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Sauerstoffzufuhr und α-Werte feinblasiger Belüftungssysteme beim Belebungsverfahren - Abhängigkeiten und Bemessungsempfehlungen

Günkel-Lange, Tobias :
Sauerstoffzufuhr und α-Werte feinblasiger Belüftungssysteme beim Belebungsverfahren - Abhängigkeiten und Bemessungsempfehlungen.
Technische Universität Darmstadt, Darmstadt
[Ph.D. Thesis], (2013)

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Item Type: Ph.D. Thesis
Title: Sauerstoffzufuhr und α-Werte feinblasiger Belüftungssysteme beim Belebungsverfahren - Abhängigkeiten und Bemessungsempfehlungen
Language: German
Abstract:

Grundlage des Belebungsverfahrens und von wesentlicher Bedeutung für eine betriebssichere und prozessstabile biologische Behandlung des Abwassers ist die Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen. Diese wird durch die Sauerstoffzufuhr über Belüftungssysteme in das Belebungsbecken sichergestellt. Bei der Bemessung der erforderlichen Sauerstoffzufuhr als Ausgangspunkt für die Dimensionierung von Belüftungssystemen ist der Grenzflächenfaktor α neben dem Sauerstoffverbrauch der Mikroorganismen der maßgebende Parameter.

Um ein Belüftungssystem betriebssicher, energieeffizient und somit wirtschaftlich betreiben zu können, bedarf es einer präzisen Bemessung, angepasst an die im kommunalen Bereich typischen Zulaufschwankungen. Hierfür ist die erforderliche Sauerstoffzufuhr entsprechend dem DWA-Merkblatt 229-1 (2012) und ergänzend zum ATV-Arbeitsblatt 131 (2000) für den maximalen, den mittleren und den minimalen Lastfall zu ermitteln. Dabei ist der Sauerstoffverbrauch für den jeweiligen Lastfall zu berechnen, aber auch der α-Wert ist entsprechend anzusetzen: für den maximalen Lastfall der minimale α-Wert (α_min), für den mittleren und den minimalen Lastfall die entsprechend höheren α-Werte (α_mittel und α_max).

Aus den in dieser Arbeit durchgeführten Untersuchungen werden α-Werte als α_min, α_mittel und α_max für die Bemessung abgeleitet und entsprechend der unterschiedlichen Reinigungsziele Kohlenstoffelimination, Stickstoffelimination und aerobe Stabilisierung angegeben. Für die verschiedenen Verfahrensvarianten zur Umsetzung dieser Reinigungsziele der kontinuierlich durchflossenen Denitrifikation, dem SBR-, dem MBR-Verfahren sowie der simultanen aeroben Stabilisierung werden je nach Bemessungslastfall α-Werte vorgeschlagen.

Durch die Empfehlungen dieser Arbeit kann ein feinblasiges Belüftungssystem angepasst an alle relevanten Lastfälle bemessen und somit flexibel, betriebssicher und energieeffizient betrieben werden.

Alternative Abstract:
Alternative AbstractLanguage
The fundamental function of the activated sludge process is the oxygen supply of the microorganisms in the aeration tank. It is of significant importance for the reliable operation of biological wastewater treatment and is provided by the oxygen transfer into the aeration tank via aeration systems. The key factors in determining the required standard oxygen transfer rate as basis for the dimensioning of aeration systems are oxygen uptake rate and α-value. To ensure reliable, energy-efficient and thus the economic operation of aeration systems accurate dimensioning, specifically adjusted to typical inflow fluctuations of municipal wastewater treatment plants, is decisive. Therefore, the necessary oxygen transfer rate is to be determined for maximum, middle and minimum loading conditions according to DWA-M 229-1 (2012) and supplementally to ATV-A 131 (2000). The oxygen uptake rate is to be calculated for individual loading conditions; correspondingly α-values have to be assessed: for the maximum case the minimum α-value (α_min), and respectively higher α-values (α_middle and α_max) for middle and minimum cases. Resulting from the research of this thesis, α-values for the dimensioning of aeration systems are derived as α_min, α_middle and α_max and specified for different cleaning results: carbon elimination, nitrogen removal and aerobic stabilization. α-values for different process variants, applied to achieve different cleaning results (conventional denitrification, SBR process, MBR process, simultaneous aerobe stabilization), are suggested in dependence of the design load case. By following the recommendations of this study, a fine bubble aeration system can be dimensioned considering all relevant cases and can be operated in a flexible, reliable and energy-efficient way.English
Series Name: Schriftenreihe IWAR
Volume: 221
Place of Publication: Darmstadt
Classification DDC: 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften
Divisions: 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institute IWAR > Wastewater Technology and Water Reuse
Date Deposited: 03 Jun 2016 13:00
Last Modified: 03 Jun 2016 13:00
URN: urn:nbn:de:tuda-tuprints-54727
Referees: Wagner, Prof. Martin and Cornel, Prof. Peter and Günthert, Prof. Frank Wolfgang
Refereed: 15 February 2013
URI: http://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/id/eprint/5472
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