Vergleichende Untersuchungen zur Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit in zwei Belebungsbecken mit unterschiedlichen Druckbelüfterelementen

Diplomarbeit von Jana Handschag

Einleitung:

Zu den größten Einzelenergieverbrauchern auf Klärwerken gehören die Belüftungssysteme von Belebungsbecken. Um die Kosten für die Belüftung möglichst gering zu halten, muss zum einen ein effizientes Belüftungssystem eingesetzt werden, zum anderen muss die Betriebsweise dieses Belüftungssystems den dynamischen Betriebsbedingungen angepasst werden. Zu diesem Thema läuft seit August 1999 ein Projekt am Institut für Verfahrenstechnik der TU Berlin, in welchem die Leistungsfähigkeit von Membran- und Keramik-belüfterelementen im Klärwerk Waßmannsdorf untersucht wird und eine Optimierung der Prozessführung durchgeführt werden soll.

Dazu finden auf Grundlage der Abluftmethode Sauerstoffeintragsmessungen in den mit unterschiedlichen Belüfterelementen ausgestatteten Belebungsbecken 11 und 12 statt. Um neben dem Sauerstoffeintrag auch den Sauerstoffverbrauch in diesen Becken in Bezug auf den Verlauf der biologischen Abbauprozesse charakterisieren zu können, werden im Rahmen dieser Arbeit Schlammatmungsmessungen durchgeführt, mit deren Hilfe die Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit ermittelt wird. Die Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit gibt Auskunft über die Atmungsaktivität der Mikroorganismen im Belebtschlamm. Sie unterliegt einer Reihe von Einflüssen, die im dynamischen Reinigungsprozess zusammenwirken.

Zwei entscheidende Ausgangsgrößen sind die Menge des zufließenden Abwassers und die Konzentration der darin enthaltenen oxidierbaren Schmutzstoffe. Bei den oxidierbaren Abwasserinhaltsstoffen handelt es sich um organische Kohlenstoffverbindungen und Ammonium. Der biologische Abbau dieser Stoffe wird von vielen Größen beeinflusst, wie zum Beispiel von der Temperatur des Belebtschlammes und der Betriebsweise der Belebungsbecken. Je nach Regelung der Rücklauf- und Rezirkulationsströme sowie der zugeführten Luftvolumenströme stellen sich bestimmte Biomassekonzentrationen und Gelöstsauerstoffgehalte im Belebungsbecken ein.

Ziel dieser Arbeit ist es:

- eine Meßmethode zur Bestimmung der Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit auszu-arbeiten und deren Reproduzierbarkeit nachzuweisen.

- den zeitlichen Verlauf der Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der hydraulischen und stofflichen Belastung des Zu- und Ablaufs zu ermitteln.

- den Einfluss der Betriebsweise der Belebungsbecken auf die Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit darzustellen.

- den örtlichen Verlauf der Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Konzentration der oxidierbaren Abwasserinhaltsstoffe zu ermitteln.

- die Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit in den beiden untersuchten Belebungsbecken zu vergleichen.

- die Anteile am Gesamtsauerstoffverbrauch zu bestimmen, die für die Nitrifikation und für den Abbau der organischen Stoffe aufgewendet werden.

- die Ergebnisse der Schlammatmungsmessung und der Abluftmessung zu vergleichen und die Aussagekraft des Parameters Sauerstoffverbrauchsgeschwindigkeit hinsichtlich des im Belebungsbecken tatsächlich stattfindenden Sauerstoffverbrauchs zu beurteilen.

Inhaltsverzeichnis: