Upgrade eines konventionellen Belebungsbeckens zu einem Moving-Bed-Biofilm-Reaktor

Moving-Bed-Biofilm-Reaktoren (MBBR) können durch den Einsatz von Biofilm-Aufwuchskörpern mit einer höheren Konzentration an Belebtschlamm betrieben werden. Somit gelten sie als platzsparende Lösungen bzw. auf diese Weise können überlastete Belebungsbecken aufgerüstet werden.

Im Pilotmaßstab soll durch den Einsatz von einer bestimmten Art von Aufwuchskörpern(Linpor) untersucht werden, inwieweit die Belastbarkeit eines konventionellen Belebungsbeckens erhöht werden kann. Weitere Vorteile/Nachteile des Verfahrens sollen dabei aufgeklärt werden.

MBBR

Kontakt: Dr. Vanessa Parravicini,

vparravi@iwag.tuwien.ac.at

Klärschlammmonoverbrennung für P-Rückgewinnung aus Klärschlamm: Kosten- und Energieanalyse marktverfügbarer Systeme

• Alternativ zur P-Düngemittelproduktion aus Rohphosphaten gibt es in Österreich Bestrebungen zur Rückgewinnung von P aus P-reichen Güterflüssen wie Klärschlamm

• Für eine Rückgewinnung großer P-Mengen wird eine dezentrale Monoverbrennung des Klärschlammes empfohlen. Derzeit gibt es nur wenige Kapazitäten in Ö.

• Der Bedarf und finanzielle Aufwand für den Bau von Monoverbrennungs-anlagen in Ö und die Energiebilanz der Anlagen soll ermittelt werden

• Inhalt der Arbeit:

– Literaturstudie zu veröffentlichten Kosten und Energiebilanzen von Monoverbrennungsanlagen

– Marktumfrage bei Herstellern zu Kosten der Systeme bei unterschiedlichen Größen der Anlagen

– Berechnung der Kosten unter Berücksichtigung „Economy of Scale“

– Berechnung von Energiebilanzen für unterschiedliche Szenarien (mit/ohne Vortrocknung des Klärschlamms)

Kontakt: Arabel Amann aamann@iwag.tuwien.ac.at

Zukunft der landwirtschaftlichen Klärschlammverwertung in Österreich

• Neben der zukünftig angedachten Phosphorrückgewinnung aus größeren Kläranlagen bleibt die direkte landwirtschaftliche Verwertung die einzige derzeitige nährstoffgerechte Nutzung von Phosphor aus Klärschlamm

• Durch privat-rechtliche Einschränkungen ist mit weiterem Rückgang der landwirtschaftlichen Verwertung zu rechnen

• Diese Arbeit soll daher Szenarien unterschiedlicher (privat)-rechtlicher Einflüsse auf die verfügbaren Flächen für die landwirtschaftliche Verwertung analysieren

• Inhalt der Arbeit:

– Analyse der derzeitigen Gesetzeslage der landw. Verwertung

– Analyse der privat-rechtlichen Vereinbarungen, die die landw. Verwertung einschränken und Erhebung zukünftiger Veränderungen

– Auswertung der INVEKOS Datenbank mit ArcGIS/R zur Erhebung derderzeitigen und zukünftig verfügbaren Flächen (untersch. Szenarien)

– Vergleich anfallender Klärschlamm-P-Mengen mit Nährstoffbedarf der verfügbaren Flächen

– Erhebung von Regionen mit Auswirkungen auf die EntsorgungswegeKontakt: Arabel Amann aamann@iwag.tuwien.ac.at

Phosphorfraktionierung

Untersuchung von Sedimentproben aus dem Neusiedlersee und anderer Wasserkörper

Bestimmung des Phosphorgehaltes und der vorliegenden Phosphorverbindungen im Sediment

Selbstständiges Arbeiten im Labor nach Einweisung in das Analyseverfahren

Auswertung der Ergebnisse und Vergleich mit weiteren Ergebnissen der Sedimentanalytik sowie der Literatur

Kontakt: Arabel Amann aamann@iwag.tuwien.ac.at

Veränderung des Oxidationsgrades von organischem Kohlenstoff durch OzonWeitergehende Abwasserreinigung mittels Ozon Durch die Anwendung von Ozon als weitergehenden Reinigungsschritt zur

Entfernung von biologisch nicht/schwer abbaubaren organischen Verbindungen ändern sich sowohl der Oxidationsgrad als auch die biologische Abbaubarkeit im Abwasser.

Ziel der Arbeit ist die Untersuchung der Veränderungen in Abwassermatrix und Abbaubarkeit mittels chemischer Analytik und Abbauversuchen infolge einer Ozonung.

