WOBeS
Belüftungstechnik

Weiterführende Optimierung von Belüftungssystemen: Untersuchung zur Effizienzsteigerung feinblasiger Druckbelüftungselemente durch angepasste Verfahrens- und Betriebsführung

Über WOBeS

Im BMBF-Projekt WOBeS arbeiten drei Forschungsgruppen gemeinsam im Bereich der Abwassertechnik. Dem Forschungsvorhaben liegt die Idee zugrunde, mit einer optimierten Betriebs- und Verfahrensführung den Energieverbrauch bei der Abwasserreinigung durch Einsparungen im Bereich der Belüftung zu senken.

Im Bereich der Verfahrensführung werden dabei insbesondere Potentiale bei einer verbesserten Anpassung des Schlammalters gesehen. So könnte die Belüftung entlastet und zeitgleich die Organikfracht der Faulung erhöht werden. Zweistufige Belebungsanlagen bieten hierbei ein ideales Studienobjekt, da innerhalb einer solchen Anlage zwei getrennte Biozönosen mit zwei unterschiedlichen Schlammaltern vorliegen. Die unterschiedlichen Einflüsse auf die Belüftungstechnik können so unter gleichen Randbedingungen untersucht werden. Untersuchungen werden mit einer mobile Container-Versuchsanlage durchgeführt, um den Sauerstoffeintrag bei der biologischen Abwasserreinigung zu untersuchen. Ziel des Forschungsvorhabens ist, die energetische Effizienz bei der Dimensionierung und Regelung von Belüftungssystemen zu erhöhen. Mit der Versuchsanlage werden kontinuierliche Abluftmessungen durchgeführt. Mit den aufgezeichneten Daten kann die Sauerstoffausnutzung begleitend zum Betrieb des Belebungsbeckens bestimmt werden. Dabei können neben Tagesschwankungen im Sauerstoffübergang auch saisonale Schwankungen erfasst werden.

Projektbearbeitung

Prof. Dr.-Ing. Martin Wagner
Maximilian Schwarz, M.Sc.

Laufzeit

2017 – 2021

Optimierung material- und Lay-out-technischer Parameter von Belüftungselementen

Die energetische Effizienz von Belüftungssystemen ist nicht nur vom Sauerstoffeintrag möglichst feiner Luftblasen, sondern auch vom Druckverlust in Belüftungselementen abhängig. In einem Unterprojekt werden die material- und Lay-out-technischen Eigenschaften von Membran-Belüftungselementen mit Methoden aus dem Silikon-Glasfassadenbau untersucht. Das Materialverhalten von Belüftungselementen zur Abwasserreinigung wird durch Zug- und Aufblasversuche unter ein- und biaxialer Belastung untersucht und mit abwassertechnischen Parametern korreliert, um Materialeigenschaften für einen energetisch effizienten Betrieb zu identifizieren.

Photogrammetrische Untersuchung der Blasenoberfläche im Belebungsbecken

In einem weiteren Unterprojekt soll eine wissenschaftliche Methode zur Aufnahme und Bewertung des Blasenbildes auf der Beckenoberfläche mit einem UAV-getragenen bildgebenden System entwickelt werden, dass es ermöglicht, schnell und kostengünstig die Leistungsfähigkeit von Belüfterelementen bewerten zu können, ohne in den Regelbetrieb einer Kläranlage störend eingreifen zu müssen, und um so rechtzeitig entsprechende Wartungsmaßnahmen einleiten zu können.