Entwicklung eines einfachen reaktionskinetischen Modells zur Optimierung von Einbeckenanlagen mit reduziertem Schlammanfall

Abstract

Stoßbelastungen in Form von Fracht, pH-Wert und Temperatur werden in den Reaktoren zuverlässig egalisiert und biogen neutralisiert. Das VLB-Reaktorsystem mit seiner hohen Biomassenkonzentration (1,5-5 g/l) besitzt eine ebenso hohe Flexibilität und ein so großes Puffervermögen wie eine konventionelle Anlage mit Zuschaltung verstärkter Schlammrückläufe. Dadurch nimmt, genauso wie durch die höhere Temperatur, die Geschwindigkeit des Nährstoffverbrauchs zu, und in der Anlage verbleibt ein höherer Kapazitätsbereich für die aerobe Schlammstabilisierung. Da beim VLB-Typ B₁ und B₂ ein Bakterienaustrag stark gebremst und nahezu verhindert wird, entstehen Anlagen mit hoher Leistungsdichte. Es wurde beobachtet, daß die kleineren VLB-Reaktoren B₁ mit ihren kleineren Verweilzeiten eine höhere Leistungsdichte gegenüber den größeren Langzeitreaktoren B₂  und A₂ aufweisen. Der Wirkungsgrad dieser kleineren Reaktoren B₁ beträgt immerhin ca. 50% statt der theoretischen 30%, wie er sich aufgrund der kürzeren Verweilzeit gegenüber derjenigen in den größeren Reaktoren errechnen würde. Kinetische Analysen der Meßergebnisse dokumentieren ein höheres Schlammalter, das ebenso wie die höhere Temperatur niedrige Biomassenerträge hervorruft. Die vorliegende Arbeit weist nach, daß diese verringerten Biomassenerträge abhängig vom Anlagentyp mehr oder weniger stark reduziert sind und in dem effektivsten Anlagentyp, dem Wochenausgleichsbecken mit Biomassenrückhaltung (Typ B₂) im Mittel Werte von 0,25 kg TS_z/kg BSB_5red bzw. 0,12 kg TS_z/kg CSB_red erreichen können gegenüber der Normalziffer von 0,90 kg TS_z/kg BSB_5red bzw. 0,48 kg TS_z/kg CSB_red. Nach dem neuen ATV-Regelwerk A 131, welches nach Abschluß der Arbeit erst erschienen ist und als Regelwerk zur Bemessung von kommunalen Kläranlagen gilt, läßt sich ebenfalls u.a. durch das jeweils höhere Temperaturniveau und Schlammalter ein bedeutend niedrigerer Biomassenertrag für die Bedingungen in der VLB-Anlagen errechnen.