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Dr. Sebastian Reinecke
Experimental Thermal Fluid Dynamics
s.reineckeAthzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2320
Fax: +49 351 260 - 12320

Prof. Dr. Uwe Hampel
Head
u.hampel@hzdr.de
Phone: +49 351 260 - 2772
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Effiziente Gaseintragssysteme

Die etablierte Technik für den Gaseintrag in kommunalen Kläranlagen sind am Boden montierte Druckbegaser mit flexiblen, perforierten Membranen. Mit dieser Begasertechnik wird jedoch nur eine begrenzte Sauerstoffeintragseffizienz von 40-60% erreicht (Wang et al. 2010). Die Sauerstoffeintragseffizienz wird maßgeblich durch die initiale Blasengröße am Begaser bestimmt. Davon hängen wiederum die Blasenverweilzeit und der Gasgehalt ab. Um eine wesentliche Steigerung der Sauerstoffeintragseffizienz zu erzielen, sind Gasblasen im Submillimeterbereich erforderlich. Nur so kann eine ausreichend große Fläche für einen effizienten Sauerstoffübergang von der Gas- in die Flüssigphase erreicht und der biologische Abbauprozess trotzdem stabil gehalten werden.

Ergebnisse

Am HZDR werden im Rahmen des vom MKULNV unter dem Aktenzeichen 17-04.02.01-9a/2014 geförderten Projektes SEBAK (Steigerung der Energieeffizienz bei der biologischen Abwasserreinigung durch den Einsatz von Kanülenbegasern mit dem Ziel eines nachhaltigen Gewässer- und Klimaschutzes) an der Entwicklung und der Validierung neuartiger Gaseintragssysteme unter dem Blickwinkel einer gesteigerten Energieeffizienz gearbeitet. In experimentellen Grundlagenstudien wird die Entstehung von Gasblasen an flexiblen und starren Öffnungen verschiedener Materialien untersucht. Dabei werden sowohl kontinuierliche als auch dynamische Strömungsregime in Betracht gezogen. Laborstudien zeigen, dass mit mikroperforierten Edelstahlplatten deutlich kleinere Blasendurchmesser als mit Standardmembranen erzielt werden (Mohseni et al. 2017).



Aufbauend auf dieser Basis werden Konzepte für Gaseintragssysteme und neuartige Betriebsregime abgeleitet. In eigens zu diesem Zweck aufgebauten Labor- und Technikumsanlagen erfolgt dann die Validierung dieser Konzepte. Ein von der IWEB GmbH entwickelter Edelstahlbegaser zeigt an der Versuchsanlage im Vergleich zu Standardmembranbegasern bereits deutlich höhere Sauerstofferträge.



Partner

  • IWEB Institut für Wasser & Energie Bochum GmbH
  • SOWAG Süd-Oberlausitzer Wasserversorgungs- und Abwasserentsorgungsgesellschaft mbH
  • Stadtentwässerung Dresden GmbH

Gefördert durch

NRW Förderlogo

Referenzen

  • Wang, L. K., Shammas, N. K., Hung, Y.-T.
    Advanced biological treatment processes.
    Springer Science & Business Media, 2010.
  • Mohseni, E., Herrmann-Heber, R., Reinecke, S.F., Hampel, U.
    Bubble Generation by Solid Membrane Spargers for Activated Sludge Wastewater Treatment Application.
    Proceedings of 9th Eastern European Young Water Professionals Conference IWA YWP, 24.-27. Mai 2017, Budapest, Ungarn.

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