Für die mathematische Beschreibung anaerober Prozesse wurde von der IWA das Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1) entwickelt. Das ADM1 berücksichtigt einen allgemein gültigen Satz von Substraten und biochemischen Prozessen und wurde zunächst für die anaerobe Schlammstabilisierung entwickelt. Für die kinetischen Parameter werden Größenordnungen vorgegeben, die jedoch hohe Schwankungen aufweisen. Kalibrierte Stoffdaten und Angaben für die Zulaufcharakterisierung und -fraktionierung unterschiedlicher Abwässer fehlen. Eine Abbildung von reaktorspezifischen Bedingungen zur Behandlung industrieller Abwässer (z.B. für UASB-Reaktoren oder EGSB-Systeme) erfordert den Aufbau von mehrstufigen angepassten Modellen, die neben dem vierstufigen Prozess auch die entsprechenden verfahrenstechnischen Stufen abbilden. Die Ziele des Vorhabens sind:1.Modellentwicklung für verfahrenstechnische Varianten der anaeroben Industrieabwasserbehandlung zur verbesserten Abbildung aller Umsetzungsprozesse (z.B. UASB-Reaktor, zweistufiger Prozess; Verlängerungsphase des Antrages: EGSB-Reaktors, Modellkalibrierung, Übertragbarkeit auf großtechnische Anlagen),2. Bestimmung der wesentlichen Modellparameter und ihren Schwankungsbreiten durch Sensitivitätsanalysen, Kalibrierung und Validierung der Modelle mit Daten aus anaeroben Batchuntersuchungen und kontinuierlich betriebenen anaeroben Laborversuchen,3. Ermittlung von abwasser- und biomassenspezifischen Stoffdaten für eine Fraktionierung der Inhaltsstoffe industrieller Abwässer und von kinetischen Parametern der Biomasse im Rahmen von Laboruntersuchungen zur Anpassung des ADM1.
Bei der Zitronensaeureherstellung aus Melasse fallen grosse Mengen hochkonzentrierter Abwaesser an, deren Reinigung durch den Einsatz der anaeroben Verfahren wirtschaftlich tragbar wird. Die bei diesem Prozess entstehenden grossen Mengen an Faulgas koennen einen bedeutenden Teil des Primaerenergiebedarfes der Fabrik decken. Bedingt durch die Zusammensetzung des Abwassers treten eine Fuelle von Problemen mikrobiologischer und technologischer Natur auf.
Durch den Einsatz von Bewuchsflaechen fuer anaerobe Bakterien kann der Wirkungsgrad von Abwasserfaulanlagen im Kleinklaeranlagenbereich wesentlich gesteigert werden. Durch die Vorbehandlung von Abwasser in anaeroben Schwimmfiltern wird eine nachfolgende Behandlung durch Bodenfiltration oder mittels Tropfkoerper- oder Belebungsverfahren wesentlich erleichtert und verbessert.
Zwei lebensmittelproduzierende Betriebe (Zitronensaeure und Staerke) weisen hochkonzentrierte Teilabwasserstroeme auf, die den Hauptteil der Schmutzfrachten beinhalten. Durch die Menge der bei einer anaeroben Reinigung (Vorteile: wesentlich geringerer Ueberschussschlammanfall und erhebliche Energieeinsparung) auftretenden, anorganischen Faellungsprodukte (Kalk- bzw Mg-Ammoniumphosphat) konnte kein konventionelles Verfahren gewaehlt werden. So wurde ein eigenes Abwasser- und Schlammverteilungssystem (EKJ-Reaktor) entwickelt, um eine genuegend hohe Biomassekonzentration im Methanreaktor sicherzustellen. Seit 5 Jahren problemloser Betrieb und hohe Reinigungsleistung (eta CSB 87 Prozent, eta BSB5 97 Prozent).
Entwicklung des anaeroben Verfahrens vom Labormassstab bis zur grosstechnischen Anwendung, Erarbeitung von Dimensionierungsgroessen, Loesung von Betriebsproblemen, Wirtschaftlichkeitsueberlegungen bei verschiedenen Verfahrenskombinationen bei verschiedenen Ausgangslagen einzelner Werke.