Anaerobtechnik:
Gespeichert in:
| Format: | Elektronisch E-Book |
|---|---|
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2005
|
| Ausgabe: | 2., vollst. überarb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | BTU01 FHM01 FHN01 FHR01 FKE01 FRO01 TUM01 UBA01 UBM01 UBR01 UBT01 UBW01 UBY01 UER01 Volltext Inhaltsverzeichnis |
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|---|---|
| adam_text | Inhalt
Verzeichnis der Autoren XIII
Anschriften XIV
Abbildungsverzeichnis XVII
Tabellenverzeichnis XXVII
1 Geschichte der Anaerobtechnik 1
1.1 Historische Entwicklung 1
1.2 Weitere Entwicklungen der anaeroben Schlammstabilisierung.... 5
1.3 Anaerobe Abwasserbehandlung 7
2 Mikrobiologische Grundlagen 23
2.1 Energiegewinn aus mikrobiellen Stoffwechselprozessen 23
2.2 Anaerober Abbau Überblick und Organismen 24
2.2.1 Hydrolysierende und versäuernde Bakterien 26
2.2.2 Acetogene Bakterien 28
2.2.3 Methanbakterien 31
2.2.4 Aufbau von Pellets 34
2.2.5 Bedingungen der Pelletbildung 36
2.3 Anaerobe Abbauprozesse organischer Stoffe 37
2.3.1 Hydrolyse 39
2.3.2 Versäuerung 39
2.3.3 Acetogenese 42
2.3.4 Methanogenese 43
2.4 Nährstoff und Spurenelementbedarf anaerober Abbauprozesse 45
3 Einflussfaktoren auf die anaeroben biologischen Abbauvorgänge 49
3.1 Einfluss der Temperatur 49
3.2 Einfluss des pH Wertes und der Säurekapazität 52
3.3 Einfluss der Durchmischung 56
3.4 Einfluss der Substratzusammensetzung 58
3.4.1 Substrat Konzentration 60
3.4.2 Feststoffgehalt 60
3.4.3 Verhältnis von CSB, Stickstoff und Phosphor 63
3.4.4 Kalziumgehalt 64
VIII Inhalt
3.5 Einfluss hemmender und toxischer Stoffe 65
3.5.1 Begriffserklärung 65
3.5.2 Sauerstoff 67
3.5.3 Schwefelverbindungen 68
3.5.4 Organische Säuren 75
3.5.5 Schwermetalle 80
3.5.6 Sonstige Hemmstoffe 82
3.6 Spurenelemente 83
4 Verfahrenstechniken zur Behandlung von Klärschlamm 87
4.1 Klärschlammmengen und beschaffenheit 87
4.1.1 Primärschlamm 88
4.1.2 Sekundärschlamm 89
4.1.3 Tertiärschlamm 90
4.1.4 Rohschlamm 90
4.1.5 Stabilisierte Schlämme, Faulschlamm 91
4.1.6 Stoffbedingte Eigenschaften von Klärschlämmen 91
4.1.7 Klärschlammmengen 94
4.2 Behandlung kommunaler Schlämme 98
4.2.1 Schlammstabilisierung 100
4.2.2 Klärschlammdesintegration 144
4.2.3 Klärschlammentseuchung 160
4.2.4 Schlammwasserabtrennung 168
4.2.5 Rückbelastung der Kläranlage aus der Schlamm¬
behandlung 205
4.2.6 Wertstoffrückgewinnung aus Klärschlamm 216
4.2.7 Schlammfaulung auf deutschen Kläranlagen 235
4.3 Beispiele zur Co Fermentation 246
4.3.1 Einleitung 246
4.3.2 Co Substrate 247
4.3.3 Großtechnische Erfahrungen 256
4.3.4 Zusammenfassung 278
5 Anaerobe Abwasserbehandlung 283
5.1 Vor und Nachteile der anaeroben Behandlung von Abwässern
gegenüber den aeroben Verfahren 283
5.2 Verfahrenstechniken zur Behandlung von Abwässern 286
5.2.1 Grundsätzliches sowie Gliederung anaerober Verfahren..286
