Das Projekt "Abbaukinetik des limitierenden Substrats als Bemessungsgrundlage fuer Anaerobreaktoren am Beispiel von Abwasser aus der milchverarbeitenden Industrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Anhand von anaeroben Abbauuntersuchungen mit einem molkehaltigen Abwasser sollte ein neues Konzept zur Reaktordimensionierung der Methanstufe der in der Praxis ueblichen Bemessung anhand der CSB-Raumbelastung gegenuebergestellt werden. Dieses Konzept sieht als Dimensionierungsparameter die Abbauraten der limitierenden Schritte vor, die aus stationaerem und dynamischem Betrieb einer Versuchsanlage zu ermitteln waren. Die Untersuchungen wurden an einem halbtechnischen Suspensionsreaktor mit Biomasseretention durch Ultrafiltration durchgefuehrt. Die experimentelle Vorgehensweise bestand darin, die Belastung des Reaktors schrittweise auf einen maximalen Wert zu steigern, ohne die zulaessigen Ablaufkonzentrationen zu ueberschreiten. Grundlage der mathematischen Beschreibung der Abbauvorgaenge war die Aufstellung und Verifizierung eines Abbauschemas fuer die verschiedenen Inhaltsstoffe und Zwischenprodukte beim anaeroben Abbau von Molke. Zur Auswertung der experimentellen Ergebnisse kam die Bilanzierungsmethode der Mischpopulations-Stoffflussanalyse (MPFA) zum Einsatz, mit deren Hilfe der Abbaugrad von Eiweiss bestimmt und die stationaeren Abbauraten der einzelnen Substrate und Produkte berechnet werden konnten. Weiterhin wurden die kinetischen Parameter der Modellansaetze durch Parameterschaetzung in einem mathematischen Modell des Molkeabbaus bestimmt, das den biologischen Abbau, den Stofftransport zwischen Fluessig- und Gasphase sowie den pH-Wert berechnete. Zur Identifikation der geschwindigkeitslimitierenden Abbauschritte wurde eine substratspezifische Kennzahl definiert, die sich aus den stationaeren und den maximalen Abbauraten berechnen liess. Damit konnte aus den Ausgangs- bzw. Zwischensubstraten Lactose, Eiweiss, Butter-, Milch-, Propion- und Essigsaeure der Abbau der beiden letztgenannten als die geschwindigkeitslimitierenden Schritte identifiziert werden. Der vollstaendige Abbau von Eiweiss wurde dabei nicht angestrebt. Die durchgefuehrten Berechnungen des erforderlichen Reaktorvolumens fuer die einzelnen Versuchsphasen ergaben deutlich kleinere Reaktorvolumina als bei der ueblichen Dimensionierung nach der CSB-Raumbelastung. Weiterhin konnten mit dem vorgeschlagenen Dimensionierungsansatz das dynamische Betriebsverhalten sowie die zu erwartenden Ablaufkonzentrationen vorausberechnet werden.