Einflüsse auf die nachgeschaltete Denitrifikation in Membranbelebungsanlagen

Influences on Post-Denitrification in Membrane Bioreactors

  • Werden Membranbelebungsanlagen (MBR) zur Abwasserreinigung eingesetzt, ergeben sich durch die veränderten Rahmenbedingungen neue Möglichkeiten der Prozessführung. Eine Variante ist die nachgeschaltete Denitrifikation ohne zusätzliche Kohlenstoffdosierung, wel-che in verschiedenen Versuchsanlagen erfolgreich eingesetzt wurde. Noch nicht abschließend geklärt ist die Frage nach der von den Bakterien genutzten Kohlenstoffquelle. Diese Arbeit untersucht Einflüsse auf die Denitrifikation und konzentriWerden Membranbelebungsanlagen (MBR) zur Abwasserreinigung eingesetzt, ergeben sich durch die veränderten Rahmenbedingungen neue Möglichkeiten der Prozessführung. Eine Variante ist die nachgeschaltete Denitrifikation ohne zusätzliche Kohlenstoffdosierung, wel-che in verschiedenen Versuchsanlagen erfolgreich eingesetzt wurde. Noch nicht abschließend geklärt ist die Frage nach der von den Bakterien genutzten Kohlenstoffquelle. Diese Arbeit untersucht Einflüsse auf die Denitrifikation und konzentriert sich besonders auf langsamer abbaubare Substrate. Außerdem wird die Anlagenkonfiguration optimiert. Ein Laborreaktor (MBR) wurde mit biologischer Phosphorelimination und nachgeschalteter Denitrifikation ohne zusätzliche Kohlenstoffdosierung betrieben. Der Zulauf bestand aus ei-nem synthetischen Abwasser, welches insbesondere unterschiedlich gut abbaubare organische Kohlenstoffe enthielt. Batchversuche und mikrobiologische Untersuchungen ergänzen die Ergebnisse der Laboranlage. Die Versuche ergaben eine Abhängigkeit der Denitrifikation von der CSB-Schlamm-belastung, dem CSB:Nges-Zulaufverhältnis und insbesondere dem CSB:oTS-Mischungs-verhältnis am Anlagenzulauf. Letzteres spricht für eine flockengebundene Verarbeitung der Substrate. Dass der alleinige Einsatz von Acetat als Substrat zu höheren Denitrifikationsraten führt, konnte nicht bestätigt werden. Als Ursache wird der schnelle Abbau des Acetats und seiner Metabolite im Aeroben vermutet. Ein Zusammenhang der Phosphorelemination mit der Denitrifikation wurde ebenfalls nicht nachgewiesen, allerdings wird der durch Hydrolysepro-zesse positive Einfluss der anaeroben Zone auf den nachfolgenden Abbau gezeigt. Versuche zur Optimierung der Rezirkulationsströme bestätigten, dass der Betrieb einer nach-geschalteten Denitrifikation mit nur einem Rezirkulationsstrom möglich ist. Diese Konfigura-tion widerspricht jedoch einem geringen Zulauf-Mischungsverhältnis. Der Einsatz muss dem-nach am spezifischen Fall entschieden werden. Mikrobiologische Untersuchungen verschiedener Anlagen konnten keine Abhängigkeit der Populationen von der Abwasserart oder der Verfahrensweise nachweisen.show moreshow less
  • If membrane bioreactors (MBR) are used for sewage treatment, new possibilities of the process technology arise by the changed basic conditions. An alternative is the post-denitrification without an additional carbon source, as it was used in lab scale plants successfully. Not yet clarified is the question of the carbon source used by the bacteria. This work examines the influences on denitrification and focuses particularly on slower biodegradable substrates. In parallel the plant configuration If membrane bioreactors (MBR) are used for sewage treatment, new possibilities of the process technology arise by the changed basic conditions. An alternative is the post-denitrification without an additional carbon source, as it was used in lab scale plants successfully. Not yet clarified is the question of the carbon source used by the bacteria. This work examines the influences on denitrification and focuses particularly on slower biodegradable substrates. In parallel the plant configuration is optimized. A lab reactor (MBR) was operated with biological phosphorus elimination and post denitrification without an additional carbon source. The influent consisted of a synthetic sewage which in particular differently degradable organic carbons contained. Batch tests and microbiological investigations complement the results of the lab scale plant. The trails showed a dependence of the denitrification on the COD sludge load, the relation of COD:Nt and in particular the COD:VSS mixing proportion of the influent. The latter speaks for a flake-bound usage of the substrates. It was not confirmed, that the usage of acetate as single carbon source led to high denitrification rates. It was assumed that the rapid degradation of acetate and its metabolites in the aerobic zone is the reason for this. A connection to the phosphorus elimination could also not be confirmed; however, the positive influence of the anaerobic zone through hydrolysis processes on the subsequent degradation is shown. Attempts to optimize the recirculation configuration confirmed that the operation of a post- denitrification with only one recirculation is possible. Nevertheless, this configuration contradicts a low inflow mixing proportion (COD:VSS). The usage must therefore be decided on the specific case. Microbiological investigations (PCR-DGGE) of various sewage treatment plants could indicate no dependence of the populations on the wastewater composition or the process technology.show moreshow less

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Metadaten
Author: Ute Bracklow
URN:urn:nbn:de:kobv:83-opus-34083
ISBN:978-3-936812-27-5
Schriftenreihe anderer Verlage:Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft ; 27
Advisor:Prof. Dr.-Ing. habil. Matthias Kraume
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Date of Publication (online):2012/03/14
Publishing Institution:Technische Universität Berlin
Granting Institution:Technische Universität Berlin, Fakultät III - Prozesswissenschaften
Date of final exam:2011/08/26
Release Date:2012/03/14
Tag:Membranbelebung; Mikrobiologie; Nährstoffelimination; biologische Abwasserreinigung; synthetisches Abwasser
Membranbioreactor; biological wastewater treatment; microbiology; nutrients removal; synthetic wastewater
Institutes:Institut für Verfahrenstechnik
Institut für Bauingenieurwesen
Dewey Decimal Classification:620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht mit Print on Demand (u.a. für Dissertationen empfohlen)