PANOWA: Lachgasemissionen innovativer Abwasserreinigungs-verfahren: Vermeidungsstrategien und Ansätze zur Energierückgewinnung

Lachgas (N2O) kann während der biologischen Stickstoffelimination als unerwünschtes Intermediat oder Nebenprodukt emittiert werden. Nachdem dieses im Vergleich zu Kohlenstoffdioxid ein 298 höheres Treibhausgaspotential besitzt, für rund 114 Jahre in der Atmosphäre verweilt und zudem die Ozonschicht zerstört, sollten diese Emissionen weitestgehend reduziert werden, um deren negativen Einfluss auf die Umwelt zu minimieren. Da Lachgas allerdings auch als Energiequelle genutzt werden kann, verfolgt das Projekt neben der Erforschung der verschiedenen biogenen Lachgasproduktionswege und davon abgeleiteten Vermeidungsstrategien für die Stickstoffelimination auch die gezielte Produktion von Lachgas mit gekoppelten Extraktionsverfahren zur Erfassung von N2O.

Für diese beiden Ansätze wurde nach dem Vorbild der Eawag (Schweiz) ein Versuchsstand mit sechs voll-automatisierten und temperierbaren sowie gasdichten Reaktoren mit einem Reaktionsvolumen von je 13 L installiert. Gesteuert wird die Anlage mit der Software CitectSCADA, welche neben der Automatisierung die Online-Messwerte für Sauerstoff, Ammonium und Nitrat, das Redox-Potential, die Leitfähigkeit, den pH-Wert und Füllstand sowie die Temperatur über einen gewünschten Zeitraum visualisiert. Zur Online-Messung von N2O kommt eine innovative photoakustische Zelle mit hoher zeitlicher Auflösung des Lehrstuhls für Analytische Chemie der TU München zum Einsatz.

Untersuchungsumfang zur Entwicklung von N2O-Reduktionsstrategien ist die einstufige Deammonifikation mit suspendiertem sowie auf Aufwuchskörpern fixiertem Schlamm. Bei der gezielten Produktion von N2O wird der CANDO-Prozess untersucht und optimiert.

Projektleiter Dr.-Ing. Konrad Koch
Sachbearbeiter Dipl.-Ing. Carmen Leix, Maximilian Weißbach, M.Sc.
Finanzierung IGSSE

 

Publikationen

2021

  • Duan, Haoran; Zhao, Yingfen; Koch, Konrad; Wells, George F.; Zheng, Min; Yuan, Zhiguo; Ye, Liu: Insights into Nitrous Oxide Mitigation Strategies in Wastewater Treatment and Challenges for Wider Implementation. Environmental Science & Technology, 2021 mehr…

2020

  • Duan, Haoran; Zhao, Yingfen; Koch, Konrad; Wells, George F.; Weißbach, Max; Yuan, Zhiguo; Ye, Liu: Recovery of Nitrous Oxide from Wastewater Treatment: Current Status and Perspectives. ACS ES&T Water 1 (2), 2020, 240-250 mehr…

2018

  • Weißbach, Max; Drewes, Jörg E.; Koch, Konrad: Application of the oxidation reduction potential (ORP) for process control and monitoring nitrite in a Coupled Aerobic-anoxic Nitrous Decomposition Operation (CANDO). Chemical Engineering Journal 343, 2018, 484-491 mehr…
  • Weißbach, Max; Gossler, Fabian; Drewes, Jörg E.; Koch, Konrad: Separation of nitrous oxide from aqueous solutions applying a micro porous hollow fiber membrane contactor for energy recovery. Separation and Purification Technology 195, 2018, 271-280 mehr…
  • Weißbach, Max; Thiel, Paul; Drewes, Jörg E.; Koch, Konrad: Nitrogen removal and intentional nitrous oxide production from reject water in a coupled nitritation/nitrous denitritation system under real feed-stream conditions. Bioresource Technology 255, 2018, 58-66 mehr…

2017

  • Leix, Carmen; Drewes, Jörg E.; Ye, Liu; Koch, Konrad: Strategies for enhanced deammonification performance and reduced nitrous oxide emissions. Bioresource Technology 236, 2017, 174 - 185 mehr…
  • Weißbach, Max; Criddle, Craig S.; Drewes, Jorg E.; Koch, Konrad: A proposed nomenclature for biological processes that remove nitrogen. Environ. Sci.: Water Res. Technol. 3, 2017, 10-17 mehr…

2016

  • Leix, Carmen; Drewes, Jörg E.; Koch, Konrad: The role of residual quantities of suspended sludge on nitrogen removal efficiency in a deammonifying moving bed biofilm reactor. Bioresource Technology 219, 2016, 212 - 218 mehr…
  • Leix, Carmen; Hartl, Rebecca; Zeh, Christian; Beer, Franz; Drewes, Jörg E.; Koch, Konrad: Performance and N2O Formation of the Deammonification Process by Suspended Sludge and Biofilm Systems—A Pilot-Scale Study. Water 8 (12), 2016 mehr…