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Modellierung mehrstufiger anaerober Prozesse mit dem Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1)

Leitung:Dr.-Ing. Dirk Weichgrebe
Bearbeitung:Dipl.-Ing. Linda Hinken
Laufzeit:04/2011 - 03/2013
Förderung durch:Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Bild Modellierung mehrstufiger anaerober Prozesse mit dem Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1)

Anaerobe Verfahren sind in vielen Bereichen der Industrieabwasserreinigung Stand der Technik. Der vierstufige anaerobe Prozess reagiert jedoch sehr sensitiv auf Schwankungen der Randbedingungen sowie auf Belastungsänderungen, so dass die Anlagen häufig nicht optimal betrieben werden. Mit Hilfe der Modellierung biologischer Prozesse können Informationen über die Leistungsfähigkeit einer Anlage sowie deren Grenzen, über Gründe für ein Versagen und über Möglichkeiten zur Optimierung des Anlagenbetriebs gewonnen werden. Um eine einheitliche Modellgrundlage zu schaffen, wurde das Anaerobic Digestion Model No. 1 (ADM1) [Batstone et al., 2002] veröffentlicht, in dem die wesentlichen Prozesse und Einflussgrößen berücksichtigt worden sind.

Im Rahmen dieses Projektes werden anaerobe Laborversuche mit einem typischen Industrieabwasser durchgeführt, um Daten für die Modellierung der Umsetzungsprozesse zu gewinnen. Auf Basis anaerober Batchtuntersuchungen werden zunächst Abbau- und Hemmkonstanten ermittelt. Darüber hinaus wird eine Laboranlage betrieben, die aus insgesamt 3 UASB-Reaktoren (V = 12,5 L) besteht. Diese werden kontinuierlich mit industriellem Abwasser beschickt und unterschiedlichen Lastfällen (kontinuierliche Steigerung, Stoßbelastung) ausgesetzt. Durch eine kontinuierliche Gasmengen- und Gasqualitätsmessung sowie eine regelmäßige Analyse der Ablaufproben kann der Einfluss der Belastungsversuche auf unterschiedliche Parameter ermittelt werden.

Die gewonnenen Daten werden für die Modellkalibrierung und zur Ermittlung maßgebender Prozesse genutzt. Das ADM1 wird im Rahmen dieser Arbeit an die spezifischen Randbedingungen der Industrieabwasserbehandlung angepasst und bietet eine Grundlage für weitere Modellstudien im Bereich der Industrieabwasserbehandlung.

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