Abfalltechnische Erweiterung von Bioabfallbehandlungsanlagen für die Herstellung biobasierter Produkte:
Gespeichert in:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Darmstadt
Inst. IWAR der TU
2012
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| Schriftenreihe: | Schriftenreihe IWAR
218 |
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
1 EINFUEHRUNG 1
2 INHALT UND ZIELSTELLUNG DIESER ARBEIT 5
3 GRUNDLAGEN UND STAND DES WISSENS 9
3.1 DIE ENERGIEUMWANDLUNG AUS BIOMASSE 9
3.2 GRUNDLAGEN FUER DEN ANAEROBEN ABBAU ORGANISCHER MATERIALIEN 11
3.2.1 DER 4-PHASEN ANAEROB ABBAU 11
3.2.2 DIE PHYSIOLOGIE DER MIKROORGANISMEN UND DIE EINFLUSSFAKTOREN AUF
DIE MILIEUBEDINGUNGEN 14 3.2.3 CHEMISCHE UMWANDLUNGEN IM GAERPROZESS 15
3.3 BIOABFALLAUFKOMMEN UND STAND DER BIOABFALLVERWERTUNG IN DER BRD 17
3.4 BEHANDLUNGSVERFAHREN FUER BIOABFAELLE 18
3.4.1 VERBRENNUNG 19
3.4.2 KOMPOSTIERUNG 19
3.4.3 VERGAERUNG 20
3.5 MASSEN- UND ENERGIEBILANZ DER KOMPOSTIERUNG UND VERGAERUNG 20
3.6 ENERGETISCHE UND STOFFLICHE EFFIZIENZSTEIGERUNG BESTEHENDER
KOMPOSTIERUNGSANLAGEN 21
3.7 THEMENRELEVANTE SPEZIFISCHE UNTERSUCHUNGS- UND FORSCHUNGSERGEBNISSE
ZUR BEHANDLUNG VON BIOABFALL 22 3.7.1 SIGNIFIKANTE EINFLUSSPARAMETER BEI
DER HYDROLYSE UND VERGAERUNG 22
3.7.2 MECHANISCHE UND THERMISCHE VORBEHANDLUNG 23
3.7.3 NASSE BIOABFALLAUFBEREITUNGSVERFAHREN 23
3.7.4 MILCHSAEUREFERMENTATION AUS BIOABFALL 24
3.8 BEITRAEGE ZU AUFBEREITUNGSVERFAHREN VON FERMENTATIV GEWONNENER
MILCHSAEURE 26
3.9 UEBERBLICK UEBER BIORAFFINERIESYSTEME 27
4 GESETZLICHE RAHMENBEDINGUNGEN 29
4.1 RECHTSGRUNDLAGEN FUER DAS STOFFSTROMMANAGEMENT 29
4.1.1 VOM KREISLAUFWIRTSCHAFTS- UND ABFALLGESETZ ZUM
KREISLAUFWIRTSCHAFTSGESETZ 29
4.1.2 ABFALLVERZEICHNIS-VERORDNUNG 29
4.1.3 BIOABFALLVERORDNUNG 30
4.1.4 DUENGEMITTELVERORDNUNG 30
4.1.5 VORSCHRIFTEN DER HYGIENE 30
4.2 RECHTSGRUNDLAGEN FUER DAS ENERGIERECHT 31
4.3 AUSWIRKUNGEN DER GESETZLICHEN REGELUNGEN 31
5 MATERIAL, VERFAHREN UND METHODEN 33
5.1 HERKUNFT UND WAHL GEEIGNETER BIOABFAELLE 33
5.2 MESSGROESSEN, SUBSTRATANALYTIK UND VERSUCHSAPPARATUREN 3 7
5.3 PERKOLATIONSVERSUCHE IM LABORMASSSTAB 38
5.3.1 PLANUNG UND SUBSTRATVORBEREITUNG 39
5.3.2 VERSUCHSREAKTOR UND VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 40
5.4 MAZERATIONSVERSUCHE IM TECHNIKUMSMASSSTAB 4 1
