Vorlesung "Verfahrenstechnik der Wasser- und Abwasserbehandlung" WS2015/16 Übung Belüftung am 05.01.2016 1. Dimensionieren Sie die Druckbelüftung für ein Belebungsbecken. Bestimmen Sie die erforderliche Sauerstoffzufuhr αOC. Der Bemessungszulauf QZ zur Kläranlage beträgt 7.200 m³/d, wobei das Abwasser eine Aufenthaltszeit im Belebungsbecken tA,BB von 10 h besitzt. Der zur Berechnung nötige Sauerstoffverbrauch OVR [g O2/(m³∙h)] muss dabei aus unten abgebildeter Zehrungskurve ermittelt werden. Gegeben sind: Standarddruck Mittler Luftdruck auf Kläranlage Sauerstoffsättigung für Bemessungstemperatur = 20°C Einblastiefe der Druckbelüfter Bemessungs-Sauerstoffkonzentration im Belebungsbecken Erforderliche Sauerstoffzufuhr: p0 p cSS hE c 1013 1000 9,1 6 2 hPa hPa mg/L m mg/L α Sauerstoffsättigung bei Druckbelüftung: Seite 1 von 4 Vorlesung "Verfahrenstechnik der Wasser- und Abwasserbehandlung" WS2015/16 2. kLa-Wert a) Zur Ermittlung kLa-Wert eines Druckbelüfters wird ein Absorptionsversuch im Reinwasser bei einer Temperatur von 10°C durchgeführt. Die Versuchsergebnisse werden grafisch dargestellt. Ermitteln Sie anhand der Versuchsergebnisse den kLa-Wert des getesteten Druckbelüfters. Die Sättigungskonzentration von Sauerstoff Cs = 10,8 mg/L Die Sauerstoffkonzentration zum Beginn des Versuchs im Reinwasser C0 = 0 mg/L. 16 CS -Ct [mg/L] 8 4 2 1 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 0,5 Zeit [min] b) Wie hoch ist der reale Sauerstoffaustauschsrate KLa dieses Belüfters im kommunalen Abwasser, wenn der -Wert für das kommunale Abwasser bei 0,6 liegt? c) Wie hoch ist die volumenspezifische Leistung OCR,10 [kg O2 / m³*h] dieses Belüfters bei der Reinigung von Abwasser? d) Wie hoch ist die Leistung OC10 [kg O2 / h] dieses Belüfters bei der Reinigung von Abwasser wenn das Belebungsbecken ein Volumen von 2.500m³ hat? Seite 2 von 4 Vorlesung "Verfahrenstechnik der Wasser- und Abwasserbehandlung" WS2015/16 3. Welche Unterschiede gibt es bei der Auslegung einer Oberflächenbelüftung im Vergleich zu einer Druckbelüftung? Druckbelüftung Oberflächenbelüftung 3,2-3,4 kg O2/kWh / 3,7-4,5 kg O2/kWh 1,6-1,8 kg O2/kWh / 1,8-2,0 kg O2/kWh Bauarten Eintragseffizienz (mittlere/günstige Verhältnisse) Positiver Einfluss auf Sauerstoffzufuhr Zulässige Beckentiefe Einfluss grenzflächenaktive Stoffe Salz Zunehmende Einblastiefe (dann höherer Energieverbrauch) Feinere Blasen Längere Aufenthaltszeit der Luftblasen Zunehmende Eintauchtiefe Höhere Motordrehzahl Geringere Fließgeschwindigkeit 15-20 m Ca. 4 m (max. 6 m) Hoch (-Wert 0,4-0,85) Gering (-Wert 0,9-0,95) Hoch Gering Vorteile Nachteile Seite 3 von 4 Vorlesung "Verfahrenstechnik der Wasser- und Abwasserbehandlung" WS2015/16 4. Freiwillige Zusatzaufgabe (Anwendung Boyle-Mariotte) Sie befüllen einen Luftballon bis zu einem Volumen von V1 = 1,3 dm³ bei einem Luftdruck von p = 1.013 mbar. Danach lassen Sie den Luftballon aufsteigen. Wie hoch wird der Ballon aufsteigen, bis er platzt? Hinweis: Die Gummihülle ist bis zu 1,78 dm³ dehnbar. p1 v1 p2 v2 T1 T2 Seite 4 von 4
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