Untersuchungen zur aeroben Nachbehandlung von Gärresten in der flüssigen Phase

Kugelstadt, Oliver

Aufgrund der in Deutschland geltenden gesetzlichen Grenzwerte zur Ablagerung behandelten Abfalls ist nach derzeitigem Kenntnisstand eine aerobe Nachbehandlung des Gärrestes zur Stabilisierung notwendig. Als Alternative zur konventionellen Stabilisierung der getrockneten Gärrückstände kann in Anlehnung des Prinzips eines Belebungsbeckens der Abwasserbehandlung im Anschluss an die Nassvergärung die aerobe Nachbehandlung in der Flüssigphase erfolgen. Eine Bewertung hinsichtlich Energieeffizienz und Leistungsfähigkeit ist bisher nicht erfolgt. Hier knüpfen die Untersuchungen der vorliegenden Arbeit an. Im Fokus standen die Beurteilung der Abbauleistung relevanter Summenparameter (CSB, TOC, oTS, BSB5) in Abhängigkeit der Belüftungsintensität, sowie ergänzende Untersuchungen zur Sauerstoffversorgung und Nitrifikation. Hierzu wurden Versuchsvarinaten im Labormaßstab und im technischen Maßstab durchgeführt. Schließlich erfolgte eine Bewertung der Prozessstufe Aerobisierung unter Einbezug konventioneller Behandlungstechniken (intensive Kompostierungssysteme) und die Ableitung von Optimierungsmaßnahmen einer bestehenden Prozessstufe. Als wesentliches Ergebnis dieser Arbeit bleibt festzuhalten, dass die aerobe Nachbehandlung von Gärresten in der flüssigen Phase bezüglich der Abbauleistung und der Behandlungszeit konventionellen Nachbehandlungsverfahren mindestens gleichzusetzen ist. Die Energieeffizienz hingegen ist mit entsprechenden Maßnahmen deutlich zu steigern, hier besteht Forschungspotenzial.

Due to the fact that the criteria of the relevant parameters of the waste disposal order in Germany are very strict an aftertreatment process is needed to comply. As an alternative to the conventional stabilizing processes like rotting the dried digestate it is possible aerating and stirring the wet digestate in the liquid phase. The process is realized in accordance of the principle of an aeration basin known from the waste water treatment. An assessment of energy efficiency and performance of the process has not been done yet. This results in a high research potential and forms the basis of the investigations of the present work. The focus was on the assessment of the degradation capacity of relevant sum parameters (COD, TOC, oDS, BOD5) as a function of ventilation rate, as well as additional studies on the oxygenation and nitrification. For this purpose, experiments were conducted in the laboratory and on an industrial scale. Finally, an estimation of the level of aeration process with the involvement of conventional treatment techniques (intensive composting systems) is carried out. Based on the results of the experiments optimization potential of an existing process stage is derived. As main result of this work it can be concluded that the aerobic treatment of digestate in the liquid phase with respect to the degradation rate and the treatment time is equivalent to the conventional treatment method at least. However, the energy efficiency is increasing significantly with appropriate measures. In this context research potential in the future consists.

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Kugelstadt, Oliver: Untersuchungen zur aeroben Nachbehandlung von Gärresten in der flüssigen Phase. 2013.

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