5.2.2 Ausschwemmreaktor (CSTR) 288
5.2.3 Anaerobe Belebung (Kontakt Prozess) 289
5.2.4 Membranunterstützte Anaerobreaktoren 295
5.2.5 UASB Reaktoren (Schlammbettreaktoren) 295
Inhalt IX
5.2.6 EGSB Reaktoren 304
5.2.7 Festbettreaktoren 320
5.2.8 Fließbettreaktoren 327
5.2.9 Hybridreaktoren 338
5.3 Beispiele zur Behandlung von industriellen Abwässern aus der
Lebensmittelindustrie 343
5.3.1 Fruchtsaftindustrie 343
5.3.2 Erfrischungsgetränkeindustrie 355
5.3.3 Brauereien 364
5.3.4 Schlacht und Fleischverarbeitungsbetriebe 379
5.3.5 Stärkeherstellung 396
5.3.6 Kartoffelveredelungsindustrie 417
5.3.7 Pektinfabriken 426
5.3.8 Zuckerindustrie 436
5.3.9 Brennereien und Hefefabriken 445
5.3.10 Süßwarenindustrie 453
5.4 Beispiele zur Behandlung von sonst, industriellen Abwässern ..470
5.4.1 Zellstoff und Papierfabriken 470
5.4.2 Tierkörperbeseitigungsanstalten 487
5.4.3 Anlagen mit anorganischen Abwässern 501
5.4.4 Chemische und Pharmazeutische Industrie 510
5.5 Beispiele zur Behandlung von kommunalen Abwässern 523
5.5.1 Einleitung 523
5.5.2 Vor und Nachteile der Anaerobtechnik bei kommunalem
Abwasser 524
5.5.3 Reaktortypen 525
5.5.4 Einflussgrößen und Bemessungsparameter der anaeroben
Reinigung kommunaler Abwässer 525
5.5.5 Technische Details bei kommunalen UASB Reaktoren.... 528
5.5.6 Beispiele von UASB Reaktoren zur kommunalen
Abwasserreinigung 529
6 Landwirtschaftliche Vergärungsanlagen 533
6.1 Verfahrenstechniken 533
6.1.1 Historische Entwicklung und Einordnung 533
6.1.2 Herkunft und Potential der eingesetzten Substrate 535
6.1.3 Verfahrenskonzepte 538
6.1.4 Aufbereitung und Speicherung von Biogas 551
6.2 Beispiele landwirtschaftlicher Vergärungsanlagen 556
6.2.1 Vorbemerkungen 556
6.2.2 Einstufige Kofermentation 556
6.2.3 Zweistufige Kofermentation 557
X Inhalt
6.2.4 Zweistufige Kofermentation mit therm. Desintegration .... 559
6.2.5 Kofermentations Gemeinschaftsanlage mit
Gärrückstandskonditionierung 560
6.2.6 Trocken Nass Simultanvergärung 562
7 Vergärung von Bio und Restabfällen 565
7.1 Status quo 565
7.2 Rechtliche Rahmenbedingungen 568
7.3 Mengen, Qualitäten und Potenziale 570
7.3.1 Verwertung von Bioabfällen und sonstiger qualitativ
hochwertiger organischer Abfallstoffe 570
7.3.2 Behandlung von Restabfällen 572
7.4 Anlagen und Verfahrenstechnik 574
7.4.1 Anlieferung 575
7.4.2 Mechanische Aufbereitung vor der Vergärung 578
7.4.3 Vergärung 586
7.4.4 Konfektionierung nach dem Vergärungsprozess 611
7.4.5 Biogasverwertung 617
7.5 Abluftemissionen 622
7.5.1 Abluftemissionen bei der Bioabfallverwertung 623
7.5.2 Abluftemissionen bei der Restabfallbehandlung 624
7.6 Abwasseremissionen 629
7.6.1 Abwasseremissionen bei der Bioabfallbehandlung 631
7.6.2 Abwasseremissionen bei der Restabfallbehandlung 635
7.7 Energiebilanz 637
7.8 Ausgewählte Leistungsdaten 639
7.8.1 Leistungsdaten der Bioabfallvergärung 639
7.8.2 Leistungsdaten der mechanisch biologischen
