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Ueberwachungsstrategien fuer Ein- und Zweiphasige anaerobe Fluessig-Bett-Reaktoren. Abbau von Molke als Modellsubstrat

The degradation of an easily degradable substrate (whey) was studied in one- and two-stage anaerobic fluidized sand bed reactors. The control of the reactors was based on the measured variables of methane reactor and organic acids. The feed flow rate was taken as the manipulated variable for both systems. Experimental work confirmed the results of simulations for the relevant control variables. The two-step system was more stable than the one stage system. Conventional PI/PID control was found to be unsatisfactory. Successful control was possible by optimal adaptive control, based on a single input - double output linear model, using as index of performance (PI): PI = (flow of methane) -(Constant)(Total organic acids concentration). A PC was used for the online data acquisition, parameter estimation and optimization.

Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Reinigung Komplexbildner enthaltender Abwaesser, Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Reinigung Komplexbildner enthaltender Abwaesser

Durch grundlegende, praxisorientierte Untersuchungen an einer speziell angereicherten Mischkultur und dem daraus isolierten EDTA-verwertenden Stamm BNC 1 soll die Eliminierung von schwer abbaubaren Komplexbildnern - insbesondere EDTA - aus industriellen Abwaessern ermoeglicht werden. Hierzu sollen die Parameter, die den Abbau positiv oder negativ beeinflussen (z.B. Art des Metall-EDTA-Komplexes, Grenzkonzentrationen usw.), bestimmt, die Zellen auf geeigneten Traegermaterialien immobilisiert; die kinetischen Daten und die kritischen bzw. Schritte des Abbaus ermittelt sowie Moeglichkeiten zur Stabilisierung des Abbaus erarbeitet werden. Ferner sollen relevante Realabwaesser hinsichtlich der Abbaubarkeit von EDTA untersucht und das Spektrum an verwertbaren Komplexbildnern erweitert werden. Die Ergebnisse sollen zudem dazu beitragen, die Ursachen der schlechten Abbaubarkeit von Komplexbildnern zu verstehen und bei Kenntnis der Abwasserzusammensetzung Voraussagen ueber die Abbaubarkeit des darin enthaltenen Komplexbildners treffen zu koennen.

Untersuchung der Leistungsfaehigkeit, der Einsatzbereiche und der Wirtschaftlichkeit des Abwasserreinigungsverfahrens 'Biosorber'

Der Biosorber ist ein anaerob oder aerob zu betreibender Fliessbettreaktor mit einem Filter im Aussenmantel. Fuer das Reinigungsverfahren liegen bislang Erfahrungen im labortechnischen Massstab fuer verschiedene Einsatzbereiche vor. Der technisch aufwendige Reaktortyp ist eine Verschaltung von Reinigungskonzepten fuer die baugleiche Ausfuehrung der anaeroben und aeroben Stufe. Strenge und sehr theoretisch festgelegte Mindestanforderungen in Russland erfordern aufwendige Reinigungsverfahren. Anwendungsorientierte Untersuchungen des Reinigungsverfahrens erfordern eine Unterstuetzung des Anlagenbetriebes durch die Mess-, Steuer- und Regeltechnik und kontinuierliche Datenerfassung. Dem russischen Antragsteller stehen die erforderlichen Mittel dafuer nicht zur Verfuegung. Ansaetze fuer produktionsintegriertem Umweltschutz sind kaum realisiert. Die ersten Ansaetze zur Ueberwindung reiner End-of-Pipe Loesungen sollen im Rahmen des Projektes weiterentwickelt werden.

Reinigung von Spuelfeldablaufwaessern

Das Baggergut aus dem Bereich des Hamburger Hafens wird mit Elbwasser verduennt und hydraulisch zu Spuelfeldern transportiert. Dort sedimentieren der Sand und die schweren Schlickbestandteile. Das Ueberstandswasser wird in die Elbe zurueckgefuehrt. Da dieses Spuelfeldablaufwasser u.a. groessere Mengen Ammonium (durchschnittlich 40 mg N-NH4+ pro Liter) und nicht sedimentierbare, suspendierte Stoffe (durchschnittlich 180 mg pro Liter) enthaelt, muss eine Reinigung des Wassers erfolgen, um kuenftigen Einleitungsbedingungen zu genuegen. In einer Pilotanlage im halbtechnischen Massstab werden Vorort die Moeglichkeiten einer Reinigung des Ablaufwassers untersucht. Die dabei eingesetzten Verfahren sind: Flockung/Faellung mit Eisen- bzw. Aluminiumsalzen und Sedimentation zur Suspensaentnahme; Nitrifikation im Fest- bzw. Fliessbett und Denitrifikation im Fliessbett zur Stickstoffelimination. Ferner wurden in einem Pumpversuch die hydraulischen Eckwerte fuer eine zukuenftige Kreislauffuehrung des Transportwassers ermittelt.

Entwicklung eines neuartigen anaerob-aerob-Prozesses fuer hochbelastete Industrieabwaesser auf Basis des russischen 'Biosorbers'

Projekthintergrund: Die Staatliche Akademie fuer Bauwesen in Nizhny Novgorod hat den anaerob und aerob zu betreibenden Reaktor 'Biosorber' entwickelt. Hierbei handelt es sich aus derzeitiger Sicht um eine Mischung aus Fliessbettreaktor (mit Aufwuchsmaterial Anthrazit) und einem EGSB, der in seinem Aussenmantel einen abwaertsdurchstroemten, ueberstauten Filter (Blaehton) aufweist. Die Aufgabe der deutschen Seite besteht darin, den Rahmen fuer die erforderliche Analytik und MSR- Technik aufzubauen (incl Datenfernuebertragung zum ISAH), Optimierungsvorschlaege zu erarbeiten und einen anwendungsorientierten Einsatz in Russland und Deutschland durchzufuehren und zu bewerten. Neben halbtechnischen Versuchen in Russland werden in der zweiten Projekthaelfte in Deutschland vergleichende halbtechnische Versuche mit anderen anaeroben Reaktortypen durchgefuehrt.

Entwicklung eines Reaktionssystems zur biologischen Reinigung EDTA-haltiger Abwaesser

Ethylendiamintetraacetat (EDTA) ist ein insbesondere im industriellen Bereich vielfaeltig eingesetzter Komplexbildner, der in der Natur und in konventionellen Klaeranlagen kaum abgebaut wird. Ziel des Projekts ist die Entwicklung von dezentralen Reinigungsanlagen, in denen EDTA durch speziell angereicherte und adaptierte Bakterienmischkulturen abgebaut wird. Zu diesem Zweck wurden geeignete Mikroorganismen angereichert und charakterisiert sowie der Abbauweg und der Einfluss von Metallionen auf den biologischen Abbau untersucht. Fuer eine effiziente Behandlung EDTA-haltiger Abwaesser ist die Konzeption und Auslegung geeigneter Kompaktbioreaktoren notwendig, in denen durch Immobilisierung auf Traegermaterialien eine effiziente Biomasseanreicherung erreicht wird. In Zusammenarbeit mit EDTA-Anwendern wird eine Abwasserteilstrombehandlungsanlage zur Behandlung von Realabwaessern installiert, so dass weitere Auslegungsdaten fuer eine Scale-up bestimmt und Stoergroessen erkannt werden koennen. Neben EDTA werden weitere Komplexbildner auf mikrobielle Abbaubarkeit untersucht. Nach der Anreicherung fuer den Abbau geeigneter Mikroorganismen sollen deren Eigenschaften ebenfalls charakterisiert werden.

Massstabsvergroesserung von anaeroben Hochleistungs-Fliessbettreaktoren

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