Beurteilende(r)| Name: | Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.nat.techn. Werner Fuchs |
| Herkunftsbetrieb: | |
| 1.Mitwirkender |
| Name: | Dipl.-Ing. Benjamin Lauterböck |
| Herkunftsbetrieb: | |
| Arbeit |
| Typ der Arbeit: | Masterarbeit |
| Sprache der Arbeit: | Deutsch |
| Titel der Arbeit in Originalsprache: | BEWERTUNG NEUARTIGER VERFAHREN ZUR STICKSTOFFENTFERNUNG IN KOMMUNALEN KLÄRANLAGEN |
| Titel der Arbeit in deutsch: | BEWERTUNG NEUARTIGER VERFAHREN ZUR STICKSTOFFENTFERNUNG IN KOMMUNALEN KLÄRANLAGEN |
| Titel der Arbeit in englisch: | |
| Publikationsmonat: | 09.2013 |
| Seitenanzahl: | 92 |
| Online-Katalog der Universitätsbibliothek Bodenkultur |
| AC-Nummer: | AC11070067 |
| Abstract |
| Abstract in Deutsch: | Die Entfernung von Stickstoff auf kommunalen und industriellen Kläranlagen ist ein wichtiges und dynamisches Forschungsgebiet und eine große Herausforderung, da Umwelt und Abwasserauflagen stetig verschärft wurden. Die Stickstoffbelastung und dessen Abbau in kommunalen Kläranlagen ist einer der kostenintensivsten Faktoren. Es müssen immer höhere Investitionskosten aufgebracht werden um die gesetzlichen Anforderungen zu erfüllen. Diese Arbeit befasst sich mit dem IST-Zustand der österreichischen Kläranlagentechnik und experimentellen Verfahren zur Reduktion der Stickstoffbelastung. Fokussiert wurde konkret auf zwei potentielle Reduktionsverfahren: ANAStrip und Membrankontaktoren.
ANAStrip ist ein Verfahren, dass Ammoniak unter milden Bedingungen, bei etwa 80°C, austreibt und in einem Absorptionsmittel bindet. Diese Arbeit identifiziert das Potential von ANAStrip auf einer kommunalen Kläranlage, in Abhängigkeit der verfügbaren thermischen Energie des Blockheizkraftwerks um einen Temperaturanstieg auf 80°C effizient zu erreichen.
Membrankontaktoren sind mikroporöse als auch hydrophobe Hohlfasern. Abhängig vom Partialdruck kann Ammoniak durch die Membran diffundieren und von einem Absorptionsmedium (z.B. Schwefelsäure) gebunden werden. Membrankontaktoren befinden sich in einem sehr frühen Entwicklungsstadium und wurden daher in Laborversuchen auf ihre Eigenschaften getestet. Die Ergebnisse wurden über den Transferkoeffizienten miteinander verglichen und es wurde eine Empfehlung für ein potentielles Einsatzgebiet gegeben. In Bezug auf Membrankontaktoren wird veranschaulicht, dass pH, Temperatur und Trockensubstanz einen großen Einfluss auf die Leistung hat.
Gleichzeitig wurden zwei Versuchsbiogasreaktoren im Labormaßstab betrieben. Ein Hohlfasermembranmodul für kontinuierliche Stickstoffentfernung wurde in einen Reaktor eingetaucht. Es konnte ein positiver Einfluss durch die Reduktion von Ammonium, aufgrund der Verwendung von Membranreaktoren, festgestellt werden.
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| Abstract in Englisch: | Removal of nitrogen from municipal or industrial wastewaters is an important and dynamic area of research as well as being an important challenge, because environmental laws and regulations governing safe discharge levels are becoming increasingly stringent. Both the raise of nitrogen levels in wastewater and the stricter laws lead to higher financial investments in wastewater treatment. This work focuses on promising nitrogen removal technologies that are currently still in a research and development stage, namely membrane contactors and stripping with the ANAStrip system.
ANAStrip uses volatile ammonia expulsion under a temperature of 80°C and absorption in a calcium carbonate solution. This work identifies the potential to reach the operating temperature of 80°C by thermally unused energies produced through the power station unit at a wastewater treatment plant. This potential free energy has been exemplarily characterized in two plants.
Membrane contactors are membranes that are microporous and hydrophobic. Depending on the free ammonia partial pressure, gaseous molecules pass through the membrane and get absorbed by an acetic absorbing solution (e.g. sulfuric acid). Membrane contactors in wastewater treatment are still in an early stage of development and operational parameters influencing the mass transfer have to be investigated. In this work crucial process parameters for nitrogen removal were identified and their effects on the free ammonia mass transfer were characterized. Consequently suggestions were made for suitable implementation locations in a municipal wastewater plant.
Furthermore two laboratory anaerobic digesters have been operated. A hollow fiber membrane contactor module for continuous nitrogen removal was submerged into one reactor. It has been shown that the reduction of nitrogen with membrane contractors is possible in anaerobic digesters in addition it has a positive effect on the digestion processes’ performance.
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| Schlagworte |
| Schlagwörter Deutsch: | Kläranlagen, Schlammwasserbehandlung, ANAStrip, Membrankontaktoren, Stickstoffrückbelastung, |
| Schlagwörter Englisch: | wastewater treatment plant, sludge liquor treatment, ANAStrip, membrane contactor, remaining nitrogen load, |
| Sonstiges |
| Signatur: | D-16483 |
| Organisationseinheit, auf der die Arbeit eingereicht wird: | H97400 Institut für Umweltbiotechnologie |
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