Restabfallbehandlung 643
7.9 Ausblick 645
8 Einrichtungen zur Nutzung / Verwertung von Faulgas 655
8.1 Allgemeines 655
8.2 Faulgasanfall 655
8.3 Eigenschaften von Faulgas 660
8.4 Faulgastransport und speicherung 662
8.4.1 Faulgastransport 662
8.4.2 Faulgasspeicherung 663
8.5 Ausrüstungsteile für das Gassystem 667
8.5.1 Gashaube/Schaumfalle 668
8.5.2 Gasfackel 668
8.5.3 Entwässerungseinrichtungen 668
Inhalt XI
8.5.4 Gasfilter 669
8.5.5 Flammenrückschlagsicherungen 669
8.5.6 Messeinrichtungen 669
8.6 Faulgasaufbereitung 671
8.6.1 Entschwefelung 671
8.6.2 Anlagen zur Gastrocknung 672
8.6.3 Anlagen zur Siloxanentfernung 673
8.7 Gasverwertung 673
8.7.1 Allgemeines 673
8.7.2 Energiebedarf auf Kläranlagen 673
8.7.3 Gasverwertung in Heizkesseln 677
8.7.4 Verwertung in BHKW 678
8.8 Sonstiges 684
8.8.1 Stromübergabe ins Netz 684
8.8.2 Bauliche Hinweise 685
8.9 Beispielrechnung 686
8.9.1 Annahmen 686
8.9.2 Bemessung des Faulbehälters 687
8.9.3 Energiebedarfsberechnung der gesamten Anlage 687
8.9.4 Energieangebot Faulgas 687
8.9.5 Energienutzung und deckung 687
8.9.6 Vergleich der ermittelten Werte für die gewählten Arten
der Gasnutzung 690
9 Sicherheitsaspekte im Umgang mit Faulgas 693
9.1 Allgemeine sicherheitstechnische Hinweise 693
9.1.1 Allgemeines 693
9.1.2 Erstickungsgefahr 693
9.1.3 Vergiftungsgefahr 694
9.1.4 Explosionsgefahr 695
9.1.5 Beispiele ex gefährdeter Bereiche bei Faul und
Gasbehältern 697
9.2 Mess und Kontrolleinrichtungen 698
9.3 Bauliche Hinweise 699
9.4 Vorschriften 699
10 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Symbole 703
Sachwortverzeichnis 707
|
| adam_txt |
Inhalt
Verzeichnis der Autoren XIII
Anschriften XIV
Abbildungsverzeichnis XVII
Tabellenverzeichnis XXVII
1 Geschichte der Anaerobtechnik 1
1.1 Historische Entwicklung 1
1.2 Weitere Entwicklungen der anaeroben Schlammstabilisierung. 5
1.3 Anaerobe Abwasserbehandlung 7
2 Mikrobiologische Grundlagen 23
2.1 Energiegewinn aus mikrobiellen Stoffwechselprozessen 23
2.2 Anaerober Abbau Überblick und Organismen 24
2.2.1 Hydrolysierende und versäuernde Bakterien 26
2.2.2 Acetogene Bakterien 28
2.2.3 Methanbakterien 31
2.2.4 Aufbau von Pellets 34
2.2.5 Bedingungen der Pelletbildung 36
2.3 Anaerobe Abbauprozesse organischer Stoffe 37
2.3.1 Hydrolyse 39
2.3.2 Versäuerung 39
2.3.3 Acetogenese 42
2.3.4 Methanogenese 43
2.4 Nährstoff und Spurenelementbedarf anaerober Abbauprozesse 45
3 Einflussfaktoren auf die anaeroben biologischen Abbauvorgänge 49
3.1 Einfluss der Temperatur 49
3.2 Einfluss des pH Wertes und der Säurekapazität 52
3.3 Einfluss der Durchmischung 56
3.4 Einfluss der Substratzusammensetzung 58
3.4.1 Substrat Konzentration 60
3.4.2 Feststoffgehalt 60
3.4.3 Verhältnis von CSB, Stickstoff und Phosphor 63
3.4.4 Kalziumgehalt 64
VIII Inhalt
3.5 Einfluss hemmender und toxischer Stoffe 65
3.5.1 Begriffserklärung 65
