Bilanzierung und Dimensionierung von Anaerobreaktoren in der Abwasserreinigung:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Oldenbourg
1998
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| Schriftenreihe: | Stuttgarter Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft
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| adam_text | FORSCHUNGS- UND ENTWICKLUNGSINSTITUT FUER INDUSTRIE- UND
SIEDLUNGSWASSERWIRTSCHAFT SOWIE ABFALLWIRTSCHAFT E.V. STUTTGART WOLF
MERKEL BILANZIERUNG UND DIMENSIONIERUNG VON ANAEROBREAKTOREN IN DER
ABWASSERREINIGUNG KOMMISSIONSVERLAG R. OLDENBOURG GMBH, MUENCHEN 1998
INHALTSVERZEICHNIS SYMBOLVERZEICHNIS 11 ZUSAMMENFASSUNG 14 1 EINLEITUNG
17 1.1 REAKTOREN ZUR ANAEROBEN ABWASSERREINIGUNG 17 1.2 ABGRENZUNG DES
THEMAS 19 2 MIKROBIOLOGISCHE UND VERFAHRENSTECHNISCHE GRUNDLAGEN DER
ANAEROBEN BEHANDLUNG VON ORGANISCHEN ABWASSERINHALTSSTOFFEN 21 2.1
MIKROBIOLOGIE DER ANAEROBEN METHANGAERUNG 21 2.2 DIE EXISTENZ VON
GESCHWINDIGKEITSLIMITIERENDEN SCHRITTEN IM ANAEROBEN ABBAUWEG 24 2.3
VERFAHRENSTECHNIK ZUR ANAEROBEN REINIGUNG VON INDUSTRIELLEN ABWAESSERN 26
2.3.1 VERFAHRENSTECHNISCHE ANALYSE DES ANAEROBPROZESSES 26 2.3.2
TECHNOLOGIE DER ANAEROBEN ABWASSERREINIGUNG 27 2.3.3 ZUSAMMENSETZUNG
INDUSTRIELLER ABWAESSER 29 2.4 DIMENSIONIERUNG VON ANAEROBREAKTOREN ZUR
ABWASSERREINIGUNG 31 2.5 SCHLUSSFOLGERUNGEN 37 3 ZIELSETZUNG 39 4
MATERIALIEN UND METHODEN 42 4.1 UNTERSUCHTE ABWAESSER 42 4.2
EXPERIMENTELLER AUFBAU 44 4.2.1 MEMBRANGEKOPPELTE SUSPENSIONSREAKTOREN
44 4.2.2 VERSUCHSANLAGEN IM LABORMASSSTAB 47 4.3 PROBENAHME UND
ANALYSENMETHODEN 48 4.4 METHODEN ZUR BESTIMMUNG DES HENRY-KOEFFIZIENTEN
VON KOHLENDIOXID 50 4.4.1 BESTIMMUNG DES HENRY-KOEFFIZIENTEN DURCH
BEGASUNG MIT KOHLENDIOXID 50 4.4.2 EPICS-METHODE ZUR BESTIMMUNG DES
HENRY-KOEFFIZIENTEN 50 4.5 SIMULATION UND PARAMETERSCHAETZUNG MIT DEM
PROGRAMM AQUASIM 51 8 5 BILANZIERUNG DES ANAEROBEN ABBAUS ORGANISCHER
ABWASSERINHALTSSTOFFE IN MEMBRANGEKOPPELTEN SUSPENSIONSREAKTOREN IM
KONTINUIERLICHEN BETRIEB 5.1 BILANZIERUNG VON ANAEROBPROZESSEN MIT
SUMMARISCHEN PARAMETERN 5.2 BERECHNUNG DER STOFFFLUESSE FUER DEN ANAEROBEN
ABBAU VON KOMPLEXEN ORGANISCHEN SUBSTRATEN MIT EINER MISCHPOPULATION
5.2.1 ANWENDUNGEN DER MISCHPOPULATIONS-STOFFFLUSSANALYSE (MPFA) 5.2.2
THEORETISCHE GRUNDLAGEN DER MISCHPOPULATIONS-STOFFFLUSSANALYSE (MPFA)
5.2.2.1 STOECHIOMETRIE AN EINEM NETZWERKSKNOTEN DURCH
ELEMENTARBILANZIERUNG 5.2.2.2 MPFA FUER EIN STOECHIOMETRISCHES NETZWERK
5.2.3 REAKTIONSSTOECHIOMETRIE BEIM ANAEROBEN ABBAU AUSGEWAEHLTER
ORGANISCHER INHALTSSTOFFE 5.3 VORUNTERSUCHUNGEN ZUM BETRIEB EINES
