Prozessentwicklung für die simultane Rückgewinnung von Ammonium und Phosphat aus Abwässern

Sandro Pesendorfer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Abstract

Das Ionentauscher-Loop-Stripping-Verfahren (ILS) wurde entwickelt, um Stickstoff in Form von Ammonium (NH4+) aus dem Trübwasser der mechanischen Entwässerung einer kommunalen Kläranlage rückzugewinnen. Die NH4+-Abtrennung basiert auf dem Prinzip des Ionentauschs an natürlichem Zeolith (Hauptmineral Klinoptilolith) und einer anschließenden Regeneration mit Natronlauge. Neben Stickstoff ist Phosphor ein weiterer essentieller Nährstoff, welcher in Abwässern enthalten ist und ungenützt an Kläranlagen abgebaut wird. In dieser Arbeit wurde der NH4+-Austauschmechanismus im Labormaßstab kinetisch modelliert, um potentielle Optimierungsansätze für das bestehende ILS-Verfahren zu definieren. Aufbauend auf der Austauschkinetik wurde ein Prozessablauf, welcher eine simultane Rückgewinnung von Ammonium (NH4+) und Phosphat (PO43-) aus wässrigen Lösungen mittels natürlichem Zeolith ermöglicht, entwickelt. Der PO43--Abscheidemechanismus wurde dabei als oberflächliche Fällungsreaktion von PO43-Ionen und den durch den NH4+-Ionenaustausch vom Zeolith desorbierten Calciumionen identifiziert. Dabei ist der pH-Wert der Lösung der geschwindigkeitsbestimmende Einflussparameter bei der Abscheidung von PO43-. In den Versuchen wurden bis zu 75% des gelösten PO43- rückgewonnen und Zeolithbeladungen von bis zu 6,78 mg PO43- g-1 bzw. 15,92 mg NH4+ g-1 erreicht. Weiters wurde gezeigt, dass die simultane Abscheidung von PO43- keinen Einfluss auf die NH4+-Abscheidung hat. Die Ergebnisse im Labor zeigen, dass die simultane Rückgewinnung von NH4+ und PO43- mittels Zeolith möglich ist und somit ein großes Potential für die stufenweise Weiterentwicklung des ILS-Verfahrens zum ILSplus-Verfahren darstellt.
Titel in ÜbersetzungProcess Development for Simultaneous Recovery of Ammonium and Phosphate from Wastewater
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Weiß, Christian, Beurteiler B (intern)
  • Lehner, Markus, Betreuer (intern)
  • Fuchs, Werner, Beurteiler A (extern), Externe Person
  • Pomberger, Roland, Mitbetreuer (intern)
  • Ellersdorfer, Markus, Mitbetreuer (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2022

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Abwasserreinigung
  • Ammonium
  • Phosphat
  • Zeolith
  • Nährstoffrückgewinnung

Dieses zitieren