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Biologische Behandlung von organischen Stoffströmen > Vorlesung 7 > Flashcards

Vorlesung 7 Flashcards

Emissionen biologischer Behandlungsanlagen

1
Q

Wovon ist die direkte Einleitung ins Gewässer abhängig? Mindest- /Emissionsanforderungen?

A
  • Anhänge der Abwasserverordnung (AbwV)
  • Mindestanforderungen/Emissionsanforderungen
    • Anhang 23 für Abwasser der MBA
    • Anhang 51 für Abwasser, das aus der oberirdischen Ablagerung von Abfällen stammt
  • evtl. weitergehende Immissionsanforderungen der Genehmigungsbehörde
    • in NRW: zuständige Bezirksregierung
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2
Q

Was muss bei der indirekten Einleitung von Prozeswasser ins Gewässer beachtet werden?

A
  • Vorgaben der Kommunalen Satzung hinsichtlich der Abwasserbeschaffenheit müssen eingehalten werden (ggf. Vorbehandlung des Abwassers erforderlich)
  • DWA-Merkblatt M 115
    • Indirekteinleitung nicht häuslichen Abwassers
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3
Q

Welche Abwasserströme bei der biologischen Stoffstrombehandlung fallen an?

A
  • Wasch- ode Reinigungswasser
  • Oberflächenwasser (Verkehrsflächen, Dachflächen)
  • Prozess-/ Sickerwasser
    • Endogenes Prozess-/ Sickerwasser (entsteht durch den biologischen Abbau)
    • Exogenes Prozess-/ Sickerwasser (Niederschlagsbedingt)
    • Kondensate
    • Sicker- und Presswasser
    • Abschlämmwasser
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4
Q

Welche Abwasserarten auf Kompostierungsanlagen gibt es?

A
  • Prozesswasser:
    • Sicker- und Presswasser aus Annahme, Aufbereitung und Kompostierungsprozess
    • Kondensate (Abgasbehandlung)
    • Abschlämmwasser
  • Sozialabwasser
  • Oberflächenwasser (Niederschalgswasser von Verkehrs- und Dachflächen)
  • Reinigungswasser
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5
Q

Wie hoch ist das Sickerwasser aus den Rottemieten und wovon ist das abhängig?

A
  • 10 - 60 l/Mg
  • Abhängig vom Grad der Einhausung und Niederschlagsverhältnissen
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6
Q

Wovon ist das Sozialabwasser abhängig?

A
  • Abhängig vom Verhalten des Personals
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7
Q

Wie hoch ist die Kondenswassermenge auf Kompostierungsanlagen pro Mg Bioabfall?

A
  • 5 - 300 l/Mg
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8
Q

Wovon ist das Fahrflächen- und Dachwasser abhängig?

A
  • abhängig vom Niederschalgsgeschehen und dem Anteil der befestigten Flächen (Abschätzung z.B. mit ATV A 118)
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9
Q

Welche Abwasserquantitäten und -qualitäten auf Kompositerungsanlagen müssen beachtet werden?

A
  • Sickerwasser aus den Rottemieten
  • Sozialabwasser
  • Kondenswassermenge
  • Fahrflächen- und Dachwasser
  • Hohe organische Belastung
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10
Q

Was fällt alles unter die Sickerwasservermeidung?

A
  • Abdecken der Mieten mit Kompostvlies bzw. Überdachung der Rotteflächen (Reduzierung des durchsickernden Wassers)
  • Zuschlag von strukturreichen oder saugfähigen Zuschlagstoffen (z.B. Holzhäcksel)
  • Kompostierung auf organischen Unterlagen (z.B. Rinde)
  • Erhöhung der Umsetzhäufigkeit (Verdunstungsrate steigt)
  • Schnelle Verarbeitung strukturarmer Materialien
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11
Q

Welche Abwasser fallen auf Vergärungsanlagen an?

A
  • Prozesswasser:
    • Entwässerung der Gärrückstände
    • Sickerwasser aus Abfalllagern
    • Kondensate aus Biogasentfeuchtung und Abluftbehandlung
    • Abschlämmwasser
  • Oberflächenwasser (Niederschlagswasser von Verkehrs- und Dachwasser)
  • Reinigungswasser
  • Sozialabwasser
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12
Q

Was ist Prozesswasser?

