Biofilter als Bestandteil kombinierter Abluftbehandlungsverfahren in der Abwasserwirtschaft:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Kassel
Kassel Univ. Press
2011
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| Schriftenreihe: | Wasser - Abwasser - Umwelt
32 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Literaturverz. S. 159 - 173 |
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| ISBN: | 9783862191703 3862191702 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG UND HERAUSFORDERUNG 1
2 ZIELSETZUNG UND LOESUNGSWEG 2
3 KENNTNISSTAND ZUR OPTIMIERUNG VON EINSTUFIGEN BIOFILTERN 4
3.1 UEBERBLICK 4
3.2 RECHTLICHE RAHMENBEDINGUNGEN 4
3.2.1 BUNDESIMMISSIONSSCHUTZGESETZ UND TA LUFT 4
3.2.2 GERUCHSIMMISSIONSRICHTLINIE 6
3.3 GERUCHSEMISSIONEN AUS ABWASSERANLAGEN 9
3.3.1 ENTSTEHUNG VON GERUCHSSTOFFEN UND IHRE MINDERUNG 9
3.3.2 VERGLEICH DER GERUCHSSTOFFE AUS ABWASSER UND ABFAELLEN 10
3.4 ABLUFTBEHANDLUNG 14
3.4.1 UEBERBLICK 14
3.4.2 UEBLICHE ABLUFTBEHANDLUNGSVERFAHREN 14
3.4.3 KONDENSATION 15
3.4.4 FILTRATION MIT AKTIVKOHLE 16
3.4.5 CHEMISCH ABSORPTIVE WAESCHE 16
3.4.6 THERMISCHE OXIDATION 16
3.4.7 KATALYTISCHE OXIDATION 17
3.4.8 NICHT-THERMISCHE OXIDATION UND IONISATION 18
3.4.8.1 UEBERBLICK 18
3.4.8.2 ZUGABE EINES OXIDATIONSMITTELS 18
3.4.8.3 NON-THERMAL-PLASMA (NTP) 18
3.4.8.4 BESTRAHLUNG MIT UV LICHT: PHOTOIONISATION (PI) - PHOTOLYSE UND
PHOTOKATALYSE 19
3.4.9 BIOCHEMISCHE ABLUFTBEHANDLUNGSVERFAHREN 21
3.4.9.1 BIOWAESCHER 21
3.4.9.2 BIORIESELBETTREAKTOREN 21
3.4.9.3 BIOFILTERVERFAHREN 22
3.4.9.4 BIOMEMBRANREAKTOREN 22
3.4.10 KOMBINIERTE ABLUFTBEHANDLUNGSVERFAHREN 23
3.4.11 WIRTSCHAFTLICHKEIT VON ABLUFTBEHANDLUNGSVERFAHREN 23
3.5 BIOFILTER UND IHR OPTIMIERUNGSPOTENTIAL 25
3.5.1 UEBERBLICK 25
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1014071135
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
3.5.2 VERFAHREN 25
3.5.3 VERBESSERTE BIOFILTERMATERIALIEN 28
3.5.4 VERBESSERUNG DES MIKROBIOLOGISCHEN ABBAUS DURCH SELEKTION DER
MIKROBIOLOGIE 29
3.5.4.1 KLASSIFIKATION IN DER BIOLOGIE 29
3.5.4.2 FUNGI-FILTER 29
3.5.4.3 MONOKULTUREN 30
3.5.5 VERBESSERUNG DER ABBAUBARKEIT VON SCHADSTOFFEN 30
3.5.5.1 UEBERBLICK 30
3.5.5.2 WASSERSTOFFPEROXID 31
3.5.5.3 NIEDERTEMPERATURPLASMA UND OZONIERUNG 31
3.5.5.4 UV BESTRAHLUNG 32
3.5.6 VERBESSERUNG DER ABSORPTION DURCH ZUGABE EINES LOESEVERMITTLERS 33
3.5.6.1 UEBERBLICK 33
3.5.6.2 ZUGABE IN DER FLUESSIGEN PHASE 33
3.5.6.3 ZUGABE IN DER GASFOERMIGEN PHASE 35
