Anaerobe Stabilisierung von Siebgut zur Verbesserung der Energieeffizienz und Reduzierung der CO2-Emissionen auf Kläranlagen

Fortenbacher, Christian

dc.date.accessioned	2024-03-25T13:57:33Z
dc.date.available	2024-03-25T13:57:33Z
dc.date.issued	2023
dc.identifier	doi:10.17170/kobra-202310238896
dc.identifier.uri	http://hdl.handle.net/123456789/15598
dc.description	Zugleich: Dissertation, Universität Kassel. 2022
dc.language.iso	ger
dc.publisher	kassel university press
dc.rights	Namensnennung - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 4.0 International	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/	*
dc.subject	Energieeffizienz	ger
dc.subject	Klärschlammstabilisierung	ger
dc.subject	Siebgut	ger
dc.subject	Faulgasgewinnung	ger
dc.subject	Membranbelebungsverfahren	ger
dc.subject.ddc	333
dc.title	Anaerobe Stabilisierung von Siebgut zur Verbesserung der Energieeffizienz und Reduzierung der CO2-Emissionen auf Kläranlagen	ger
dc.type	Buch
dcterms.abstract	Im Rahmen dieser Dissertation wurde untersucht, in welchem Maße sich die anaerobe Stabilisierung von Siebgut auf die Gas- und Energiegewinnung auswirkt. In einer ersten Versuchsreihe wurde versuchstechnisch gewonnenes Siebgut hinsichtlich seiner Stabilisierungsfähigkeit mit Primärschlamm verglichen. Hierfür sind Laboranalysen bezüglich der klassischen Parameter TR, oTR, CSB, Phosphor und Stickstoff durchgeführt worden. Des Weiteren wurde das Siebgut einer Weender-Analyse unterzogen. Hierbei konnte die Zusammensetzung bezüglich Rohfett, Rohfaser, Rohprotein und stickstofffreien Extraktstoffen bestimmt werden. Auf dieser Basis wurden mit Hilfe von unterschiedlichen Quellen die theoretisch möglichen Gas- und Methanerträge bei vollständigem bzw. gleichmäßigem Abbau aller Fraktionen aus dem Siebgut errechnet. Den Hauptteil dieser Dissertation stellen die Versuchsphasen zur Faulgasgewinnung dar. In den insgesamt drei Versuchsphasen wurden sechs Versuche mit je zwei bis acht Versuchsapparaturen unterschiedlicher Größenordnung durchgeführt. Die ersten beiden Versuchsphasen waren dabei auf fünf Batchversuche aufgeteilt. In der ersten Versuchsphase wurde im Rahmen von Mono-Siebgut-Stabilisierungen der Gasertrag von Siebgut bei alleiniger anaerober Stabilisierung festgestellt. In der daran anschließenden zweiten Versuchsphase wurden gemeinsame anaerobe Stabilisierungen von Siebgut und Überschussschlamm durchgeführt, um den Gasertrag bei Co-Siebgut-Stabilisierungen zu bestimmen und Co-Fermentationseffekte zu identifizieren und zu bewerten. Der Versuch der dritten und letzten Versuchsphase zur Faulgasgewinnung wurde als quasi-kontinuierlicher Versuch durchgeführt. Durch stetige Steigerung der Fütterungsmenge sollte einerseits die ideale Raumbelastung herausgefunden und andererseits die Grenze für einen stabilen anaeroben Stabilisierungsprozess festgestellt werden. In einer auf Basis der Faulgasgewinnung durchgeführten Szenarienbetrachtung wurden das Energieeinsparpotential und die Reduzierung von CO2-Emissionen beim Einsatz einer anaeroben Stabilisierung von Siebgut herausgearbeitet. Zusätzlich fand ein Vergleich mit einer aerob stabilisierenden Kläranlage und einer anaerob stabilisierenden Kläranlage mit klassischem Vorklärbecken statt. Zusammenfassend belegen die gewonnenen Ergebnisse die Vorteile einer anaeroben Stabilisierung von Siebgut ggü. der von klassischem Primärschlamm. Der gewinnbare Gasertrag und die daraus gewinnbare Energie sind größer als bei Primärschlamm. Die anaerobe Stabilisierung von Siebgut kann die Energieeffizienz auf Kläranlagen verbessern und zur Reduzierung von CO2-Emissionen beitragen.	ger
