Aerobe Prozesse mit suspendierter Biomasse Flashcards
Zeichne den Einfluss der Wassertiefe auf den Sauerstoff-Massentransfer in sauberem Wasser
Abwasser1
Zeichne die Aufteilung der aeroben Prozesse
Folie 5-2-2
Welche Methoden gibt es für Fest-Flüssig-Trennung?
Sedimentation, Flotation, Membranseperation
Gleichung des Sauerstoffmassentransports
dc/dt = kL x a x (c*-c)
Woraus setzt sich der Sauerstoffverbrauch der Biomasse zusammen?
Der Sauerstoffverbrauch setzt sich zusammen aus dem Anteil für die unmittelbare Oxidation der Schadstoffe (Substratatmung) und dem Sauerstoff-Grundverbrauch der Biomasse (endogene Atmung).
Was sind die Methoden zur Belüftung?
1) Druckbelüftung
a) feinblasig
b) grobblasig
2) Düsenbelüfter
3) Oberflächenbelüfter
4) mit reinem Sauerstoff
Zeichne den Sauerstoff Massentransport in Biohochtürme
5-2-14
Eigenschaften von Turmbiologien
- Wassertiefe 8 - 20 m
- Düsenbelüfter
Vorteile: - hohe Sauerstoffausnutzung, geringe Abgasströme
- kleiner Fußabdruck
- Hohe Sauerstoffausbeute
Nachteile: - Am Boden hohe Drücke –> Hoher Partialdruck verursacht hohe N2- u. CO 2-Konzentrationen in der Flüssigkeit
–> pH-Drift
–> schlechtes Absetzverhalten
Volumetrische Belastung (ca. 1 kg BSB5 (m3 d) -1) ist nicht höher als bei konventionellen Verfahren
Eigenschaften von Prozessen mit reinem Sauerstoff Aktivierung
- Oberflächenbelüfter
- Erhöhter gelöster Sauerstoff-Konzentration
–>Hohe Schlammbelastung (F/M) und -Konzentration
–>Geringe Gasströmung - hohe Kosten
Wie kann man den Sauerstoffeintrag beeinflussen? Benenne welchen Term jeweiliger Punkt betrifft)
- mit steigender T sinkt die Löslichkeit
- mit steigender Druck nimmt die Löslichkeit zu
- Sauerstoffkonz. fernhalten von Gleichgewichtkonz. (c*-c)
- kleinere Blasen sind besser für Massentransport (a)
- Man kann mit mehr Turbulenz den Film dünner machen (kL) –> kostet viel Energie
Eigenschaften von feinblasiger Druckbelüftung
- meist angewandt in der Industrie
- Materialien: Keramik, Plastik
- Sauerstoffeintrag: 1,0 - 2,3 kg O2 / kWh (mittlerweile auch höher)
Vorteile: - guter Massentransport
- diskontinuierlicher Betrieb möglich
Nachteile: - Verstopfen
- Lebensdauer
- hoher Druckverlust
Eigenschaften von Oberflächenblüfter
- sehr robust
- schlechterer Sauerstoffeintrag: 1,1 - 1,9 kg O2 / kWh
- max Wassertiefe 4m
Was sind typische Werte für Biomassenkonz? Wie hängt die Reaktionsgeschwindigkeit von der Biomassenkonz. ab?
c = 4 - 8 g/L
r ist proportional zu Biomassenkonzentration. Verdopplung der c(Biomasse) führt zu Halbierung des Reaktorvolumens.
Eigenschaften von Prozesse ohne Biomasserückhaltung
- Einsatz nur als Misch- und Ausgleichsbecken
- Vermeidung, dass eine Versäuerung stattfindet
- Sauerstofftransferfaktor in den meisten Rohabwässern extrem niedrig a = 0,5 - 0,6
- Biomasse im Abwasser muss berücksichtigt werden und kann zu Problemen im Abwassersystem führen
- Man muss aufpassen, dass keine hygienischen Probleme entstehen
Was sind die Eigenschaften von Verfahren mit suspendierter Biomasse (Belebtschlammverfahren)
-Das weltweit wichtigste Verfahren zur Abwasserreinigung, das Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor entfernt.
-Enthält als Minimum
“ Belüftete Bioreaktoren und
“ Fest-Flüssig-Trennung
-Durch die Trennung und Verwertung der Biomasse Entkopplung von Abwasser und Biomasse Verweilzeit
-Maximale Biomassekonzentration begrenzt durch die Fest-Flüssig-Trennung und den Sauerstofftransfer.