A

Prozesswasser ist ein nach dem Gärprozess anfallender Stoffstrom, der noch keiner Behanldung unterzogen wurde und verfahrensabhängig zum Teil in den Prozess zurückgeführt wird.

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13
Q

Was ist Überschusswasser?

A

Überschusswasser ist der Teil des Prozesswassers, welcher aus der Anlage als Abwasser ausgeschleust wird.

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14
Q

Wie hoch ist die Überschussquantität?

A

200 bis 550 L/Mg Bioabfallinput

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15
Q

Wovon ist die Überschussquantität abhängig?

A
  • Wassergehalt des Inputmaterials
  • Wassermenge, die durch Vorbehandlung verloren geht
  • Abbau der organischen Trockensubstanz
  • Einzuhaltenden Wassergehalt der nachgeschalteten Verfahrensschritte
  • Wassergehalt der Reststoffe
  • Geforderte Wassergehalte der Kompostprodukte
  • Wasseraustrag über Abluft und Gas
  • Anteil Rückführwasser und Frischwasser
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16
Q

Welche Inhaltsstoffe können im Prozesswasser aufkommen?

A
  • Feststoffe
  • Stoffwechsel- und Abbauprodukte
  • Korrosive Bestandteile
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17
Q

Wie unterscheidet sich das Prozesswasser aus thermophil betriebenen Anlagen?

A

Prozesswasser aus thermophil betriebenen Anlagen stärker mit Feststoffen, Stoffwechsel- und Abbauprodukten und korrisiven Bestandteilen belastet

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18
Q

Wie beeinflusst Frischwasser das Prozesswasser?

A

Höherer Anteil Frischwasser senkt Abwasserkonzentrationen

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19
Q

Welche Auswirkungen haben Feststoffe im Prozesswasser?

A
  • Abrasion
  • Verstopfung in Rohrleitungen
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20
Q

Welche Stoffwechsel- und Abbauprodukte findet man im Prozesswasser und welche Auswirkungen haben sie?

A

Ammoniak (NH3) und Ammoniumstickstoff (NH4-N):
- Ab bestimmter Konzentration Hemmung des anaeroben Abbaus

Distickstoffoxid bzw. Lachgas (N2O):
- Geruchsemission

Struvit/Magnesium-Ammonium-Phosphat (MAP):
- Ablagerungen in Rohrleitungen und Behältnissen

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21
Q

Was fällt unter korrosive Bestandteile?

A
  • Chlorid
  • Halogene
  • Säuren
  • Sulfate
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22
Q

Welche Anwendungen gibt es für Prozesswasser?

A
  • Prozesswasseraufbereitung
  • Anmaischung vor der Fermentation
  • Perkolation
  • Bewässerung der Aerobstufe
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23
Q

Wie wird Überschusswasser verwertet/entsorgt?

A
  • Landwirtschaft
  • Kläranlage
  • Verbrennungsanlage
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24
Q

Welche technischen Kriterien werden an Anlagen zur Prozesswasserbehandlung gestellt?

A
  • sichere Einhaltung der Grenzwerte
  • Flexibilität bezüglich der Verschärfung gesetzlicher anforderungen
  • Flexibilität bei wechselnder Zusammensetzung des Abwassers
  • geringer Reststoffanfall
  • gesicherte Reststoffverwaltung bzw. -entsorgung
  • Betriebssicherheit
  • Ausbaufähigkeit
  • Vorhandensein von Referenzanlagen
  • wenige und einfach durchzuführende Überwachungs- und Wartungsarbeiten
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25
Q

Welche betriebswirtschaftliche Kriterien werden an eine Anlage zur Prozesswasserbehandlung gestellt?

A
  • geringe Investitionskosten
  • niedrige Betriebskosten
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26
Q

Welche ökologischen Kriterien werden an Anlagen zur Prozesswasserbehandlung gestellt?

A
  • geringer Energieverbrauch
  • minimaler Flächenbedarf
  • geringe gasförmige Emissionen
  • möglichst geringer Einsatz von Betriebsstoffen (Chemikalien)
  • minimaler Anfall nicht verwertbarer und damit in der Regel ökologisch problematischer fester Reststoffe
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27
Q

Was gehört zur mechanischen Reinigung?