dcterms.abstract	The focus of this dissertation was to investigate the effect of the anaerobic stabilization (digestion) of sieve fraction on the gas and energy yield of wastewater treatment plants. First tests served to compare sieve fraction obtained by experimental equipment to primary sludge regarding their ability to be stabilized anaerobically. For this purpose, laboratory analyses were carried out to determine the classical parameters e. g. concentration of dry solids, concentration of organic dry solids, COD. Furthermore, the sieve fraction was subjected to a Weender analysis. The composition of raw fat, raw fibre, raw protein and nitrogen-free extracts was determined. On this basis, the theoretical gas and methane yield was calculated. The main part of this dissertation consisted of three test phases, split up into six tests for digester gas production, that were carried out with differently sized test apparatuses. The first two test phases were divided into five batch reactor tests. During the first test phase sieve fraction was stabilized anaerobically without adding other substrates and the gas yield of the sieve fraction in the context of mono-digestion was determined. In the subsequent, during the second test phase, sieve fraction was stabilized anaerobically together with surplus sludge. The purpose of this phase was to identify and evaluate the effect of the co-digestion of both substrates. The third and final phase of the gas production experiment was carried out as a practically continuous test. The amount of substrate added to the test apparatus was constantly increased in order to determine the best volumetric loading and the maximum volumetric loading that represents the limit of a stable digestion process. In a scenario analysis based on the digester gas production tests, the energy saving potential and the reduction of carbon dioxide emissions when using an anaerobic stabilization of sieve fraction was worked out. In addition, the results of the mentioned scenario analysis were compared to an aerobically stabilizing wastewater treatment plant and an anaerobically stabilizing wastewater treatment plant with a classical primary clarifier. In summary, the results obtained show evidence for the advantages of anaerobic stabilization of sieve fraction over classical primary sludge. The amount of usable gas and energy that can be obtained from sieve fraction are higher than the gas yield and the energy that can be expected from primary sludge. The digestion of sieve fraction can improve the energy efficiency of wastewater treatment plants and help to reduce carbon dioxide emissions.	eng
dcterms.accessRights	open access
dcterms.creator	Fortenbacher, Christian
dcterms.dateAccepted	2022-07-19
dcterms.extent	xx, 225 Seiten
dc.contributor.corporatename	Kassel, Universität Kassel, Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
dc.contributor.referee	Frechen, Franz-Ferdinand (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)
dc.contributor.referee	Müller-Schaper, Johannes (Prof. Dr.-Ing.)
dc.publisher.place	Kassel
dc.relation.isbn	978-3-7376-0963-0
dc.subject.swd	Energieeffizienz	ger
dc.subject.swd	Kläranlage	ger
dc.subject.swd	Kohlendioxidemission	ger
dc.subject.swd	Anaerobe Behandlung	ger
dc.type.version	publishedVersion
dcterms.source.series	Wass - Abwasser - Umwelt	ger
dcterms.source.volume	Band 48
kup.iskup	true
kup.order	https://www.genialokal.de/Produkt/Christian-Fortenbacher/Anaerobe-Stabilisierung-von-Siebgut-zur-Verbesserung-der-Energieeffizienz-und-Reduzierung-der-CO2-Emissionen-auf-Klaeranlagen_lid_52716679.html
kup.price	40,00
kup.series	Wasser - Abwasser - Umwelt	ger
kup.subject	Naturwissenschaft, Technik, Informatik, Medizin	ger
kup.typ	Dissertation
kup.institution	FB 14 / Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen
kup.binding	Softcover
kup.size	DIN A5
ubks.epflicht	true