Das Projekt "DONALD - Fischzucht mit Denitrifikation" wird/wurde gefördert durch: Bundesamt für Umwelt / Burger Engineering AG / Keßelring Consulting AG / Tropenhaus Frutigen AG. Es wird/wurde ausgeführt durch: Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW), Institut Umwelt und natürliche Ressourcen (IUNR).In Fischzucht-Kreislaufanlagen fallen organischer Schlamm aus Fischkot, Futterresten und bakterieller Biomasse sowie nitratreiches Abwasser als Abfall an. Damit das Nitrat das Abwasser nicht belastet, wird es sinnvollerweise vor Ort denitrifiziert. Die bestehenden Technologien zur Denitrifikation sind aber teuer und sie benötigen zugeführten Kohlenstoff in Form von Methanol, Ethanol oder Essigsäure.
Ziel des vorliegenden Projektes ist es, ein Verfahren zur Denitrifikation zu entwickeln, bei dem der anfallende Schlamm als C-Quelle genutzt wird und die beiden Abfallströme so verbunden werden. Dafür soll ein Reaktor - genannt DONALD Reaktor- entwickelt werden, in dem der schwer abbaubare Anteil des Schlamms über verschiedene Schritte in leicht abbaubare C-Verbindungen (flüchtige Fettsäuren) umgewandelt wird und so als C-Quelle für die Denitrifikation verfügbar gemacht wird. Das DONALD-Verfahren besteht aus dem DONALD-Reaktor und einem anschliessenden gängigen Denitrifikationsreaktor. Es sollen zwei Lösungsansätze verfolgt werden: ein High-Tech- Ansatz in zwei Varianten und ein Low-Tech-Ansatz. Grundsätzlich wird bei allen Verfahren der Schlamm zuerst in einem Becken gelagert, in dem der biologische Abbau geschieht. Anschliessend wird das als C-Quelle verwendete Permeat mit einem Filtrationsverfahren abgetrennt. Das zurückbleibende Retentat wird bei den High-Tech Varianten in das Becken zur Vorbehandlung zurückgeführt, in der Low-Tech-Variante nach einer gewissen Aufenthaltszeit aus dem System entfernt. Für die High-Tech-Lösung kommt der Schlamm zuerst in einen Schwebebettreaktor. Anschliessend wird er entweder mittels Ultraschall und Druckfiltration weiterbehandelt oder nur mit Vakuumfiltration aufgetrennt. Bei der Low-Tech-Variante wird ein Schlammsammelbecken mit optimalen Verhältnissen für den organischen Abbau eingesetzt. Die flüssige Phase wird anschliessend mit einem Bandfilter (Porengrösse 200mym) abgetrennt. Die für die Denitrifikation verfügbare C-Menge wird geringer sein als bei den High-Tech-Varianten. Aber die Menge an ausgetauschtem Wasser in der Fischzucht wird kleiner und die Nitratfracht damit reduziert.
Schwerpunkt des vorliegenden Projektes ist die technische Machbarkeit und Bestimmung der besten Variante zur Vorbehandlung des Schlamms für die anschliessende Denitrifikation. Falls die Machbarkeit mit einer bestimmten Variante erwiesen ist, soll das Verfahren in einem Folgeprojekt bis zur Marktreife entwickelt werden.
Projektziele:
Der DONALD-Reaktor zur Schlammvorbehandlung ist in zwei High-Tech- und einer Low-Tech-Variante entwickelt. Die High-Tech Varianten werden an der ZHAW Wädenswil und die Low-Tech Variante im Tropenhaus Frutigen getestet. Im anschliessenden Denitrifikationsreaktor eingesetzt, können die Schlämme die Nitratfracht im Abwasser der Fischzucht um 95% (High-Tech Varianten ) bzw. 80% (Low-Tech- Variante) reduzieren.
