Anaerobe Abwasserbehandlung zur Biogasproduktion

Die biologische Behandlung ist eine der wichtigsten Methoden zur Abwasserbehandlung.

In Kläranlagen (STPs) ist die biologische Behandlung neben der Primär- und Tertiärbehandlung die zweite Behandlungsstufe.

Angesichts der wachsenden Weltbevölkerung liegt der Schwerpunkt verstärkt auf einer besseren biologischen Abwasserbehandlung.

Die anaerobe Abwasserbehandlung ist eine der beliebtesten Methoden zur biologischen Abwasserbehandlung.

Es besteht aus anaeroben Bakterien, die zur Behandlung der biologisch abbaubaren organischen Stoffe, zum Abbau des Schlamms und zur Reduzierung unerwünschter Nährstoffe wie Phosphor und Stickstoff eingesetzt werden.

Zu den weiteren Funktionen gehören die Entfernung flüchtiger organischer Verbindungen (VOCs) und die Handhabung hoher organischer Belastungen.

Neben der effizienten Abwasserbehandlung sind die Vorteile des Einsatzes von anaeroben Bakterien und anaeroben Abwasserbehandlung sind die Produktion von Biomasse, Kohlendioxid und Methangas als Nebenprodukte.

Dieses Methangas, bekannt als Biogas, ist eine der besten alternativen Energiequellen.

Die Biogasproduktion ist von immenser Bedeutung, da damit der energieintensive Prozess der anaeroben Abwasserreinigung selbst betrieben werden kann.

Für eine nachhaltige Zukunft und um den gesamten Energiebedarf der Welt zu decken, ist es zwingend erforderlich, dass aus der Abfallbehandlung biogasähnliche Energie erzeugt werden kann.

Das Biogas kann zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt werden.

Schauen wir uns die weiteren Facetten der anaeroben Behandlung im Detail an.

Prinzipien der anaeroben Abwasserbehandlung

Die anaerobe Abfallbehandlung besteht im Wesentlichen aus vier Stufen, in denen verschiedene Mikroorganismen in einer sauerstofffreien Umgebung agieren und Methan (CH4) produzieren.

Ein Faulbehälter ist ein Ort, an dem der gesamte Prozess stattfindet.

Das Hauptziel besteht darin, Biogas zu erzeugen und Wasser vor der Einleitung zu reinigen. Manchmal werden auch Nährstoffe oder organische Düngemittel produziert.

Die vier Phasen umfassen: –

• Hydrolyse – In dieser Phase werden komplexe organische Moleküle in kleinere Partikel zerlegt, die aus Zucker, Aminosäuren und Fettsäuren bestehen. Anders ausgedrückt: Unlösliche Biopolymere werden in lösliche organische Verbindungen umgewandelt.
• Acidogenese – Die säurebildenden Bakterien setzen in der Acidogenese-Phase (Fermentationsphase) Enzyme frei und wandeln lösliche organische Verbindungen in flüchtige Fettsäuren und Kohlendioxid um.
• Acetogenese – Die acetogenen Bakterien zersetzen die Partikel weiter zu Essigsäure und H2.
• Methanogenese – Methanogene Bakterien nutzen Zwischenprodukte aus vorhergehenden Stufen und wandeln sie in Methan, Kohlendioxid und Wasser um.

Damit der Prozess zur Erzeugung von Methangas vollständig erfolgreich ist, müssen bestimmte Umweltfaktoren und -bedingungen eingehalten werden.

Die wichtigsten Faktoren, die den anaeroben Prozess beeinflussen, sind Temperatur, Alkalität, pH-Wert und Toxizität.

Abhängig von der Verarbeitungskapazität der Mikroben erfordert die Beladungsrate anaerober Reaktoren eine große Bakterienmasse und eine lange Verweilzeit.

Vorteile der anaeroben Abwasserbehandlung

Die Vorteile der anaeroben Abwasserbehandlung sind: –

• Der Prozess selbst verbraucht sehr wenig Energie, da keine Belüftungsanlage vorhanden ist.
• Die Schlammproduktion auf COD-Basis ist im Vergleich zu einem aeroben Prozess gering
• Es trägt wesentlich zur Schlammentwässerung und Abfallstabilisierung bei und sorgt im Allgemeinen für ein geruchsfreies Endprodukt.
• Die Baukosten eines anaeroben Systems sind gering
• Der Platzbedarf ist im Vergleich zu anderen Systemen gering

Obwohl die anaerobe Behandlung eine bewährte Methode zur Erzeugung von Biogas ist, gibt es in diesem Bereich einige Herausforderungen.

Das größte Hindernis ist der Mangel an robusten Abwasseraufbereitungsanlagen und effizienten mikrobiellen Lösungen, die die Produktivität der biologischen Behandlung steigern.

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Es besteht aus einer Vielzahl von Bakterien, die die anaerobe Behandlung des Abwasserprozesses verbessern und bei der Produktion von Biogas helfen.

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