Umwelttechnologie 2

B2 Prozessparameter

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Kartei Details

Karten	10
Sprache	Deutsch
Kategorie	Technik
Stufe	Universität
Erstellt / Aktualisiert	03.04.2016 / 28.06.2016
Weblink	https://card2brain.ch/box/umwelttechnologie_21
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Wofür steht VFA bzw. FOS? Woher stammen diese Substanzen? Zähle Beispiele auf!

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VFA = "Volatile fatty acids" / FOS = flüchtige organische Fettsäuren

Zwischenprodukte des anaeroben Abbaus --> werden mittels GC gemessen (zur Prozesskontrolle).

Beispiele:

Essigsäure
Propionsäure
Butter-/Isobuttersäure
Valerian-/Isovaleriansäure

Was für eine Bedeutung hat der Wasserstoffgehalt für die Prozesskontrolle bei der Biogas-Fermentation?

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Akkumuliert im System, wenn die hydrogenotrophe Methanogenese gehemmt ist
Direkter Zusammenhang zwischen der Konzentration von H₂ und niedrigen Fettsäuren
Online-Messung (elektrochemisch [Pa]) --> direkte Hinweise auf Prozessprobleme

Mit welchem schnellen Test kann man einen einfachen Einblick in die Prozessstabilität des pHs erhalten?

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Das Verhältnis von FOS (flüchtige organische Fettsäuren) zu TAC (totaler anorganischer Carbonatpuffer/Pufferkapazität), gemessen über Titration.

Je höher TAC und je kleiner FOS, desto konstanter ist der pH gegenüber Übersäuerung des Gärguts

Welche Aussagen zu organischen Fettsäuren sind korrekt?

Essigsäure kann direkt von Methanbakterien abgebaut werden.

Propionsäure ist ab ca. 1000mg/l hemmend.

Butter- und Valeriansäuren sollten in einer möglichst hohen Konzentration vorliegen.

Die Essigsäure sollte einen Drittel der Propionsäure nicht übersteigen.

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Essigsäure kann direkt von Methanbakterien abgebaut werden.

Propionsäure ist ab ca. 1000mg/l hemmend.

Butter- und Valeriansäuren sollten in einer möglichst hohen Konzentration vorliegen.

Die Essigsäure sollte einen Drittel der Propionsäure nicht übersteigen.

Was sind Vor- und Nachteile der FOS/TAC-Messung?

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Vorteile:

Zeigt org. Säuren im Verhältnis zur Pufferkapazität
Einfache Interpretation des Resultates: Über- bzw. Unterfütterung des Fermenters
Resultat in wenigen Minuten
Einfache Handhabung: Probenahme --> Autmatische Messung --> Reinigung

Nachteil:

Keine Unterscheidung von Essig-/ Propion- und Buttersäure

Was sind die empfohlenen Bereiche der pH-, FOS- und TAC-Werte in einem Biogas-Prozess?

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pH: 7,2 -8,1

FOS: 2,0 - 6,5 g Hac_eq/l (je höher, desto mehr Tendenz zur Versäuerung)

TAC: 7 -19 g CaCO₃/l (je höher, desto besser ist die Pufferkapazität)

Wie entsteht Ammoniak im Biogas und wie kann es eliminiert werden?

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Entstehung:

Abbauprodukt von proteinhaltigen Substanzen
Gleichgewichtsreaktion mit Ammonium (NH₄)
Gleichgewicht stark abhängig von Temperetur und pH-Wert

Elimination:

Stickstoff-Eintrag reduzieren
Einsatz von ammoniumbindenden Stoffen

Wie entsteht Schwefelwasserstoff im Biogas und wie kann man es reduzieren?

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Entstehung:

Beim Abbau von proteinhaltigen Substraten

Reduktion:

Ausgewogenes Beschickungsverhältnis
Biologische Entschwefelung (Luftzudosierung: aerobe Bakterien bauen H₂S zu elementarem Schwefel ab)
Aktivkohlefilter vor dem Blockheizkraftwerk
Chemische Bindung durch Zusatzstoffe im Gärgut (Eisenhydroxid, Eisenchlorid)

Welche Aussagen zur Wahl der Prozessparameter sind korrekt?

Temperatur sollte optimal eingestellt sein und möglichst wenig schwanken.

Die optische Dichte lässt direkte Aussagen über die Stabilität des Prozesses zu.

Fremdgase wie O2 und N2 sollten durchgehend online überwacht werden.

Die Hauptbestandteile von Biogas können online gemessen werden.

Die Messung der Metabolite FOS und H2 lässt direkte Schlüsse zu einzelnen Abbauschritten zu.

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Temperatur sollte optimal eingestellt sein und möglichst wenig schwanken.

Die optische Dichte lässt direkte Aussagen über die Stabilität des Prozesses zu.

Fremdgase wie O2 und N2 sollten durchgehend online überwacht werden.

Die Hauptbestandteile von Biogas können online gemessen werden.

Die Messung der Metabolite FOS und H2 lässt direkte Schlüsse zu einzelnen Abbauschritten zu.

Was sind typische Messgrössen zur Prozesskontrolle beim Abbau von Gärgut?

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Temperatur (Konstanz, Optimum, Homogenität)
pH-Wert, Pufferkapazität (TAC) (Optimum, Pufferung, Versäuerung)
Nähr- und Spurenstoffe, Vitamine (Hemmungen)
oTS, TOC, CSB (Raumbelastung, Überfütterung)
optische Dichte (OD) (Aufbau Biomasse)

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