Kontakt:

Dr. Heidemarie Schaar

hschaar@iwag.tuwien.ac.at

EEM Fluoreszenz-Spektroskopie für eine innovative und schnelle Charakterisierung von Seesedimenten

EEM (Excitation-emission-matrix) Fluoreszenz-Spektroskopie ist ein im Forschungsbereich

Trinkwassermonitoring etabliertes Verfahren. Die Anwendung in Gewässern ist bisher aber sehr

beschränkt und bietet erhebliches Innovationspotential. Im Rahmen der Masterarbeit wird diese

Technik in der Fallstudie Neusiedlersee verwendet und getestet.

Ziel ist, charakteristischen EEM-Fingerprints für Seesedimenten zu identifizieren, die eine

wesentliche Unterstützung für die Extrapolation von Laborversuchen und Vorortuntersuchen auf

größere Schilf- bzw. Seebereichen sein werden.

• Inhalt:

Analyse von Seesedimentproben durch Fluoreszenz-Spektroskopie

Festlegung von charakteristischen Fingerprints für die organische Matrix der Proben

Gruppierung der Sedimenttypen nach EEM, oTS-Gehalt und unterschiedlichenUmgebungsparametern

Kontakt:Dr. Ottavia Zoboli ozoboli@iwag.tuwien.ac.at

Charakterisierung eines Kanaleinzugsgebiets mittels GIS-Auswertung als Grundlage einer Stoffflussanalyse für SchwermetalleIm Rahmen des TEMPEST-Projektes sollen die Stoffflüsse von Mikroschadstoffen auf Kanaleinzugsgebietsebene mittels Stoffflussanalyse (SFA) den Quellen zugeordnet werden. Dafür ist eine detaillierte Charakterisierung des Kanaleinzugsgebietes notwendig um darauf aufbauend anhand von Emissionsfaktoren und Transferkoeffizienten die Stoffflüsse im System abzubilden. Für Schwermetalle liegen bereits viele ähnliche Untersuchungen vor, so dass eine SFA gut durchgeführt werden kann. In dieser Arbeit sollen die Daten des Kanaleinzugsgebietes CSO R05 in Graz erfasst werden.

Aufgaben:

• Charakterisierung urbaner Flächen mittels Auswertung vorhandener Datensätze (z.B. Openstreetmap) in einem Geoinformationssystem (GIS)

• Darauf aufbauend: Stoffflussanalyse ausgewählter Schwermetalle in STAN

Notwendige Vorkenntnisse: solide GIS-

Kenntnisse, Datenbank-Kenntnisse,

Grundkenntnisse SFA

Beginn: Jederzeit

Kontakt: Steffen Kittlausskittlaus@iwag.tuwien.ac.at

Quelle: T. Hofer 2014

Stoffflussanalysen für Mikroschadstoff-Einträge in KanalisationssystemenMikroschadstoffe (z.B. Schwermetalle, perfluorierte Tenside) aus dem Abwasser stellen sowohl für die Klärschlammverwendung als auch für die Ökosysteme der aufnehmenden Gewässer ein Problem dar. Um Maßnahmen zur Reduzierung der Schadstoffeinträge zu ergreifen, ist die Identifikation und Quantifizierung der wichtigsten Eintragsquellen und –pfade in die Kanalisation eine notwenige Voraussetzung.

Im Rahmen des TEMPEST-Projektes sollen mit Hilfe vonStoffflussanalysen systematisch die Einträge denQuellen zugeordnet werden.

Inhalte• Literaturrecherche zu

Mikroschadstoffen• Charakterisierung von Kanal-

Einzugsgebieten• Erstellen und Interpretieren von

StoffflussanalysenKontakt:Steffen Kittlaus

skittlaus@iwag.tuwien.ac.at

Modellierung von Schwermetalleinträgen aus Bergbau und Erzlagerstätten in OberflächengewässerSchwermetalle werden aus verschiedenen anthropogenen und natürlichen Quellen in Oberflächengewässer eingetragen. Lokal können durch aufgelassene Erzgruben oder oberflächliche Erzlagerstätten sehr hohe Zusatzfrachten eingetragen werden.

Auf Basis des „Atlas der Geochemie von Bachsedimenten“ der Geologischen Bundesanstalt sollen kritische Orte identifiziert und Modellansätze zur Quantifizierung dieser Schwermetall-Einträge entwickelt werden.

Vorkenntnisse: GIS, (Geo)chemie, Statistik

Aufgabe: Literaturrecherche

Auswertung der vorliegendenDatensätze

Implementierung einesModellansatzes

Kontakt:

Steffen Kittlaus

skittlaus@iwag.tuwien.ac.at

Laborversuche mit einem Membran-Adsorptions-Rohrmodul

• Bei der weitergehenden Abwasserreinigung werden z.B. mittels

Aktivkohleadsorption organische Spurenstoffe aus dem

Kläranlagenablauf entfernt.

• In einem Membran-Adsorptions-Rohrmodul werden die

Membranfiltration und Adsorption kombiniert. Das

Entfernungspotential für Spurenstoffe und andere Parameter soll im

Labormaßstab untersucht werden.

