Anaerobe Prozesse

Question 1

Was sind die Vor- und Nachteile der anaeroben Prozesse?

Answer 1

+ Umwandlung der Schadstoffe zu CO2 und Methan (CH4) –> Energy Produktion
+ niedriger Energiebedarf, da keine Belüftung
+ niedrige Überschussschlammproduktion
+ Abbau mancher Stoffe nur anaerob möglich (z.B. Pektin)

• begrenzte Eliminierung-Effizienz, keine N und P Eliminierung –> Nachbehandlung erforderlich
• Manche Randbedingungen notwendig
• relativ empfindlich zu manche Parameter (da Wachstumsgeschw. gering ist)
• hohe Investitionskosten

Question 2

Was sind die Randbedingungen für die Einsetzung von anaeroben Prozessen, die erfüllt sein müssen?

Answer 2

1) T > 20 °C
2) CSB > 2 - 3 g/L (Kinetik schlecht)
3) Gute biologische Abbaubarkeit: CSB / BSB < 2
4 Tagesfracht > 500 - 1000 kg CSC / d (denn, wegen Sicherheitsmaßnahmen Investitionskosten sehr hoch –> lohnt sich erst bei größeren Anlagen)

Question 3

Was ist die Zusammensetzung von Biogas?

Answer 3

70% CH4, 30% CO2

Question 4

Was sind die Produkte von anaeroben Prozesse?

Answer 4

CH4, CO2, H2S, H2O (Dampf)

Question 5

Wie wird bei anaeroben Prozessen N und P entfernt?

Answer 5

nur über Überschussschlamm-Produktion

Question 6

Wie kann das produzierte Biogas verwertet werden?

Answer 6

1) Verbrennung
2) Verwertung in Verbrennungsmotoren
3) Lieferung an Dritte

Question 7

Welcher Reaktortyp eignet sich für anaerobe Verfahren?

Answer 7

ideale Strömungsrohr, da geringe Konz und hohe Ks-Werte

Question 8

Zeichne die Kohlenstoffbilanz von aeroben und anaeroben Verfahren

Answer 8

6-4

Question 9

Was sind die Abbauschritte der anaeroben Prozessen?

Answer 9

1) Hydrolyse von Biopolymeren
2) Fermentation von gebildeten Monomeren
3) Acetogenese
4) Methanogese

6-6

Question 10

Gleichung der Gesamtumwandlung von Glukose in Methan

Answer 10

C6H12O6 –> 3 CH4 + 3 CO2 (-136,96 kJ)

im Vergleich aerob: C6H12O6 + 6 O2 –> 6 CO2 + 6 H2O (-2808 kJ)

In anaeroben Verfahren steht insgesamt relativ wenig Energie für die Bakterien zur Verfügung.
–> Wachstum um Faktor 10 größer bei aeroben Verfahren

Question 11

T-r-Diagram
SEHR WICHTIG

Answer 11

6-11

Question 12

Was sind die PArameter bei anaeroben Verfahren?

Answer 12

1) pH
2) Säurekapazität
3) Chlorid
4) Kalzium
5) Suspendierte Feststoffe
6) Organische Säuren
7) Stickstoffhaltige Substanzen
8) Phosphor
9) Schwefelhaltige Substanzen
10) Nährstoffbedarf
11) Spurenelemente

Question 13

Spurenelemente bei aneraoben Verfahren

Answer 13

Spurenelemente sehr wichtig
Nur lösliche Spurenelemente können verwertet werden
=> AAS-Analytik kritisch
Hoher Bedarf an Nickel ist einzigartig für methanogenen Bakterien

Question 14

Wie wird Methan gebildet?

Answer 14

Durch methagonenen Bakterien aus Essigsäure, H2 und CO2.

Question 15

Wie werden anaeroben Reaktoren durchmischt?

Answer 15

• Pumpen
• Gasbildung (freier Blasenaufstieg oder Ausnutzung von Gasüberdruck)
• Gaseinleitung
• Rührer
• getauchter Drehkörper

Durchmischung kostet Energie –> Verlust von gewonnenen Energie

Question 16

Benenne die Prozesse bei der Anaerobie

Answer 16

1) Kontinuierlich gerührte Tankreaktoren
2) Anaerobe Belebtschlammverfahren
3) Schlammdeckenverfahren oder UASB-Verfahren
4) Festbettreaktoren
- Anaerobfilter
- getauchter Drehkörper
5) Wirbelschichtreaktoren
6) Spezielle Verfahren, z.B. Bima-Reaktor

Question 17

Was sind die häufigsten Reaktoren?

Answer 17

Pellet basierte: UASB, IC, EGSB

Question 18

Anaerobe Belebtschlamm was zu beachten?

Answer 18

Grenze liegt bei der Sedimentation –> Vorher eine Entgasung notwendig

Question 19

UASB Stichpunkte

Answer 19

• Volumen Reactor: Bd/10 -15 kg
• Großer Vorteil von Pellets: hoher Absinkgeschwindigkeit
• Dreiphasenabscheider
• Ablaufqualität bei UASB besser als EGSB
• Notfackel notwendig
  -5 Wochen bis Anlage stabil läuft