A

Rechen:
- Abtrennung von Grobstoffen

Sandfang:
- Absetzen der feinen, mineralischen Stoffe

Vorklärbecken:
- Sedimentation von organischen Schwebstoffen

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28
Q

Was gehört zur biologischen Reinigugn?

A

Belebungsbecken:
- Abbau von organischen Stoffen, Stickstoff- und Phosphorverbindungen durch MO

Nachklärbecken:
- Absetzen des Belebtschlamms

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29
Q

Was umfasst die weitergehende Reinigung?

A
  • Abwasserfiltration
  • Membranverfahren
  • Abwasserdesinfektion
  • Aktivkohle
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30
Q

Wovon sind die erforderlichen Behandlungsschritte bei der Prozesswasserreinigung abhängig?

A

Indirekteinleitung:
- Reduzierung der Prozesswasserinhaltsstoffe auf das Niveau häuslichen Abwassers

Direkteinleitung:
- Standortabhängige Einleitbedingungen

31
Q

Nenne die empfohlenen Reinigungsschritte.

A
  • Feststoffabtrennung
  • Aerobe biologische Stufe (Abbau von Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen)
  • Denitrifikationsstufe, alternativ: Strippung (Falls die N_ges-Konzentration für die örtlichen Einleitbedingungen noch zu hoch ist)
  • Fällung/Flockung (Weitere Verminderung der P_ges-Konzentration, wenn der Feststoffrückhalt nicht ausreicht)
  • Membranstufe (Verminderung von CSB, Schwermetall- und AOX-Gehalt)
32
Q

Was bewirkt eine Reduzierung des TS-Gehalts?

A

Verringerung des TS-Gehalts um 95 % führt zu wesentlicher Reduktion des AOX, des CSB-Gehalts und der meisten Schwermetalle

33
Q

Was ist Sedimentaion?

A

Vorgang des Absetzens von Feststoffen die schwerer als das umgebende flüssige Medium sind

34
Q

Was ist notwendig für technisch nutzbare Sinkgeschwindigkeiten?

A

Technsich nutzbare Sinkgeschwindigkeiten können nicht erreicht werden:
- ohne Einsatz organischer Flockungshilfsmittel
- bei TS-Kozentrationen >= 15 g/l

35
Q

Was ist Zentrifugation?

A

Sedimentationsverfahren, bei dem die durch die Gewichtskraft bewirkte Abtrennung durch Zentrifugalkraft beschleunigt wird

36
Q

Was ist Flotation?

A
  • Im Prozesswasser suspendierte Partikel heften sich an Gasblasen und werden mit ihnen an die Oberfläche getragen
  • Bildung eines stabilen Flockenschaums
  • Entnahme durch Räumeinrichtungen
  • Gut für Prozesswasser geeignet
37
Q

Wie wird Prozesswasser in der AWA Würselen gehandelt?

A

Alle PW-Ströme werden gemeinsam behandelt.
1. Sandfang
- ca. 200 Kubikmeter Perkolat
- PW wird auf 41°C erhitzt
- gelangt mittels Überlauf in den Perkolatkeller
2. Perkolatkeller
- ca. 650 Kubikmeter Perkolat
- PW wird in Mäandern geleitet
- Hygienisierung durch Erhitzen
3. Flüssigdüngerspeicher
- ca. 1.500 Kubikmeter hygienisiertes Perkolat

38
Q

Woraus setzt sich Perkolatwasser zusammen?

A
  • Frei werdendem Pflanzensaft
  • Kondensaten aus Luft- und Biogasströmen
  • Regenwassereintritt über Biofilter
  • Reinigungswasser
  • Nachfüllwasser
39
Q

Woraus setzt sich das Prozesswasser in der AWA Würselen zusammen?

A
  • viel BSB5
  • Cd
  • Ammonium
  • ca. 2 % TS
40
Q

Wie groß ist die Überschussmenge in der AWA Würselen?

A
  • Überschussmenge ca. 3000 Kubikmeter/a bzw. 100 l/Mg Input
41
Q

Wofür wird das Prozesswasser in der AWA Würselen verwendet und welche Vorteile zieht diese daraus?