3.6 ZUSAMMENFASSUNG DER RECHERCHE 38
3.6.1 ABLEITUNG DER VERBESSERUNGSMOEGLICHKEITEN 41
4 LOESUNGSANSAETZE 42
4.1 AUSGEWAEHLTE VERFAHREN 42
4.2 AUSGEWAEHLTE ANLAGEN 43
4.3 AUSGEWAEHLTE UNTERSUCHUNGSPARAMETER 43
5 ANGEWANDTE MESSVERFAHREN 45
5.1 MESSUNG DES GERUCHS 45
5.1.1 WAHRNEHMUNG UND ERKENNUNG 45
5.1.2 PARAMETER ZUR BESCHREIBUNG 47
5.1.2.1 UEBERBLICK 47
5.1.2.2 OLFAKTOMETRIE 47
5.1.2.3 GERUCHSPEGEL 48
5.1.2.4 GERUCHSINTENSITAETSMINDERUNGSMASS 49
5.1.3 VERWENDETE GERAETE 52
5.1.3.1 OLFAKTOMETER 52
5.1.3.2 VORVERDUENNER 52
5.2 MESSUNG GASFOERMIGER KOHLENSTOFFVERBINDUNGEN 54
5.2.1 UEBERBLICK 54
5.2.2 TOTAL ORGANIC CARBON (TOC) 55
5.2.3 VOLATILE ORGANIC COMPOUNDS (VOC) 56
IMAGE 3
5.2.4 VERGLEICH VON TOC UND VOC SOWIE AUSWAHL DES MESSVERFAHRENS .57
5.2.5 GERAETE 58
5.2.5.1 TOC-MESSUNG 58
5.2.5.2 VOC-MESSUNG 58
5.3 MESSUNG VON SCHWEFELWASSERSTOFF QUASI KONTINUIERLICH 59
5.4 MESSUNG WEITERER SPURENGASE IN STICHPROBEN 59
5.5 MESSUNG DER DICHTE UND POROSITAET VON BIOFILTERMATERIAL 61
5.6 MESSUNG DER SPEZIFISCHEN OBERFLAECHE VON BIOFILTERMATERIAL 62 5.7
MESSUNG VON LUFTGESCHWINDIGKEIT, LUFTDRUCK, FEUCHTIGKEIT UND TEMPERATUR
63
6 UNTERSUCHTE ABLUFTBEHANDLUNGSANLAGEN 64
6.1 BIOFILTERANLAGE AUF DER KLAERANLAGE FRANKFURT NIEDERRAD 64 6.1.1
UEBERBLICK 64
6.1.2 ANLAGENSCHEMA UND ANLAGENDATEN 64
6.1.3 PROBENAHMESTELLEN 66
6.1.3.1 AUSWAHL 66
6.1.3.2 ABLUFTLEITUNG - AKTIVE PUNKTQUELLE 66
6.1.3.3 FILTER- AKTIVE FLAECHENQUELLEN 67
6.1.4 BIOFILTERMATERIAL 68
6.1.4.1 MINERALISCH-ORGANISCHES MATERIAL: IHCS-MEDIUM 68 6.1.4.2
STANDARDMATERIAL: WOODMIX 69
6.1.5 ZEITRAUM DER MESSUNGEN 70
6.2 PHOTOIONISATIONS-ANLAGE AM ABWASSERKANAL BOTTROP 70
6.2.1 UEBERBLICK 70
6.2.2 ANLAGENSCHEMA UND ANLAGENDATEN 71
6.2.3 PROBENAHMESTELLEN 72
6.2.4 ZEITRAUM DER MESSUNGEN 72
6.3 PHOTOIONISATIONS-ANLAGE AUF DER KLAERANLAGE EMSCHERMUENDUNG 72
6.3.1 ANLAGENSCHEMA UND ANLAGENDATEN 72
6.3.2 PROBENAHMESTELLEN 73
6.3.3 ZEITRAUM DER MESSUNGEN 73
6.4 BIOFILTERANLAGE IM TECHNIKUM IN KASSEL 73
6.4.1 UEBERBLICK 73
6.4.2 ANLAGENSCHEMA UND ANLAGENDATEN 73
6.4.2.1 ANLAGENSEKTIONEN 73
6.4.2.2 ROHGASERZEUGER 74
6.4.2.3 ABLUFTBEHANDLUNG 75
IMAGE 4
6.4.3 BEFEUCHTER 76
6.4.4 PHOTOIONISATION 77
6.4.5 LOESEVERMITTLER 78
6.4.6 BIOFILTERMATERIAL 78
6.4.6.1 STANDARDMATERIAL: WOOD MIX 78
6.4.6.2 CELLULOSE PELLETS: UGN GRANULAT 78
6.4.7 DATEN DER ANLAGE 80
6.4.8 PROBENAHMESTELLEN 80
6.4.9 ZEITRAUM DER MESSUNGEN 80
7 ERGEBNISSE DER ANALYSEN 82
7.1 BIOFILTERANLAGE AUF DER KLAERANLAGE FRANKFURT NIEDERRAD 82 7.1.1