Das Projekt "Untersuchung eines im Belebungsverfahren integrierten Festbett- bzw. Schwebebettreaktors zur Nitrifikation" wird/wurde gefördert durch: Ministerium für Umwelt Baden-Württemberg. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft.Im Rahmen des Forschungsvorhabens war zu pruefen, ob ein im Belebungsverfahren integriertes Festbett aus offenporigem Schaumstoff die Nitrifikation foerdert. Bei den durchgefuehrten Untersuchungen wurde eine Klaeranlage im halbtechnischen Massstab betrieben, bestehend aus einem vorgeschalteten hochbelasteten Belebungsbecken, einem beluefteten zylinderfoermigen Reaktor mit eingepassten, von 52 senkrechten Kanaelen durchzogenen Schaumstoffmodulen (je zur Haelfte aus Polyester- und Polyethermaterial) und einem Nachklaerbecken mit haeuslichem Abwasser, dem zeitweise Ammoniumhydrogencarbonat zugegeben wurde. Nach den vorliegenden Analyseergebnissen und daraus abgeleiteten Schaetzungen wurden die in geloester Form vorliegenden Verbindungen des reduzierten Stickstoffs ueberwiegend biochemisch oxidiert (Nitrifikation) und die entstandenen Nitrit- und Nitrat-Ionen zu einem erheblichen Teil zu elementarem Stickstoff reduziert (Denitrifikation). Orte der Nitrifikation waren das Belebungsbecken und der Festbettreaktor. Die Denitrifikation erfolgte im Belebungsbecken und ueberwiegend im Festbettreaktor; einen wahrscheinlich geringeren Beitrag zur Denitrifikation leistete ausserdem das Nachklaerbecken. Nach etwa sechsmonatigem Betrieb verloren die Polyestermodule ihre Stabilitaet und zersetzten sich. In den Resten wurde eine grosse Anzahl von Ringelwuermern (Gattung Tubifex) gefunden. Die Anlage wurde daraufhin entsprechend verkleinert und nur mit dem Polyetherfestbett weiterbetrieben. In der Folgezeit kam es nicht mehr zur vollstaendigen Ammoniumverwertung. Voruebergehend wurden hohe Nitrit- und Nitratgehalte im Ablauf der Anlage gefunden, die einen Rueckgang auch der Denitrifikation anzeigten. Zeitweise wurde im hochbelasteten Belebungsbecken etwa ebensoviel Ammonium oxidiert wie im Festbettreaktor. Dieser Befund spricht fuer eine starke Beteiligung des freischwimmenden Belebtschlammanteils an der Nitrifikation. Er muss allerdings insofern relativiert werden, als beim vorherigen Betrieb Ammoniumhydrogencarbonat erst im Zulauf des Festbettreaktors zudosiert wurde und im hochbelasteten Belebungsbecken nur die im Abwasser vorhandenen Stickstoffverbindungen zur Verfuegung standen, wohingegen im angesprochenen Beobachtungszeitraum die Aufstockung bereits im Zulauf zum hochbelasteten Belebungsbecken erfolgte. Festbettmodule aus offenporigem Schaumstoff der hier untersuchten Art, die sehr grosse Mengen belebten Schlammes binden, sind nach den vorliegenden Ergebnissen der Nitrifikation nicht foerderlich. Die traege Reaktion auf eine Erhoehung der Ammoniumbelastung, die Instabilitaet des ansonsten geeigneter erscheinenden Polyestermaterials und die angesichts der sehr niedrigen Gesamt-Schlammpelastung als gering einzustufende Nitrifikationskapazitaet sprechen gegen einen praktischen Einsatz. Die betraechtliche Denitrifikationsleistung und das beobachtete hohe Wasserrueckhaltevermoegen des Festbettes weisen auf das Vorhandensein anoxischer Zonen hin.
Das Projekt "Optimierung der Betriebsbedingungen und der Reinigungsleistung anaerob biologischer Papierfabriksabwasser-Reinigungsanlagen durch Steuerung ausgewaehlter Einflussgroessen am Beispiel von Deinking-Abwasser" wird/wurde gefördert durch: Arbeitsgemeinschaft Industrieller Forschungsvereinigungen 'Otto-von-Guericke' e.V.. Es wird/wurde ausgeführt durch: Papiertechnische Stiftung München.Die anaerobe Abwasserbehandlung kann fuer viele Papierfabriksabwaesser nicht angewendet werden, da die Konzentrationen zu gering sind. Da die Abwaesser vor der Einleitung in ein Gewaesser grundsaetzlich aerob nachbehandelt werden muessen, bietet sich jedoch die anaerobe Vorbehandlung hoeher konzentrierter Teilstroeme als wirtschaftlich sinnvolle Loesung an. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Optimierung der anaeroben Behandlung von Deinking-Abwaessern, vor allem des Teilschrittes der Hydrolyse und Versaeuerung der organischen Wasserinhaltsstoffe in einer ersten Stufe einer 2-stufigen Anaerobanlage. Der Einfluss von hohen Sulfatkonzentrationen auf die Methanisierung und Moeglichkeiten zu Sulfatreduktionen sollen untersucht werden.