A

Berieselung der Vergärungsstufe und Intensivrotte
- Entsorgungskosten sparen
- Pflanzennährstoffe im Kompost erhalten

42
Q

Wir wird das restliche Perkolat behandelt?

A

MVA oder KA

43
Q

Welche Bedingungen müssen Geruchsstoffe erfüllen, um einen Geruchsreiz auszulösen?

A
  • Vorhandensein einer osmophoren (polaren) Gruppe (Alkohol-, Keto-, Nitrogruppe, Doppelbindung)
  • ausreichend wasserlöslich, damit die feuchte Nasenschleimhaut passiert werden kann
  • hinreichende Fettlöslichkeit, damit die Membranen der Riechzellen durchdrungen werden können
  • relativ geringes Molekulargewicht (bis ca. 300 g/mol
  • der Stoff muss dampfförmig sein
44
Q

Was sind häufige organische Verbindungen bezüglich der Geruchsstoffe?

A
  • Aliphatische, aromatische oder halogenierte Kohlenswasserstoffe
  • Sauerstoff-, stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen
45
Q

Was sind besonders geruchsintensive, anorganische Verbindungen?

A
  • Schwefelwasserstoff
  • Ammoniak
46
Q

Nenne die sieben typischen Geruchsklassen mit je einem Beispiel und einer bekannten Verbindung.

A

Blumig:
- Beispiel: Rosen
- Bekannte Verbindungen: Geraniol

Ätherisch:
- Beispiel: Birnen
- Bekannt Verbindungen: Benzylazetat

Moschusartig:
- Beispiel: Moschus
- Bekannte Verbindungen. Moschus

Kamperhartig:
- Beispiel: Eukalyptus
- Bekannte Verbindungen: Cineol, Kampher

Faulig:
- Beispiel: Faule Eier
- Bekannte Verbindungen: Schwefel-Wasserstoff

Schweißig:
- Beispiel: Schweiß
- Bekannte Verbindungen: Buttersäure

Stechend:
- Beispiel: Brantweinessig
- Bekannte Verbindungen: Ameisensäure

47
Q

Wie beeinflussen sich Stoffgemische untereinander bezüglich der Primärgerüche?

A
  • Wechselwirkungen der Komponenten
  • Verstärkung oder Aufhebung der Geruchswirkung
48
Q

Welche Probleme gibt es bei der Geruchsmessung?

A

Hedonik:
- Subjektive Bewertung von Gerüchen als angenehm oder unangenehm

Individuelle geruchssensibilität:
- Gewöhnung an Gerüchen (Adaption)

Keine chemisch-analytische Messung möglich:
- Geruchsstoffe besitzen keine eundeutigen chemischen Charakteristika
- Immer Stoffgemische
- Häufig sehr geringe Konzentrationen
- Konzentration lässt keine Bewertung des Geruchseindrucks zu

49
Q

Nenne Beispiele für Moleküle mit ähnlicher Struktur, aber mit unterschiedlichen Gerüchen.

A
  1. H2S (Faule Eier) und H2O (geruchslos)
  2. CS2 (Im Reinzustand angenehm, durch Verunreinigungen fast immer unangenehm) und CO2 (geruchslos)
  3. Thiophenol (Unangenehm, übler Geruch) und Phenol (Durchdringend, aromatisch)
50
Q

Was ist das Problem mit Campher und campher-ähnlichen Geruchsstoffen?

A

Unterschiedliche Molekularstruktur, aber ähnlicher Geruch

51
Q

Was ist die Olfaktomerie?

A

Bestimmung der Wahrnehmungsschwelle
- nur für Einzelstoffe
- Gasprobe wird mit geruchsneutraler Luft verdünnt
- Riechproben durch Probanden mit verschiedenen Verdünnungsstufen, Konzentration der Geruchsstoffe wird schrittweise erhöht
- Konzentration, bei der 50 % der Probanden einen Geruch wahrnehmen

52
Q

Was ist die Geruchseinheit?

A
  • diejenige Teilchenzahl aus Geruchsträgern, die verteilt in 1 Kubikmeter Neutralluft bei 50 % der Grundgesamtheit eine Geruchsempfindung auslöst
53
Q

Was ist die Geruchsfracht?