MATERIALEIGENSCHAFTEN 82
7.1.2 OLFAKTOMETRIE 82
7.1.2.1 GERUCHSSTOFFKONZENTRATION, GERUCHSPEGEL UND
GERUCHSINTENSITAETSMINDERUNGSMASS 82
7.1.2.2 FILTERRAUMBELASTUNG GERUCH 86
7.1.2.3 GERUCHSQUALITAET 86
7.1.2.4 ZUSAMMENFASSUNG 87
7.1.3 H 2S-MESSUNG 87
7.2 PHOTOIONISATIONS-ANLAGE AM ABWASSERKANAL BOTTROP 88
7.2.1 OLFAKTOMETRIE 88
7.2.1.1 GERUCHSSTOFFKONZENTRATION, GERUCHSPEGEL UND
GERUCHSINTENSITAETSMINDERUNGSMASS 88
7.2.1.2 GERUCHSQUALITAET 90
7.2.2 SCHWEFELHALTIGE GASE 91
7.2.3 TOC-MESSUNGEN 92
7.2.4 VOC-SCREENING 93
7.3 PHOTOIONISATIONS-ANLAGE AUF DER KLAERANLAGE EMSCHERMUENDUNG 95
7.3.1 OLFAKTOMETRIE 95
7.3.1.1 GERUCHSSTOFFKONZENTRATION, GERUCHSPEGEL UND
GERUCHSINTENSITAETSMINDERUNGSMASS 95
7.3.1.2 GERUCHSQUALITAET 97
7.3.2 TOC-MESSUNGEN 97
7.4 BIOFILTERANLAGE TECHNIKUM KASSEL 99
7.4.1 MATERIALEIGENSCHAFTEN 99
7.4.2 PARAMETER DES ANLAGENBETRIEBES 99
7.4.3 OLFAKTOMETRIE 105
IV
IMAGE 5
7.4.3.1 GERUCHSSTOFFKONZENTRATION, GERUCHSPEGEL UND
GERUCHSINTENSITAETSMINDERUNGSMASS 105
7.4.3.2 GERUCHSQUALITAET 108
7.4.4 SPURENGASE 109
7.4.4.1 UEBERBLICK 109
7.4.4.2 AMMONIAK 110
7.4.4.3 BENZOL UND TOC 111
7.5 ZUSAMMENFASSUNG DER ANALYSEN 113
7.5.1 BIOFILTERANLAGE AUF DER KLAERANLAGE FRANKFURT NIEDERRAD 113 7.5.2
PHOTOIONISATIONS-ANLAGE AM ABWASSERKANAL BOTTROP 114 7.5.3
PHOTOIONISATIONS-ANLAGE AUF DER KLAERANLAGE EMSCHERMUENDUNG ....114 7.5.4
BIOFILTERANLAGE TECHNIKUM KASSEL 115
7.5.4.1 UNTERSUCHTE MASSNAHMEN 115
7.5.4.2 BESTRAHLUNG MITTELS OZONFREIER PHOTOIONISATION VOR EINEM
BEFEUCHTER 115
7.5.4.3 ZUGABE EINES LOESEVERMITTLERS IN EINEM BEFEUCHTER 115 7.5.4.4
EINSATZ EINES ALTERNATIVEN BIOFILTERMATERIALS 116 7.5.4.5 BIOFILTER
ALLGEMEIN 116
8 DISKUSSION DER ERGEBNISSE UND MODELLIERUNG DER
OPTIMIERTEN VERFAHRENSSCHRITTE 117
8.1 UEBERBLICK 117
8.2 EINSATZ EINES HYBRIDEN BIOFILTERMATERIALS 117
8.2.1 UEBERBLICK 117
8.2.2 MATERIALEIGENSCHAFTEN 118
8.2.3 BETRIEBSPARAMETER 119
8.2.4 MODELL DER ADSORPTION (MODELL DER ANLAGERUNG) 123
8.2.4.1 GRUNDLEGENDE UEBERLEGUNGEN 123
8.2.4.2 UGN MATERIAL 127
8.2.4.3 IHCS MATERIAL 127
8.2.5 MODELL DER ABSORPTION (BINDUNG IM MATERIAL) 127
8.2.5.1 ANNAHME 127
8.2.5.2 UGN GRANULAT 128
8.2.5.3 IHCS-MEDIUM 128
8.2.6 BEMESSUNGSHINWEISE 129
8.2.7 BEWERTUNG DER BIOFILTERMATERIALIEN 130
8.3 BESTRAHLUNG DES ROHGASES 131
8.3.1 UEBERBLICK 131
8.3.2 MODELL DER PHOTOLYSE 131
IMAGE 6
8.3.2.1 ANNAHMEN 131
8.3.2.2 PHOTONENENERGIE VERSCHIEDENER UV-STRAHLUNGEN 132 8.3.2.3
BINDUNGSENERGIE INNERHALB VON GASMOLEKUELEN 133 8.3.2.4 OEFFNEN VON
