Luftvolumenstrom

Wie wird der erforderliche Luftvolumenstrom für einen bestimmten Sauerstoffbedarf berechnet?

er erforderliche Luftvolumenstrom ergibt sich aus dem Sauerstoffbedarf des Prozesses und der tatsächlich erreichbaren Sauerstoffübertragungeffizienz des Belüftungssystems. In der Praxis wird zunächst der prozessseitige Sauerstoffbedarf als AOR (Actual Oxygen Requirement) bestimmt und anschließend mit Korrekturfaktoren für Abwasser, Temperatur, Eintauchtiefe und Betriebs-Sauerstoffgehalt in die erforderliche SOTR unter Standardbedingungen umgerechnet. Ein gebräuchlicher Zusammenhang ist: SOTR = AOR / [α · β · ((C*T,h − CL)/C*20) · θ^(T−20)]. Dabei sind α der Abwasserfaktor, β der Salz-/Oberflächenspannungsfaktor, C*T,h die Sättigungskonzentration bei Temperatur und Eintauchtiefe, CL der Betriebs-DO und θ der Temperaturfaktor.

Aus dem erforderlichen SOTR wird der Luftvolumenstrom über die belüftungssystemspezifische Sauerstoffausnutzung berechnet. Es gilt zweckmäßig: QN = SOTR / (SSOTR · hE). Dabei ist QN der Norm-Luftvolumenstrom, SSOTR die spezifische Standard-Sauerstoffzufuhr (Sauerstoffausnutzung) in g O₂/(Nm³·m) und hE die Einblastiefe. Je höher die Sauerstoffausnutzung und Einblastiefe sind, desto geringer ist der erforderliche Luftvolumenstrom für denselben Sauerstoffbedarf. Für die Auslegung sind daher immer Messwerte bzw. Herstellerdaten nach EN 12255-15 oder DWA-M 209 heranzuziehen.

Quellen:

  • DWA-Arbeitsgruppe KA-6.5 „Belüftung und Durchmischung“, 2017, Merkblatt DWA-M 229-1: Systeme zur Belüftung und Durchmischung von Belebungsanlagen – Teil 1: Planung, Ausschreibung und Ausführung, Hennef/DWA
  • DWA, 2007, Merkblatt DWA-M 209: Messung der Sauerstoffzufuhr von Belüftungseinrichtungen in Belebungsanlagen in Reinwasser und in belebtem Schlamm, Hennef/DWA
  • DIN EN 12255-15: Kläranlagen – Teil 15: Messung der Sauerstoffzufuhr in Reinwasser in Belüftungsbecken von Belebungsanlagen. Beuth Verlag, Berlin, 2004.
  • Mueller, J. A.; Boyle, W. C.; Pöpel, H. J., 2002, Aeration: Principles and Practice, 1st Edition, Boca Raton/CRC Press