Betrieb eines anaeroben Membranbioreaktors vor dem Hintergrund der Zielstellung des vollständigen Recyclings kommunalen Abwassers und seiner Inhaltsstoffe:
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| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Fraunhofer-Verl.
2011
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| Schriftenreihe: | Berichte aus Forschung und Entwicklung / Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG I
ABSTRACT II
DANKSAGUNG III
INHALTSVERZEICHNIS IV
SYMBOL- UND ABKUERZUNGSVERZEICHNIS VI
ABBILDUNGSVERZEICHNIS VII
TABELLENVERZEICHNIS IX
1 EINFUEHRUNG 1
2 GRUNDLAGEN UND STAND DER WISSENSCHAFT UND TECHNIK 3
2.1 MIKROBIOLOGISCHE GRUNDLAGEN 3
2.1.1 ANAEROBER STOFFWECHSEL 3
2.1.2 WACHSTUM UND AKTIVITAET DER MIKROORGANISMEN 6
2.1.3 VERFAHRENSTECHNIK DES BIOREAKTORS 9
2.1.4 ANAEROBE ABBAUBARKEIT VON KOMMUNALEM ABWASSER 10
2.2 GRUNDLAGEN DER MEMBRANFILTRATION IN DER ABWASSERTECHNIK 10
2.2.1 MEMBRANFILTRATION IN DER ABWASSERTECHNIK 10
2.2.2 MATERIAL DER MEMBRAN 11
2.2.3 VERBLOCKUNG DER MEMBRAN 12
2.2.4 KRITISCHER UND NACHHALTIGER FLUX 14
2.2.5 REINIGUNG DER MEMBRAN 15
2.3 ERFAHRUNGEN MIT ANAEROBER ABWASSERREINIGUNG BEI NIEDRIGEN
TEMPERATUREN UND MIT ANAEROBEN MEMBRANBIOREAKTOREN 16 2.3.1 STAND DER
WISSENSCHAFT BEZUEGLICH DES ANAEROBEN ABBAUS VON ABWAESSERN BEI NIEDRIGEN
TEMPERATUREN 16
2.3.2 STAND DER WISSENSCHAFT BEZUEGLICH ANAEROBER MEMBRANBIOREAKTOREN 18
2.3.3 BEHINDERUNGEN DES ANAEROBEN ABBAUS DURCH DEN EINFLUSS DER
SCHERKRAFT 19 2.3.4 GELOESTES METHAN IM ABLAUF ANAEROBER
ABWASSERREINIGUNGSANLAGEN 21 2.4 WIEDERVERWENDUNG GEREINIGTEN ABWASSERS
22
2.5 RUECKGEWINNUNG VON NAEHRSTOFFEN 25
2.5.1 RUECKGEWINNUNG VON PHOSPHOR 25
2.5.2 RUECKGEWINNUNG VON STICKSTOFF 26
3 MATERIAL UND METHODEN 28
3.1 TECHNIKUMSANLAGEN 28
3.1.1 ANAEROBER MEMBRANBIOREAKTOR 28
3.1.2 MEMBRANFILTRATION ZUR OBERPRUEFUNG DER RUECKHALTUNG VON
BAKTERIOPHAGEN 29 3.2 DEMONSTRATIONSANLAGE KNITTLINGEN 31
3.2.1 AUFBAU DER ANLAGE 31
3.2.2 MEMBRANFILTRATION MIT DEM ROTATIONSSCHEIBENFILTER 34
3.2.3 BELUEFTUNG DES FILTRATS 37
IV
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IMAGE 2
3.2.4 ZULAUF ZUR ANLAGE 38
3.2.5 PROBENAHME 39
3.3 ANALYTIK 41
3.3.1 PHYSIKALISCH-CHEMISCHE PARAMETER 41
3.3.2 MIKROBIOLOGISCHE PARAMETER 43
3.4 BERECHNUNGEN 4 4
4 ERGEBNISSE UND DISKUSSION 4 9
4.1 ANAEROBE ABWASSERREINIGUNG 49
4.1.1 EIGENSCHAFTEN DES ZULAUFS 49
4.1.2 BETRIEB DES ANAEROBEN BIOREAKTORS 51
4.1.3 NAEHRSTOFFE IM ANAEROBEN PROZESS 56
4.1.4 ABBAU UND RUECKHALTUNG DES CSB 58
4.1.5 PRODUKTION VON BIOGAS 63
4.1.6 WACHSTUM DER BIOMASSE 65
4.1.7 IDEALE BIOMASSEKONZENTRATION IM REAKTOR UND EINFLUSS DER
TEMPERATUR 68 4.1.8 EINFLUSS DER SCHERBELASTUNG AUF DEN ANAEROBEN ABBAU
74
4.1.9 METHAN IM ABLAUF DES ANAEROBREAKTORS 75
4.2 MEMBRANFILTRATION UNTER ANAEROBEN BEDINGUNGEN 77
4.2.1 TRENNGRENZE UND DECKSCHICHTBILDUNG 77
4.2.2 EINFLUSSFAKTOREN AUF DEN FLUX 77
4.2.3 NACHHALTIGER FLUX UND PERMEABILITAET 86
4.2.4 MIKROBIOLOGISCHE QUALITAET DES FILTRATS 87
4.3 EIGNUNG DES ABLAUFS ZUR WIEDERVERWENDUNG 90
4.4 RUECKGEWINNUNG VON NAEHRSTOFFEN 92
4.4.1 MOEGLICHKEITEN ZUR RUECKGEWINNUNG VON PHOSPHOR 93
4.4.2 MOEGLICHKEITEN ZUR RUECKGEWINNUNG VON STICKSTOFF 9 4
4.5 OEKOLOGISCHE UND OEKONOMISCHE BEWERTUNG DES VERFAHRENS 95
4.5.1 ENERGIEVERBRAUCH, -PRODUKTION UND AUSSTOSS VON TREIBHAUSGASEN 96
4.5.2 ABLAUFQUALITAET 99
4.5.3 SCHLAMMANFALL UND SONSTIGE RESTSTOFFE 100
4.5.4 INVESTITIONSKOSTEN 100
4.5.5 BETRIEBSKOSTEN 101
5 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 104
LITERATU RVERZEICH NIS 108
ANHANG A: FOTOS DER DEMONSTRATIONSANLAGE KNITTLINGEN
ANHANG B: UNTERSUCHUNGEN ZUR DICHTIGKEIT DER MEMBRAN GEGENUEBER BAKTERIO
PHAGEN
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