A
  • ein Maß für die in einem definierten Zeitraum abgegebenen wahrnehmbaren Gerüche
  • Geruchsfracht [GE/h] = Geruchsstoffkonzentration [GE/Kubikmeter] * Volumentrom [Kubikmeter/h]
54
Q

Was ist die Geruchsintensität?

A
  • sensorische Größe, die sich auf die wahrgenommene Stärke der Geruchsempfindung bezieht
  • Weber-Fechner-Gesetz
55
Q

Was ist die Geruchswirkung bzw. Geruchsqualität? Wovon ist diese abhängig?

A
  • Einteilung der Gerüche von äußerst unangenehm bis äußerst angenehm (hedonische Geruchswirkung) auf einer neunstufigen Skala von -4 bis +4
  • abhängig von Geruchsstoffkonzentration, persönlichen Erfahrungen, Alter, Gesundheit, physischer und psychischer Verfassung
56
Q

Welche Geruchsquellen gibt es bei der Kompostierung? Was ist die Hauptquelle?

A
  • Anlieferungsbereich kritisch
    • Offene Lagerungen oder Öffnung der Hallentore
    • schnell anaerobe Bedingungen, da oft unbelüftet
    • Verweilzeiten kurz halten, Abluftbehandlung sinnvoll
  • Bunker- und Aufbereitungsteil
  • Hauptquelle: Rotteprozess, v.a. Intensivrotte
    • Umsetzen und aktive Belüftung von Rottemieten
57
Q

Wo gibt es im Vergleich zu den Rotteprozessen, v.a. der Intensivrotte, weniger Emissionen?

A
  • Nachkompostierung
  • Konfektionierung (Siebung)
  • Lagerung von Reifekompost
  • Schmutzwasser von Oberflächen
  • Abwassersammelsystem
  • Biofilter
58
Q

Welche Geruchsbelastungen gibt es durch die Kompostierung?

A
  • Müllgerüche (Abhängig von Abfallinput)
  • Biogene Gerüche
    • aus meso- und thermophiler Phase, abhängig von Verfahrenstechnik
    • Faul- und Gärungsstoffwechselprodukte, anaerob-aerobe Übergangsstoffwechselprodukte
  • Abiogene Gerüche
    • Thermophile Phase
    • Hitzezersetzung, autokatalytische Oxidation, Reaktionen von nicht reduzierten Zuckern und Aminosäuren
  • Behandlung über Biofilter i.d.R. erforderlich
59
Q

Wie werden Geruchsemissionen durch Kompostierung vermieden?

A
  • kurze Lagerzeiten des Bioabfalls
  • Mischung des Ausgangssubstrats (Schüttgewicht, Struktur, Wassergehalt, Porenvolumen, Nährstoffgehalt
  • ggf. Nutzung der Abluft aus der Anlieferung und Aufbereitung für den Rotteprozess
  • Optimierte Steuerung der Rotte (Belüftung, Temperatur, Wassergehalt, Umsetzen
  • Abluftreinigung
60
Q

Wie hoch ist die Geruchsfracht [MGE/h] bei folgenden Geruchsquellen:
- Biofilter
- Kompostlager
- Anlieferhalle für Garten- und Parkabfälle
- offene Tore

A
  • Biofilter: 3,5
  • Kompostlager: 1,0
  • Anlieferhalle für Garten- und Parkabfälle: 0,2
  • offene Tore: 0,2
61
Q

Welche Geruchsquellen bei der Vergärung gibt es?

A
  • Vergärungsluft aus Tankfahrzeugen
  • offene Anlieferung (Lange Zwischenlagerung)
  • geschlossene Anlieferung (Öffnung der Hallentore)
  • Aufbereitung
    • Materialübergabestellen
    • Reststoffe
  • Vergärung (Biogasfreisetzung aufgrund von Leckagen, Rissen und nicht gasdicht abgedecktem Gärrestelager)
  • Nachrotte
  • Trocknung von Gärresten
  • Feinaufbereitung (Materialübergabe)
  • Lagerung des Komposts
    • Verladung im Freien
    • Zu hohe Lagermieten
  • Biofilter
  • Abgas aus Biogasaufbereitung und -verwertung
62
Q

Welche Geruchsquellen gibt es speziell bei der Nachrotte?

