Betrieb und Feed von Fermentationsreaktoren

Abwasser ist in Deutschland mit organischen und anorganischen Verbindungen, z.B. Nitrat und Ammonium, belastet. Konventionell werden beide Stoffe in der biologischen Reinigungsstufe von Kläranlagen durch Nitrifikation und Denitrifikation abgebaut.  Hierbei wird zunächst das Ammonium zu Nitrat, dieses dann zu Nitrit umgesetzt und anschließend zu Stickstoff abgebaut. Es wird stetig an Alternativen für den Schritt der wirtschaftlich aufwändigen Denitrifikation geforscht, um Kosten zu sparen und die Umwelt vor Belastungen durch Abbauprodukte zu schonen. Der Einsatz von Annamox Bakterien, welche Nitrit und Ammonium zu Stickstoff oxidieren, ist hier vielversprechend.

Abbildung 1 zeigt ein zweistufiges Reaktorsystem, welches die biologische Reinigungsstufe einer Kläranlage mit Annamox Bakterien simuliert. Damit sollen die optimalen Betriebsparameter erforscht werden. In Reaktor 1 (rechts) werden sogenannte Nitrifikanten kultiviert. Dabei handelt es sich um Bakterien, welche aus Ammonium Nitrit produzieren. Über eine Peristaltikpumpe werden die Nitrifikanten mit frischem, ammoniumhaltigem Medium versorgt. Haben sie genug Nitrit produziert, wird dieses mit Teilen des Mediums mittels Peristaltikpumpe von Reaktor 1 in Reaktor 2 (links) geleitet. In diesem werden die Anammox Bakterien kultiviert, die das Nitrit mit dem restlichen Ammonium zu gasförmigem Stickstoff verstoffwechseln. Beide Reaktoren werden dabei durchgängig zur besseren Nährstoffverteilung mit einem Überkopfrührer durchmischt.

Am Arbeitskreis von Prof. a. D. Eberhardt Aust an der Technischen Hochschule Nürnberg, Deutschland, wurden zu diesem Zweck zwei RZR 2012 control (aktuelles Modell: Hei-TORQUE Ultimate 400) und zwei Hei-FLOW Ultimate 600 mit SP Standard Pumpenkopf eingesetzt.

Hei-TORQUE Ultimate 400

• Kraftvoller Antrieb für Fermentationsreaktoren

• Rührwellen bis 10,5 mm Schaftdurchmesser verwendbar

• Mit RS 232 und USB-Schnittstelle zur Fernsteuerung und Prozessdokumentation

Hei-FLOW Ultimate 600 mit SP standard Pumpenkopf

• Präzise Feedströme von Reaktoren bestimmen

• Mit Taste zur Aktivierung der Maximaldrehzahl zum schnellen Befüllen und Entleeren von Reaktorsystemen

• Mit analoger und RS 232 Schnittstelle zur Fernsteuerung und Prozessdokumentation