3.5.2 Sauerstoff 67
3.5.3 Schwefelverbindungen 68
3.5.4 Organische Säuren 75
3.5.5 Schwermetalle 80
3.5.6 Sonstige Hemmstoffe 82
3.6 Spurenelemente 83
4 Verfahrenstechniken zur Behandlung von Klärschlamm 87
4.1 Klärschlammmengen und beschaffenheit 87
4.1.1 Primärschlamm 88
4.1.2 Sekundärschlamm 89
4.1.3 Tertiärschlamm 90
4.1.4 Rohschlamm 90
4.1.5 Stabilisierte Schlämme, Faulschlamm 91
4.1.6 Stoffbedingte Eigenschaften von Klärschlämmen 91
4.1.7 Klärschlammmengen 94
4.2 Behandlung kommunaler Schlämme 98
4.2.1 Schlammstabilisierung 100
4.2.2 Klärschlammdesintegration 144
4.2.3 Klärschlammentseuchung 160
4.2.4 Schlammwasserabtrennung 168
4.2.5 Rückbelastung der Kläranlage aus der Schlamm¬
behandlung 205
4.2.6 Wertstoffrückgewinnung aus Klärschlamm 216
4.2.7 Schlammfaulung auf deutschen Kläranlagen 235
4.3 Beispiele zur Co Fermentation 246
4.3.1 Einleitung 246
4.3.2 Co Substrate 247
4.3.3 Großtechnische Erfahrungen 256
4.3.4 Zusammenfassung 278
5 Anaerobe Abwasserbehandlung 283
5.1 Vor und Nachteile der anaeroben Behandlung von Abwässern
gegenüber den aeroben Verfahren 283
5.2 Verfahrenstechniken zur Behandlung von Abwässern 286
5.2.1 Grundsätzliches sowie Gliederung anaerober Verfahren.286
5.2.2 Ausschwemmreaktor (CSTR) 288
5.2.3 Anaerobe Belebung (Kontakt Prozess) 289
5.2.4 Membranunterstützte Anaerobreaktoren 295
5.2.5 UASB Reaktoren (Schlammbettreaktoren) 295
Inhalt IX
5.2.6 EGSB Reaktoren 304
5.2.7 Festbettreaktoren 320
5.2.8 Fließbettreaktoren 327
5.2.9 Hybridreaktoren 338
5.3 Beispiele zur Behandlung von industriellen Abwässern aus der
Lebensmittelindustrie 343
5.3.1 Fruchtsaftindustrie 343
5.3.2 Erfrischungsgetränkeindustrie 355
5.3.3 Brauereien 364
5.3.4 Schlacht und Fleischverarbeitungsbetriebe 379
5.3.5 Stärkeherstellung 396
5.3.6 Kartoffelveredelungsindustrie 417
5.3.7 Pektinfabriken 426
5.3.8 Zuckerindustrie 436
5.3.9 Brennereien und Hefefabriken 445
5.3.10 Süßwarenindustrie 453
5.4 Beispiele zur Behandlung von sonst, industriellen Abwässern .470
5.4.1 Zellstoff und Papierfabriken 470
5.4.2 Tierkörperbeseitigungsanstalten 487
5.4.3 Anlagen mit anorganischen Abwässern 501
5.4.4 Chemische und Pharmazeutische Industrie 510
5.5 Beispiele zur Behandlung von kommunalen Abwässern 523
5.5.1 Einleitung 523
5.5.2 Vor und Nachteile der Anaerobtechnik bei kommunalem
Abwasser 524
5.5.3 Reaktortypen 525
5.5.4 Einflussgrößen und Bemessungsparameter der anaeroben
Reinigung kommunaler Abwässer 525
5.5.5 Technische Details bei kommunalen UASB Reaktoren. 528
5.5.6 Beispiele von UASB Reaktoren zur kommunalen
Abwasserreinigung 529
6 Landwirtschaftliche Vergärungsanlagen 533
6.1 Verfahrenstechniken 533
6.1.1 Historische Entwicklung und Einordnung 533
6.1.2 Herkunft und Potential der eingesetzten Substrate 535
6.1.3 Verfahrenskonzepte 538
6.1.4 Aufbereitung und Speicherung von Biogas 551
6.2 Beispiele landwirtschaftlicher Vergärungsanlagen 556