MEMBRANGEKOPPELTEN METHANREAKTORS 5.3.1 BETRIEB VON MEMBRANGEKOPPELTEN
REAKTOREN (LITERATURAUSWERTUNG) 5.3.2 VERWEILZEITVERHALTEN VON
FLUESSIGKEIT UND FESTSTOFF 5.3.3 EINFLUSS DER MEMBRANSPUELUNG AUF DEN
VERSUCHSBETRIEB 5.4 ANAEROBE REINIGUNG VON SYNTHETISCHEM ABWASSER AUS
KURZKETTIGEN ORGANISCHEN SAEUREN 5.4.1 ABBAUSCHEMA UND
BILANZIERUNGSANSAETZE FUER MPFA 5.4.2 GLIEDERUNG DER VERSUCHSABSCHNITTE
514.3 BILANZIERUNG DER GASPRODUKTION IM STATIONAEREN BETRIEB 5.5 ANAEROBE
REINIGUNG VON ETHANOLHALTIGEM ABWASSER 5.5.1 ABBAUSCHEMA UND
BILANZIERUNGSANSAETZE FUER MPFA 5.5.2 GLIEDERUNG DER VERSUCHSABSCHNITTE
5.5.3 BILANZIERUNG DES STATIONAEREN REAKTORBETRIEBS UND
PLAUSIBILITAETSKONTROLLE DER MESSWERTE 5.6 ANAEROBE REINIGUNG VON
MOLKEHALTIGEM ABWASSER 5.6.1 ABBAUSCHEMA 5.6.2 GLIEDERUNG DER
VERSUCHSABSCHNITTE 5.6.3 BILANZIERUNG DES EIWEISSABBAUS 5.6.4
BILANZIERUNG DER GAS- UND FESTSTOFFPRODUKTION IM STATIONAEREN BETRIEB 5.7
DISKUSSION UND ZUSAMMENFASSUNG 6 MATHEMATISCHE MODELLIERUNG UND
SIMULATION 6.1 ZIELE DER DYNAMISCHEN MODELLIERUNG DES ANAEROBEN ABBAUS
6.2 VERWENDETE ANSAETZE ZUR MATHEMATISCHEN MODELLIERUNG 6.2.1
STOFFBILANZEN UND KINETISCHE ANSAETZE 6.2.2 PH-WERT 6.2.3 STOFFTRANSPORT
DER GASFOERMIGEN KOMPONENTEN KOHLENDIOXID UND METHAN 6.3 PARAMETERSTUDIEN
UND SENSITIVITAETSUNTERSUCHUNGEN BEZUEGLICH DER MODELLPARAMETER 6.3.1
SENSITIVE PARAMETER BEZUEGLICH DER SIMULATION DER ABBAUKINETIK 6.3.2
SENSITIVE PARAMETER BEZUEGLICH DER SIMULATION DES PH-WERTS UND DER
GASPRODUKTION 113 6.4 EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN ZU AUSGESUCHTEN
MODELLPARAMETERN UND PARAMETERSCHAETZUNG 11 6 6.4.1 SCHWERPUNKTE DER
UNTERSUCHUNGEN UND VORGEHENSWEISE 116 6.4.2 BERECHNUNG DER
AUSBEUTEKOEFFIZIENTEN ZUR BIOMASSEBILDUNG 117 6.4.2.1 ENERGETISCHES
MODELL DER ZELLSYNTHESE NACH MCCARTY 118 6.4.2.2 DISSIPATION VON
CHEMISCHER ENERGIE BEI DER ZELLSYNTHESE 120 6. 4.2.3 ERGEBNISSE DER
BERECHNUNGEN ZU DEN AUSBEUTEKOEFFIZIENTEN 120 6.4.3 EXPERIMENTELLE
BESTIMMUNG DER PRODUKTVERTEILUNGEN 123 6.4.3. 1 PRODUKTVERTEILUNG BEIM
ANAEROBEN ABBAU VON MILCHSAEURE 123 6. 4.3.2 PRODUKTVERTEILUNG BEIM
ANAEROBEN ABBAU VON EIWEISS 124 6.4.4 EXPERIMENTELLE BESTIMMUNG DES
HENRY-KOEFFZIENTEN FUER KOHLENDIOXID 125 6.4.5 UNTERSUCHUNGEN ZUR
BESTIMMUNG DES STOFFUEBERGANGSKOEFFIZIENTEN K L A 126 6.4.5.1
THEORETISCHE ANSAETZE ZUR BERECHNUNG DES K L A-WERTS 126 6. 4.5.2
EXPERIMENTELLE UNTERSUCHUNGEN 130 6.4.5.3 KOHLENDIOXIDKONZENTRATIONEN IN
DER FLUESSIGPHASE IM DYNAMISCHEN BETRIEB 134 6.4.6 KINETIK DER
ABBAUREAKTIONEN 135 6.4.6.1 BESTIMMUNG DER KINETISCHEN PARAMETER BEIM