BINDUNGEN 135
8.3.2.5 ABSCHAETZUNG DER WIRKUNG AUF EINZELGASE 136
8.3.2.6 ABSCHAETZUNG DER WIRKUNG AUF GASGEMISCHE 137 8.3.2.7 IONISATION
VON WASSERDAMPF 137
8.3.2.8 ELIMINATION VON BENZOL 138
8.3.3 BEMESSUNGSHINWEISE 139
8.3.4 BEWERTUNG DER PHOTOLYSE ALS VORBEHANDLUNG 139
8.4 ZUGABE DES LOESEVERMITTLERS CYCLODEXTRIN (CD) IM BEFEUCHTER 140
8.4.1 UEBERBLICK 140
8.4.2 MODELL DER ABSORPTION 140
8.4.2.1 ANNAHMEN 140
8.4.2.2 DIFFUSIONSPROZESS 141
8.4.2.3 ABSORPTIONSPROZESS 141
8.4.2.4 ABSCHAETZUNG DER WIRKUNG AUF EINZELGASE 142
8.4.2.5 ABSCHAETZUNG DER WIRKUNG AUF GASGEMISCHE 143 8.4.2.6 ABSCHAETZUNG
DER WIRKUNG AUF GUT WASSERLOESLICHE GASE 143 8.4.2.7 ABSCHAETZUNG DER
WIRKUNG AUF SCHWER WASSERLOESLICHE GASE. 144 8.4.3 BEMESSUNGSHINWEIS 145
8.4.4 BEWERTUNG DES EINSATZES VON HP-SS-CD ALS VORBEHANDLUNG 145
8.5 ZUSAMMENFASSUNG DER DISKUSSION 146
9 WIRTSCHAFTLICHKEITSVERGLEICH DER
OPTIMIERUNGSMOEGLICHKEITEN 147
9.1 UEBERBLICK 147
9.2 INVESTITIONS- UND BETRIEBSKOSTEN 147
9.2.1 BIOFILTERMATERIALIEN 147
9.2.2 BESTRAHLUNG IM ROHGASKANAL 148
9.2.3 ZUGABE VON HP-SS-CD 149
9.3 BEISPIEL 149
9.4 ZUSAMMENFASSUNG DER WIRTSCHAFTLICHKEIT 150
10 ZUSAMMENFASSUNG UND ABSCHLIESSENDE BEWERTUNG
DER OPTIMIERUNGSMOEGLICHKEITEN 152
10.1 AUSGANGSPUNKT 152
10.2 MOEGLICHKEITEN DER OPTIMIERUNG GEMAESS LITERATURRECHERCHE 152
10.3LN DIESER ARBEIT UNTERSUCHTE MASSNAHMEN DER OPTIMIERUNG 153
VI
IMAGE 7
10.3.1 EINSATZ HYBRIDER BIOFILTERMATERIALIEN 153
10.3.2 BESTRAHLUNG DES ROHGASES MIT UV LICHT IM ROHGASKANAL 154 10.3.3
EINSATZ VON LOESEVERMITTLERN IM VORHANDENEN BEFEUCHTER 155 10.3.4
ZUSAMMENSTELLUNG DER UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE 155 10.4ABSCHLIESSENDE
BEWERTUNG UND AUSBLICK 157
11 FACHLITERATUR 159
ANHANG 1: TECHNISCHE DATEN OLFAKTOMETER 174
ANHANG 2: TECHNISCHE DATEN FID/PID 175
ANHANG 3: TECHNISCHE DATEN H 2 S-MESSGERAET 176
ANHANG 4: DATENBLAETTER KURZZEITMESSROEHRCHEN . 177
ANHANG 5: TECHNISCHE DATEN DER ANLAGE TKS 181
ANHANG 6: DICHTE UND POROSITAETEN 183
ANHANG 7: SPEZIFISCHE OBERFLAECHEN 184
ANHANG 8: GERUCH (ARANIED) 186
ANHANG 9: GERUCH (LI-BS.40) 187
ANHANG 10: SCHWEFELHALTIGE GASE (LI-BS.40) 188
ANHANG 11: TOC (LI-BS.40) 189
ANHANG 12: VOC (LI-BS.40) 190
ANHANG 13: GERUCH (NL-KLEM) 193
ANHANG 14: TOC (NL-KLEM) 194
ANHANG 15: GERUCH (TKS) 195
ANHANG 16: SPURENGASE (TKS) 196
ANHANG 17: SIMULATION HP-SS-CD-VERBRAUCH 203
ANHANG 18: BERECHNUNGEN WIRTSCHAFTLICHKEIT 204
VII
|
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