TY - THES

T1 - Das Ionentauscher-Loop-Stripping Verfahren im Pilotbetrieb Inbetriebnahme und Prozessoptimierung

AU - Lechleitner, Andreas

N1 - gesperrt bis 27-09-2020

PY - 2017

Y1 - 2017

N2 - Das Ionentauscher-Loop-Stripping Verfahren ist ein neuartiges, hybrides Verfahren zur Gewinnung eines stickstoffreichen Produkts aus ammoniumbelasteten Trübwässern. Trübwässer entstehen im Zuge der mechanischen Schlammentwässerung an kommunalen Kläranlagen und weisen Ammoniumkonzentrationen zwischen 1 und 3 g/l auf. Im Verfahren wird das zu reinigende Trübwasser über ein Festbett aus natürlichem Zeolith (Hauptmineral Klinoptilolith) geleitet, an welchem Ammonium durch Ionentausch gebunden wird. In Folge dessen kann das behandelte Trübwasser als Prozesswasser wiederverwendet werden. Das beladene Zeolith-Festbett wird mit einer Natronlaugelösung regeneriert, wobei das dabei gebildete Ammoniak simultan aus der Lösung gestrippt wird. Mit einem darauffolgenden sauren Wäscher wird das ausgetriebene Ammoniak wieder fixiert und ein verkaufsfähiges Entstickungsmittel für Rauchgasreinigungsanlagen hergestellt. Um das Verfahren in einer realen Einsatzumgebung testen zu können, wurde eine Pilotanlage gebaut und an einer kommunalen Kläranlage in Betrieb genommen. Durch entsprechende Versuche vor Ort wurden die Abscheideraten für Ammonium bestimmt und die wichtigsten Einflussfaktoren darauf, wie die Zulaufkonzentration von Ammonium, das Bettvolumen, die Korngröße des eingesetzten Zeoliths sowie die Parameter für eine ausreichende Regeneration des Zeolithbetts identifiziert. Zusätzlich wurde die Standfestigkeit des Zeoliths als Ionentauschermaterial für den Pilotbetrieb getestet. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Arbeit dargestellt. Neben einer kritischen Diskussion der gewonnenen Erkenntnisse, wird abschließend ein Ausblick auf eine mögliche Umsetzung des Verfahrens im Rahmen einer industriellen Anlage gegeben.

AB - Das Ionentauscher-Loop-Stripping Verfahren ist ein neuartiges, hybrides Verfahren zur Gewinnung eines stickstoffreichen Produkts aus ammoniumbelasteten Trübwässern. Trübwässer entstehen im Zuge der mechanischen Schlammentwässerung an kommunalen Kläranlagen und weisen Ammoniumkonzentrationen zwischen 1 und 3 g/l auf. Im Verfahren wird das zu reinigende Trübwasser über ein Festbett aus natürlichem Zeolith (Hauptmineral Klinoptilolith) geleitet, an welchem Ammonium durch Ionentausch gebunden wird. In Folge dessen kann das behandelte Trübwasser als Prozesswasser wiederverwendet werden. Das beladene Zeolith-Festbett wird mit einer Natronlaugelösung regeneriert, wobei das dabei gebildete Ammoniak simultan aus der Lösung gestrippt wird. Mit einem darauffolgenden sauren Wäscher wird das ausgetriebene Ammoniak wieder fixiert und ein verkaufsfähiges Entstickungsmittel für Rauchgasreinigungsanlagen hergestellt. Um das Verfahren in einer realen Einsatzumgebung testen zu können, wurde eine Pilotanlage gebaut und an einer kommunalen Kläranlage in Betrieb genommen. Durch entsprechende Versuche vor Ort wurden die Abscheideraten für Ammonium bestimmt und die wichtigsten Einflussfaktoren darauf, wie die Zulaufkonzentration von Ammonium, das Bettvolumen, die Korngröße des eingesetzten Zeoliths sowie die Parameter für eine ausreichende Regeneration des Zeolithbetts identifiziert. Zusätzlich wurde die Standfestigkeit des Zeoliths als Ionentauschermaterial für den Pilotbetrieb getestet. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der Arbeit dargestellt. Neben einer kritischen Diskussion der gewonnenen Erkenntnisse, wird abschließend ein Ausblick auf eine mögliche Umsetzung des Verfahrens im Rahmen einer industriellen Anlage gegeben.

KW - Ammonium

KW - Gärrest

KW - Trübwasser

KW - natürlicher Zeolith

KW - Klinoptilolith

KW - Ionentauscher-Loop-Stripping

KW - ammonium

KW - ion exchange

KW - natural zeolite

KW - clinoptilolite

KW - wastewater

KW - digestate

KW - ion exchanger loop stripping process

M3 - Masterarbeit

ER -