Institutsbericht 2008-2009 - Institut für Siedlungswasserbau ...

Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft
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sofern die Komplexität des Modells für die Ziel-
setzung der Simulation geeignet ist und die Parameterwerte
korrekt abgeschätzt wurden. Simulationsplattformen,
wie jene in dieser Doktorarbeit
entwickelt, können vorteilhaft benutzt werden, um
die Einwirkung von unterschiedlichen Substraten
auf den Prozess zu beurteilen, um neue Reaktorkonfigurationen
zu entwerfen und schließlich Regelungsstrategien
zu testen.
Das getestete Regelungssystem hält die Konzentration
der Säuren und damit den Prozess stabil.
Der Regelungsalgorithmus ist dank des Adaptationsmechanismus
bei gleichzeitig geringem Messaufwand
sehr flexibel. Die Regelungsstrategie
wurde auf einer typischen landwirtschaftlichen Co-
Vergärungsanlage getestet, die damit stabil und
produktiv gehalten werden konnte. Darüber hinaus
ist diese Regelungsstrategie nach Anpassung
der Reglerparameter auch auf andere Anlagen und
Substrate anwendbar.
Dieses auf der Manipulation der Durchflussrate basierende
Regelungssystem erfüllt die primären Stabilitätsanforderungen
und ist die Voraussetzung für eine
Optimierung des Prozesses und die Maximierung des
Biogasertrags. Zu diesem Zweck ist es aber notwendig,
die Wirkung anderer variabler Größen auf den
Prozess insbesondere die Rolle der Temperatur und
der Mischungsverhältnisse zu untersuchen.
Carla Cimatoribus
Hauptberichter:
Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Mitberichter:
Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kraft
Prof. Dr.-Ing. Renatus Widmann
Carla Cimatoribus
Simulation and nonlinear control of anaerobic digestion
(2009), Forschungs- und Entwicklungssinstitut für
Industrie- und Siedlungswasserwirtschaft sowie Abfallwirtschaft
e.V. Stuttgart (FEI). München: Oldenbourg
Industrieverlag GmbH, 2009. (Stuttgarter Berichte
zur Abfallwirtschaft; Bd. 96), 85 S., 34 Abb., 24 Tab.,
ISBN 978-3-8356-3191-5
Der bakterielle Abbau von halogen- und methylsubstituierten
Aromatengemischen und dessen
technische Anwendung in der biologischen Abluftreinigung
Methyl- und Halogenaromaten werden in industriellen
Prozessen häufig als Edukte für Geruchs- und
Geschmacksstoffe, Kunststoffe, Flammschutzmittel,
Kondensatorflüssigkeiten, Reinigungsmittel, Edukte
für chemische Reaktionen sowie als Lösemittel und
Treibstoffadditive eingesetzt. Dabei werden je nach
Aromat 5 – 15 % der Weltjahresproduktion als Emissionen
in die Luft bzw. das Wasser freigesetzt. Speziell
im Bereich der Abluft treten großvolumige Ströme
mit kleiner Kohlenstofffracht auf, weshalb sich eine biologische
Abluftreinigung anbietet. Allerdings ist der
simultane biologische Abbau von Mischungen aus methyl-
bzw. halogensubstituierten Aromaten schwierig,
da zueinander inkompatible Abbau induziert werden
und dabei toxische Metabolite entstehen (sog. Suicide
inactivation) bzw. regulatorisch nur ein Abbauweg induziert
wird und ein simultaner Abbau der Abluftkomponenten
nicht mehr möglich ist.
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die beiden Bakterienstämme
Burkholderia fungorum FLU 100 und Rhodococcus
wratislaviensis OCT 10 detailliert untersucht,
die sich neben einem interessanten Abbauspektrum
an aromatischen Komponenten auch durch neuartige,
bis dato nicht beschriebene Abbauwege auszeichnen.
Namentlich verfügt FLU 100 über die Möglichkeit Toluol
über einen modifizierten Ortho-Weg zu mineralisieren
und OCT 10 verfügt über die Möglichkeit das
persistente 2-Chlortoluol über den sog. Meta-Weg zu
mineralisieren. Betrachtungen zum simultanen Abbau
von Toluol und 2-Chlortoluol wurden um die Aromaten
Fluorbenzol, Chlorbenzol, Benzol und o-Xylol ergänzt
und neben einem labortechnischen Maßstab auch im
halbtechnischen Maßstab verfolgt. Bei letzterem wurde
in Biotricklingfiltersystemen der Einfluss starker
Schwankungen in der Abluftzusammensetzung, der
Abluftkonzentration, Stillstandzeiten, von toxischen
Stößen, alternierenden Belastungen und dem Adsorptionsverhalten
von Aromaten an verschiedenen Trägermaterialien
mit verfolgt.
Daniel Dobslaw
Hauptberichter:
Prof. Dr. K.-H. Engesser
Mitberichter:
Prof. Dr. T. Hirth