ANAEROBEN ABBAU VON ORGANISCHEN SAEUREN 137 6.4.6.2 BESTIMMUNG DER
KINETISCHEN PARAMETER BEIM ANAEROBEN ABBAU VON ETHANOL 139 6.4.6.3
BESTIMMUNG DER KINETISCHEN PARAMETER BEIM ANAEROBEN ABBAU VON MOLKE 14 2
6.4.7 ERGEBNISSE DER KINETISCHEN UNTERSUCHUNGEN IM LABORREAKTOR 145 6.5
ZUSAMMENFASSUNG UND DISKUSSION 146 7 KONZEPTE ZUR DIMENSIONIERUNG VON
METHANREAKTOREN IM STATIONAEREN UND DYNAMISCHEN BETRIEB 150 7.1
DIMENSIONIERUNGSSTRATEGIEN FUER METHANREAKTOREN 150 7.2 DIMENSIONIERUNG
NACH DER CSB-RAUMBELASTUNG 152 7.3 GESCHWINDIGKEITSLIMITIERENDE
ABBAURATEN ALS DIMENSIONIERUNGS- PARAMETER 153 7.3.1 VORGEHENSWEISE 153
7.3.2 IDENTIFIKATION GESCHWINDIGKEITSLIMITIERENDER ABBAUSCHRITTE MITTELS
EINER REAKTIONSKENNZAHL 154 7.3.3 EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER
REAKTIONSKENNZAHLEN 155 7.3.3.1 REAKTIONSKENNZAHLEN BEIM ANAEROBEN ABBAU
DES SYNTHETISCHEN ABWASSERS 156 7.3.3.2 REAKTIONSKENNZAHLEN BEIM
ANAEROBEN ABBAU DES ETHANOLHALTIGEN ABWASSERS 157 7.3.3.3
REAKTIONSKENNZAHLEN BEIM ANAEROBEN ABBAU DES MOLKEHALTIGEN ABWASSERS 158
10 7.3.4 BERECHNUNGSFORMELN ZUR DIMENSIONIERUNG EINES ANAEROBREAKTORS
BASIEREND AUF DER ABBAUKINETIK DES GESCHWINDIGKEITSLIMITIERENDEN
SCHRITTS 7.3.5 VORTEILE UND EINSCHRAENKUNGEN DES KONZEPTS 8
GESCHWINDIGKEITSLIMITIERENDE ABBAUSCHRITTE ALS DIMENSIONIERUNGSKONZEPT:
ANWENDUNGSBEISPIELE 8.1 UEBERLASTRESERVEN IM DYNAMISCHEN BETRIEB 8.2
KONZEPTION UND DIMENSIONIERUNG VON ANAERPBEN ABWASSERREINIGUNGS- ANLAGEN
8.2.1 KONZEPTION VON ANAEROBEN ABWASSERREINIGUNGSANLAGEN 8.2.2
BEISPIELHAFTE BERECHNUNG DES REAKTORVOLUMENS VON ANAEROBREAKTOREN IM
VERGLEICH ZU EINER DIMENSIONIERUNG NACH DER CSB-RAUMBELASTUNG 8.3
UEBERTRAGBARKEIT VON MESSERGEBNISSEN BEI VERSCHIEDENEN ABWAESSERN: DAS
KONZEPT DER AEQUIVALENTKONZENTRATIONEN 9 DISKUSSION UND AUSBLICK 10
LITERATURVERZEICHNIS ANHANG ANHANG I ANWENDUNG DER
MISCHPOPULATIONS-STOFFFLUSSANALYSE (MPFA) AUF DEN ANAEROBEN ABBAU VON
ETHANOL ANHANG II STOFFDATEN ANHANG III BERECHNUNG DER
DISSOZIATIONSGLEICHGEWICHTE VON AMMONIAK, ORGANISCHEN SAEUREN,
ANORGANISCHEM KOHLENSTOFF UND WASSER ANHANG IV VERWENDETE
ANALYSENVERFAHREN ANHANG V ERMITTLUNG DER MESSFEHLERSTANDARDABWEICHUNG
ZUR PARAMETERSCHAETZUNG ANHANG VI ZUSAMMENSETZUNG DER UNTERSUCHTEN
ABWAESSER ANHANG VII MESSDATEN AUS DEM STATIONAEREN REAKTORBETRIEB ANHANG
VIII SCHAETZERGEBNISSE FUER DIE KINETISCHEN PARAMETER ANHANG IX
EXPERIMENTELLE ERMITTLUNG DER REAKTIONSKENNZAHLEN VERZEICHNIS DER
STUTTGARTER BERICHTE ZUR SIEDLUNGSWASSERWIRTSCHAFT
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