Eidg. Anstalt für Wasserversorgung Abwasserreinigung ...

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3. Einfluss der Temperatur auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der

flüssigen Phase

In Prozesssystemen, besonders solchen heterogener Natur, werden die Temperatureffekte

häufig durch die mit der Temperatur veränderten physikalisch-chemischen

Eigenschaften der flüssigen Phase hervorgerufen. Solche Eigenschaften, die in

mikrobiologischen Prozessen eine Rolle spielen, sind vor allem die Löslichkeit

von Gasen sowie die Viskosität und die Diffusion in der flüssigen Phase. Die

Sauerstofflöslichkeit ist in aeroben mikrobiologischen Prozessen besonders wichtig,

da hier - und besonders in Systemen hoher Stoffwechselaktivität = der 0 2

-Transfer häufig der geschwindigkeitsbestimmende Schritt des Prozesses ist. Wenn

z.B. in einer idealen. aeroben, kontinuierlichen Kultur mit C- und Energiesubstratlimitation

die maximal mögliche 0 2 -Versorgungsrate gerade die aktuelle Bedarfsrate

übersteigt, könnte der Prozess durch einen Temperaturanstieg 0 2 - statt

C-limitiert werden wegen der löslichkeitsabhängigen Reduktion der 0 2 -Transferrate.

Ausserdem wird der vergrösserte 0 2 -Bedarf, der aus der Reduktion des mikrobiellen

Ausbeutekoeffizienten bei erhöhter Temperatur resultiert, ebenfalls

die Aufrechterhaltung der C- und Energiesubstratlimitation erschweren.

Wenn sich eine ähnliche Veränderung

mit gleichem Effekt in einem Abwasserbehandlungsprozess

ereignen würde,

würden biologisch abbaubare

kohlenstoffhaltige Schmutz- und

Frachtstoffe nicht mehr effizient

durch mikrobielle Oxidation beseitigt.

Im Gegensatz zu den meisten Abwasserreinigungsanlagen

behindert die

vergleichsweise höhere Viskosität

in Schlammaufbereitungsanlagen eine

wirkungsvolle Durchmischung der

flüssigen Phase, so dass eine erhebliche

Segregation des eingebrachten

Materials erfolgt. In

einphasischen Flüssigsystemen wird

jeder Temperaturanstieg eine Viskositätsabnahme

zur Folge haben,

und ähnliche Effekte sind auch in

mehrphasischen Systemen zu erwarten.

In diesen Fällen sollte die

Viskositätsreduktion für eine

bessere Durchmischung sorgen und

damit den Massentransportwiderstand

zwischen den einzelnen Phasen

verringern.

Das Diffusionsvermögen in einer

Flüssigphase nimmt mit der Temperatur

zu,und auch in mehrphasischen

mikrobiologischen Prozess-

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150

a 0

Abb. 3.10

Restkonzentrationen flüchtiger Fettsäuren

im abgebauten Klärschlamm nach

anaerob thermophiler Behandlung bei 55°C.

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