6.2.1 Vorbemerkungen 556
6.2.2 Einstufige Kofermentation 556
6.2.3 Zweistufige Kofermentation 557
X Inhalt
6.2.4 Zweistufige Kofermentation mit therm. Desintegration . 559
6.2.5 Kofermentations Gemeinschaftsanlage mit
Gärrückstandskonditionierung 560
6.2.6 Trocken Nass Simultanvergärung 562
7 Vergärung von Bio und Restabfällen 565
7.1 Status quo 565
7.2 Rechtliche Rahmenbedingungen 568
7.3 Mengen, Qualitäten und Potenziale 570
7.3.1 Verwertung von Bioabfällen und sonstiger qualitativ
hochwertiger organischer Abfallstoffe 570
7.3.2 Behandlung von Restabfällen 572
7.4 Anlagen und Verfahrenstechnik 574
7.4.1 Anlieferung 575
7.4.2 Mechanische Aufbereitung vor der Vergärung 578
7.4.3 Vergärung 586
7.4.4 Konfektionierung nach dem Vergärungsprozess 611
7.4.5 Biogasverwertung 617
7.5 Abluftemissionen 622
7.5.1 Abluftemissionen bei der Bioabfallverwertung 623
7.5.2 Abluftemissionen bei der Restabfallbehandlung 624
7.6 Abwasseremissionen 629
7.6.1 Abwasseremissionen bei der Bioabfallbehandlung 631
7.6.2 Abwasseremissionen bei der Restabfallbehandlung 635
7.7 Energiebilanz 637
7.8 Ausgewählte Leistungsdaten 639
7.8.1 Leistungsdaten der Bioabfallvergärung 639
7.8.2 Leistungsdaten der mechanisch biologischen
Restabfallbehandlung 643
7.9 Ausblick 645
8 Einrichtungen zur Nutzung / Verwertung von Faulgas 655
8.1 Allgemeines 655
8.2 Faulgasanfall 655
8.3 Eigenschaften von Faulgas 660
8.4 Faulgastransport und speicherung 662
8.4.1 Faulgastransport 662
8.4.2 Faulgasspeicherung 663
8.5 Ausrüstungsteile für das Gassystem 667
8.5.1 Gashaube/Schaumfalle 668
8.5.2 Gasfackel 668
8.5.3 Entwässerungseinrichtungen 668
Inhalt XI
8.5.4 Gasfilter 669
8.5.5 Flammenrückschlagsicherungen 669
8.5.6 Messeinrichtungen 669
8.6 Faulgasaufbereitung 671
8.6.1 Entschwefelung 671
8.6.2 Anlagen zur Gastrocknung 672
8.6.3 Anlagen zur Siloxanentfernung 673
8.7 Gasverwertung 673
8.7.1 Allgemeines 673
8.7.2 Energiebedarf auf Kläranlagen 673
8.7.3 Gasverwertung in Heizkesseln 677
8.7.4 Verwertung in BHKW 678
8.8 Sonstiges 684
8.8.1 Stromübergabe ins Netz 684
8.8.2 Bauliche Hinweise 685
8.9 Beispielrechnung 686
8.9.1 Annahmen 686
8.9.2 Bemessung des Faulbehälters 687
8.9.3 Energiebedarfsberechnung der gesamten Anlage 687
8.9.4 Energieangebot Faulgas 687
8.9.5 Energienutzung und deckung 687
8.9.6 Vergleich der ermittelten Werte für die gewählten Arten
der Gasnutzung 690
9 Sicherheitsaspekte im Umgang mit Faulgas 693
9.1 Allgemeine sicherheitstechnische Hinweise 693
9.1.1 Allgemeines 693
9.1.2 Erstickungsgefahr 693
9.1.3 Vergiftungsgefahr 694
9.1.4 Explosionsgefahr 695
9.1.5 Beispiele ex gefährdeter Bereiche bei Faul und
Gasbehältern 697
9.2 Mess und Kontrolleinrichtungen 698
9.3 Bauliche Hinweise 699
9.4 Vorschriften 699
10 Verzeichnis der verwendeten Abkürzungen und Symbole 703
Sachwortverzeichnis 707 |
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