung der Konzentrationsprofile 100 7.6 Ergebnisse 102 7.6.1 Biomassebestimmung / Aktivitätsbestimmung 102 7.6.2 Stationarität der gemessenen Profile 107 7.6.3 Vergleich gemessener und berechneter Konzentrationsprofile 109 7.7 Bewertung der Modellierung der Konzentrationsprofile 119 8 Abschließende Diskussion und Ausblick 120 9 Zusammenfassung 123 10 Anhang 125 10.1 Bekannte Ergebnisse an Rotationsscheibenreaktoren 125 10.1.1 Aerober KohlenstofFabbau ohne Nitrifikation 125 10.1.2 Aerober KohlenstofFabbau mit Nitrifikation 128 10.1.3 Anaerobe Abwasserreinigung 133 10.1.4 Denitrifikation 136 10.2 Bekannte Messungen axialer Konzentrationsprofile 139 10.3 Herleitung der Formeln für den realen Rohrreaktor mit ortsabhängigem 143 Dispersionskoeffizienten 10.4 Konzentrationsprofile in der Einzelscheibe 147 10.5 Abbildungen aller gemessenen Konzentrationsprofile und Vergleich mit den 150 Modellen 11 Literaturverzeichnis 162
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