A
  • Materialbewegung durch Wind
  • Materialverdichtunng durch zu hohe Mieten, dadurch anaerobe Verhältnisse
  • Abweichung von den optimalen Rottebedingungen
  • zu hoher Durchsatz denkt den Rottegrad
63
Q

Was sind die Hauptgeruchsstoffe bei der Geruchsbelastung durch Vergörung?

A

Ammoniak
- Bis zu 400 ppm werden von Reststoffen freigesetzt
- Effektive Abschiedung mit sauren Wäschen, Biofilter weniger gut geeignet

Organische Schwefelverbindungen

64
Q

Nenne weitere geruchsrelevante Verbindungen, die bei der Geruchsbelastung durch Vergärung auftreten.

A
  • Org. Verbindungen (Alkohole, org. Säuren, Ketone, Ester, Aromaten, org. Schwefelverbindungen)
  • Amine
65
Q

Wie können Geruchsemissionen durch Vergärung vermieden werden?

A
  • kurze Lagerzeiten der Rohabfälle
  • Abdeckung der Reststoffe oder Lagerung im Innenraum
  • Regelmäßige Kontrolle und schnelle Reparatur von Leckagen usw.
  • Optimieren der Nachrotte
  • Abdeckung der Gärreste oder Lagerung im Innenraum
  • Geringere Geruchsbelastung als bei Kompostierung
66
Q

Wie genau kann die Nachrotte zur Vermeidung von Geruchsemissionen durch Vergärung optimiert werden?

A
  • Nicht zu hohe Mieten
  • Ausreichende und kontrollierte Belüftung
  • Ausreichender Anteil an Strukturmaterial
  • Rechtzeitiges Umsetzen
  • Regelmäßiges Prüfen der Meitenfeuchte, bei bedarf abdecken oder befeuchten
  • Rottegrad kontrollieren, eventuell Durchsatz verringern
67
Q

Welche physikalischen Verfahren der Abluftreinigung von Geruchsstoffen gibt es?

A
  • Aktivkohleadsorption
  • Nassabscheider
  • Elektrofilter
  • Filternde Abscheider
  • Kaltplasmaverfahren
68
Q

Welche biologischen Verfahren der Abluftreinigung von Geruchsstoffen gibt es?

A
  • Biofilter
  • Biowäscher
  • Tropfkörper/Biorieselbettreaktor
69
Q

Welche thermischen Verfahren der Abluftreinigung von Geruchsstoffen gibt es?

A
  • Thermische Nachverbrennung
  • Katalytische Nachverbrennung
  • Regenerative Nachverbrennung
70
Q

Welche Bedingungen für den biologischen Abbau werden gestellt?

A
  • Biologische Abbaubarkeit der einzelnen Substanzen
  • Feuchte des Filtermaterials
  • pH-Wert
    O2-Gehalt
  • Temperatur
  • Nährstoffverhältnisse (C:N:P)
  • Wasserlöslichkeit der Abluftinhaltsstoffe
  • Es dürfen keine toxischen Sibstanzen für die MO in der Abluft vorhanden sein
71
Q

Welche Punkte aus der 30. BImSchV sind relevant?

A
  1. BImSchV “Biologische Abfallbehandlung”
    - § 3 Mindestabstand 300 m zur Wohnbebauung
    - § 6 Abs. 4 kein Messwert darf den Emissionsgrnezwert von 500 GE/Kubikmeter überschreiten
72
Q

Welche Punkte aus der TA Luft Geruchsbeurteilung sind relevant?

A

Nr. 5.2.8 Geruhsstoffe
- Geruchsintensive Abgase sind in der Regel Abgasreinigungseinrihtungen zuzuführen oder es sind gleichwertige Maßnahmen zu treffen
- Emissionsbegrenzende Anfordeungen für einzelne Anlagenarten

73
Q

Wozu dient die Geruchsimmissions-Richtlinie?

A
  • zur Feststellung und Beurteilung von Geruchsemissionen
  • u.a. Begrenzung der Geruchsstunden im Jahr und der Gesamtbelastung

Biologische Behandlung von organischen Stoffströmen (10 decks)

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