Untersuchung der Versäuerung und des Einsatzes von Hydrozyklonen in Anaerobanlagen

Taddigs, Thomas

Eine konventionelle Anaerobanlage zur Reinigung stark saccharidhaltiger Abwässer besteht meist aus mehreren Versäuerungsteichen und einem Methanreaktor als Endstufe. Milchsäure ist zentrales Zwischenprodukt bei der Hydrolyse und Versäuerung von Zuckerfabrikabwasser und wird weiter zu Essig-, Propion- und Buttersäure umgesetzt. Das durch die Umsetzung der Milchsäure gebildete Säurespektrum ist abhängig von der Temperatur, dem pH-Wert und von der Fracht. Eine unzureichende Versäuerung ist durch einen hohen Milchsäureanteil im Säurespektrum gekennzeichnet und führt im Methanreaktor aus energetischen Gründen zur Bildung von Mikroorganismen, die Milchsäure in Propionsäure umsetzten. Die Bildung von anorganischen Feststoffen (Kalk) im Methanreaktor ist ein Problem. Kleine, lockere Biomassepartikel mit geringem Kalkanteil weisen eine höhere spezifische Aktivität (auf oTS bezogen) auf als große, dichte Agglomerate mit hohem Kalkgehalt. Dies liegt an abgestorbenen Zellen im Innern der großen, dichten Agglomerate. Mit Hydrozyklonen können kontinuierlich große Agglomerate mit hohem Kalkanteil und geringer Aktivität selektiv aus dem Methanreaktor abgezogen werden. Hoher H2-Partialdruck beim gleichzeitigen anaeroben Abbau von Propion- und n-Buttersäure führt zu einer Umkehrung von beta-Oxidationsreaktionen und damit zu längerkettigen Säuren wie Valerian- und Capronsäure. Desweiteren wurden Isomerisierungsreaktionen zu iso-Buttersäure und 2-Methylbuttersäure festgestellt.

In general an anaerobic wastewater system of sugar beet plants consist of several acidification ponds and an anaerobic reactor. Key product of the hydrolysis and acidification of sugar containing waste water is lactic acid. Lactic acid is microbiologically transferred into acetic, propionic and butyric acid. The spectrum of acids formed during hydrolysis and acidification depends on temperature, pH and loading. An uncompleted acidification is shown by a high concentration of lactic acid. On the basis of energetic reasons this will lead to the accumulation of microorganisms in the anaerobic reactor, which transfer lactic acid into propionic acid. The accumulation of inorganic solids (lime) in the anaerobic reactor is a problem. Light biomass flocs and small agglomerates have a higher specific activity (referred to VSS) than large dense agglomerates with a high concentration of lime. The reason for this effect are inactive and dead cells in the inner area of large dense agglomerates. Hydrocyclones can be used for separating sludge with high concentration of lime and less specific activity from anaerobic reactors. Valeric and capronic acid were observed during anaerobic degradation of a mixture of propionic and n-butyric acid. The reason is a reversed beta-oxidation because of a high H2-pressure. Iso-butyric acid and 2-methyl-butyric acid which are products of isomerization were detected.

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Taddigs, Thomas: Untersuchung der Versäuerung und des Einsatzes von Hydrozyklonen in Anaerobanlagen. 2000.

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