5.4.1 AUFBAU UND BETRIEB DER MAZERATIONSANLAGE 41
5.4.2 VEIFAHRENSBESCHREIBUNG DER MAZERATIONSANLAGE 4 3
5.4.3 VORUNTERSUCHUNG ZUM LOSLICHKEITSVERHALTEN DES BIOABFALLFESTSTOFFES
IM MAZERAT 45
5.4.4 PLANUNG UND UNTERSUCHUNGEN ZUR MAZERATPRODUKTION ALS
FERMENTERINPUT 45
5.5 FERMENTERBETRIEB ZUR GEWINNUNG ORGANISCHER SAEUREN AUS MAZERAT IM
GROSSMASSSTAB 4 7
5.6 ELEKTRODIALYSE IM LABORMASSSTAB 49
5.6.1 AUFBEREITUNG DER UNTERSUCHUNGSMATERIALIEN 49
5.6.2 VERSUCHSAUFBAU UND METHODIK 50
5.6.3 MONOPOLARE ELEKTRODIALYSE 51
5.6.4 BIPOLARE ELEKTRODIALYSE 53
5.6.5 VERSUCHSDURCHFUEHRUNG 5 4
6 DARSTELLUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE 55
6.1 PERKOLATIONSVERSUCHE IM LABORMASSSTAB 55
6.1.1 REAKTIONSERGEBNISSE IM PERKOLAT 55
6.1.2 DISKUSSION DER VERSUCHSERGEBNISSE 58
6.2 MAZERAT PRODUKTION IM TECHNIKUMSMASSSTAB 59
6.2.1 UEBERGANG DER ORGANISCHEN SUBSTANZ IN DAS MAZERAT 59
6.2.2 MAZERATGENERIERUNG UND CARBONSAEURENDETEKTION 60
6.3 FREIE MAZERAT-VERSAEUERUNG - BATCH-BETRIEB IM TECHNIKUMSMASSSTAB 62
6.4 FERMENTERBETRIEB ZUR GEWINNUNG ORGANISCHER SAEUREN UND BIOGAS IM
GROSSMASSSTAB 66
VII
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IMAGE 2
6.4.1 FERMENTERINPUT - MAZERATCHARAKTERISTIK 67
6.4.2 FERMENTERBETRIEB 69
6.4.3 FERMENTAT - REAKTIONSVERLAEUFE 74
6.4.4 AUSWIRKUNGEN VON REAKTIONSUNTERBRECHUNG UND TEMPERATURSTOERFALL AUF
DIE FERMENTATREAKTION 78 6.4.5 QUANTIFIZIERUNG DER KONKURRIERENDEN
PROZESSE UND WEITERER GAERPRODUKTE FUER SIGNIFIKANTE FERMENTATIONSZUSTAENDE
79
6.5 MAZERATGAERUNG - VERGLEICH DER ERGEBNISSE AUS TECHNIKUMS- UND
GROSSMASSSTAB 80
6.6 PRODUKTGEWINNUNG MIT ELEKTRODIALYSE IM LABORMASSSTAB 8 2
6.6.1 MONOPOLARE ELEKTRODIALYSE 8 3
6.6.2 BIPOLARE ELEKTRODIALYSE 8 4
6.6.3 KOHLENSTOFFBILANZ DER BIPOLAREN ELEKTRODIALYSE 8 7
6.6.4 DISKUSSION DER VERSUCHSERGEBNISSE 8 7
6.7 POTENTIALABSCHAETZUNGEN DER MAZERATION ZUR GEWINNUNG BIOBASIERTER
PRODUKTE 89
6.8 BEWERTUNG DER VERSUCHSERGEBNISSE 9 3
7 EIGNUNGSPRUEFUNG UEBER ERWEITERUNGSOPTIONEN AM BEISPIEL EINER
KONVENTIONELLEN KOMPOSTIERUNGSANLAGE 97 8 AUSBLICK AUF WEITERFUEHRENDE
VERFAHRENSTECHNISCHE UND ENERGETISCHE UNTERSUCHUNGEN 107
9 FAZIT 111
10 LITERATURVERZEICHNIS 115
ANHANG 125
GLOSAR 205
VIII |
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