BIOCONSULTING Dr. I.Pascik

Leistungsverbesserung von Bioprozessen durch die Immobilisierung der Biomasse an adsorbierenden, porösen LEVAPOR-C Trägern

Die biologische Behandlung von komplexen Abwässern, belastet mit langsam abbaubaren Laststoffen ist oft problematisch, weil
  • der Bioabbau von Laststoffen ist das Ergebnis einer “mikrobiellen Teamarbeit” von Spezialorganismen, wobei
  • solche “Spezialisten” meistens nicht zur Bildung von gut absetzbaren Flocken tendieren, was
  • oft zu ihren Ausspülen aus dem Reaktor führt, wodurch sich
  • praktische Erfahrungen mit dem konkreten Problem,
Eine wirksame Rückhaltung der Spezialisten im Bioreaktor vermeidet jedoch solche unerwünschten Effekte.
Zu den wirksamsten Methoden zur Erhaltung und Steigerung der Reaktorleistung gehört unter anderen die
IMMOBILISIERUNG der BIOMASSE, d.h. die Fixierung von mikrobiellen Zellen an festen Oberflächen unter Bildung von Biofilmen.
•Sie führt zur Erhöhung
  • des Schlammgehaltes im Bioreaktor
  • der Abbauleistungen und der Prozeßstabilität, durch
  • erhöhte Resistenz der Organismen gegen Einflüssen von schwankenden Temperaturen, pH-Werte und Hemmstoffen sowie
  • zur geringeren Schlammproduktion.
•Die IMMOBILISIERUNG von Mikroorganismen ist vorteilhaft, wenn das Abwasser
  • toxische und/oder
  • biologisch langsam abbaubare Stoffe und/oder
  • hohe Salzkonzentrationen(über 20 g/L) enthält, sowie
  • erheblichen qualitativen Schwankungen unterliegt,
•der anaerobe, oder aerobe Belebtschlamm
  • nicht zur Flockenbildung neigt
  • langsam sedimentiert (0,1 bis 0,5 m/Std.) und
  • zur Desintegration der ursprünglichen Flockenstruktur (Flocken, Pellets) neigt


„ideale“ Trägereigenschaften maßgebend für
1. schnelle Benetzbarkeit - homogenes Medium
2. Wasserbindungsvermögen - Sicherung der Bioaktivität
3. schneller Bewuchs möglich - schnelle Anwendbarkeit
4. Bindung von Hemmstoffen - Vermeidung von Abbauhemmung
5. innere Porosität - erhöhter Schutz des Biofilms
6. Pufferwirkung (Hemmstoffe) - vorbeugender Schutz der Biomasse
7. guter Stofftransport - höhere Abbaugeschwindigkeiten
8. gute Fluidisiebarkeit - niedriger Energieverbrauch, erhöhter Stofftransport




Abb. 1. Oberfläche des porösen, adsorbierenden LEVAPOR-C Trägermaterials (REM-photo)


Alle diese Anforderungen erfüllt LEVAPOR-C, ein
  • adsorbierendes (enthält bis zu 50 Gew.% Aktivkohle)
  • poröses Trägermaterial, ein mit A-Kohle beschichteter synthetischer Schaumstoff
Die Aktivierung der Oberfläche führt zu einer schnelleren und besseren Besiedlung mit Mikroorganismen und zur vorübergehenden adsorptiven, abpuffernden Bindung von Schadstoffen, wodurch deren hemmende Wirkung verringert und der Abbauprozess beschleunigt wird. Wie Abb. 2 .zeigt, produzierte die Anlage mit 35% A-Kohle enthaltenden Träger bereits nach 3 Tagen Methan, während im Nullversuch, sowie mit nicht modifizierten Material die Methanbildung unterblieb.



Abb. 2. Der Einfluss von LEVAPOR auf den Bioabbau von 2-Clorobenzoesäure unter anaeroben Bedingungen


ANWENDUNGSBEREICHE
Die biologische Behandlung von
  • kommunalen Abwässern,
  • Industrieabwässern und
  • kontaminierten Grundwässern (in Wirbelbettreaktoren, Bild 3.), sowie
  • kontaminierten Böden und
  • Abluft

mit trägergebundenden Mikroorganismen.

Der Träger wird u.a. bei folgenden biologischen Abbauprozessen eingesetzt:

  • Nitrifikation
  • langsam abbaubaren Inhaltsstoffen
  • abbauhemmenden Inhaltsstoffen
  • ungünstigen Schlammeigenschaften

Abb. 3.Grundschema eines Wirbelbettreaktors zur aeroben Abwasserbehandlung

VORTEILE der Immobilisierung auf LEVAPOR

•Die aktive Oberfläche führt zur schnelleren und besseren

  • Benetzung und Fluidisierung des Trägers
  • Abpufferung von toxischen Stoffen und
  • Besiedlung mit Mikroorganismen

•Schutz der im inneren der Träger befindlichen Mikroorganismen gegen

  • Scherbelastung und
  • Hemmstoffe
  • Rückhaltung von langsam sedimentierenden Mikroorganismen
  • geringerer Füllgrad des Belebungsvolumens ausreichend
  • Bestehende Belebungsbecken sind nachrüstbar
  • Sehr gute Besiedlung der inneren Trägeroberfläche
  • Günstiger Stofftransport in den Trägern
  • Einfache Rückhaltung des Trägers
  • gezielte Abtrennung des Überschußschlammes vom Träger ist nicht erforderlich

Technische Daten von LEVAPOR-C
Form: Quader Würfel
Übliche Dimensionen (mm): 14 x 14 x 7 14 x 14 x 14
bis 20 x 20 x 8 40 x 40 x 40
Raumgewicht (kg/m³): ca. 50 75 - 100
Schüttgewicht (kg/m³): ca. 20 40 - 50
Dichte (g/cm³): 1,04 - 1,1 -
Einsatzmenge: 10 - 15 Vol. % > 50 %
Optimaler Reaktortyp: Wirbelbettreaktor Festbettreaktor
Überschußschlammentfernung: Belüftung reicht aus Belüftung
Sinkgeschwindigkeit:
a.) ohne Biomassenbewuchs, W50 (m/h)
ca. 50 -
b.) mit Biomassenbewuchs, W50 (m/h)
(aus Versuchsanlagen)
ca. 70 -


Dr. Imre Pascik: LISTE der LEVAPOR-C anwendenden biologischen Entsorgungsanlagen (Stand April 2005)

Zur Seite von Adobe


Dreistufige Kläranlage

Abb.4. Dreistufige biologische Kläranlage zur anaerob-aeroben Behandlung von Zellstoffabwässern mit immobilisierten Mikroorganismen

Rieselbettreaktor

Abb.5. Bio-Rieselbettreaktor zur Behandlung von 15000 m³/h Abluft einer Lagerhalle für Kunststoffabfälle

Diese Seite ist Teil eines Framesets