Kontakt:

Daniela Reif

dreif@iwag.tuwien.ac.at

Inhalt:

- Durchführung von Vorversuchen mit unterschiedlichen

Adsorptionsmitteln (Zeolith, Aktivkohle)

- Durchführung von Vorversuchen mit unterschiedlichen

Membranen

- Durchführung von Versuchen mit einem Membran-

Adsorptions-Modul zur Untersuchung der

Systemstabilität

Elektrodialyse: Wertstoffgewinnung aus Abwasserströmen

• Rückgewinnung von Salzen aus salzhaltigen Abwasserströmen mit konventioneller ED

• Aufkonzentrierung von NH4-N und P haltigen Strömen mit konventioneller ED zum Wiedereinsatz als Düngemittel

• Erzeugung von Säuren und Basen mittels bipolarer Elektrodialyse

• Inhalt:– Literaturrecherche

– Planung und Durchführung von Laborversuchen

– Optimierung von Betriebsparametern

– Festlegen einer geeigneten Prozessführung

Kontakt:

Daniela Reif

dreif@iwag.tuwien.ac.at

ED- Anlage im IWR Technikum

Elektrodialyse: Verhalten von Mikroverunreinigungen

• Polare organische Spurenstoffe, die durch andere weitergehende Abwasserreinigungsverfahren nicht vollständig entfernt werden können

• Entfernung von Schwermetallen aus kommunalen und industriellem Abwasser

• Entfernung von freier bakterieller DNA

• Inhalt:– Literaturrecherche

– Planung und Durchführung von Laborversuchen

– Optimierung von Betriebsparametern

– Festlegen einer geeigneten Prozessführung

Kontakt:

Daniela Reif

dreif@iwag.tuwien.ac.at

ED- Stack im IWR Technikum

Monitoring of antibiotic resistance in wastewater treatment plant• In wastewater treatment plants (WWTPs) different microorganisms meet and fight for

survival under various selection pressures, also coming from antibiotics. This may lead todevelopment and spread of antibiotic resistance. Our goal is to fight with spread ofantibiotic resistance in WWTP through understanding of its mechanisms and patterns. Toachieve our goal, we need your help!

• Your objectives will be:o To evaluate free DNA extraction method from wastewater,o To quantify free DNA in real wastewater samples and detect antibiotic resistance genes.

• What will you learn?o Extraction and quantification of DNA, gel electrophoresis, PCR reaction, working in

biological laboratory.

Contact:

Katarzyna Slipko

kslipko@iwag.tuwien.ac.at

Co - selection of antibiotic resistance in wastewater treatment plants• Different conditions, called selection pressures (e.g. presence of heavy metals or antibiotics)

cause microorganisms to develop specific mechanisms allowing them to survive in thoseenvironments. In wastewater treatment plants (WWTPs), many different selection pressurescan be found, however, it is not clear how they contribute to emerging and spread ofantibiotic resistance. Our goal is to understand the effect of selection pressures ondevelopment of antibiotic resistance in WWTPs and you can take part in it!

• Your objective will be:o To evaluate the effect of heavy metals on antibiotic resistant bacteria in WWTPs.

• What will you learn?o How to work with lab – scale WWTPs, to proceed samples

and quantify bacteria with different methods.

Contact:

Katarzyna Slipko

kslipko@iwag.tuwien.ac.at

Quelle

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Prototypenentwicklung – Automatisierte Kapillarelektrophorese• Weiterentwicklung des Messsystems zur Auftrennung und

Quantifizierung gelöster anorganischer Ionen

• Durchführung von Versuchsreihen auf Trinkwassermatrix -Abwassermatrix – Oberflächengewässer

• Elektrolytentwicklung zur Detektion umweltrelevanter Nährstoffparameter

Kontakt:Roland Fuikorfuiko@iwag.tuwien.ac.at

Auftreten mikroskopischer Leitorganismen im Belebtschlamm von Kläranlagen• Aus dem mikroskopischen Bild des Belebtschlammes und dem Auftreten

spezifischer Leitorganismen lassen sich Aussagen über die Betriebsstabilität und Betriebsweise von Kläranlagen treffen

• Inhalte – Statistische Ausarbeitung eines von

der Salzburger Landesregierungerhobenen Datensatzes

– Korrelation zwischen Leitorganismenund verfahrenstechnischen Kennwertenvon Belebungsanlegen (Betriebsparameter, Belastungsparameter)

• Masterarbeit– Computerarbeit mit statistischen

Datenbankanalysen

– Datenauswertung von Eigen- und Fremduntersuchungen auf Kläranlagen.

Kontakt:Norbert Kreuzinger

Adsorptions- und Desorptionseigenschaften von Mikroplastik

• Mikroplastik (Plastikbestandteile < 5 mm) in Gewässern ist zur Zeit ein heiß diskutiertes Thema

• Eine in diesem Zusammenhang diskutierte Problematik von Mikroplastik ist die Adsorption von organischen Schadstoffen an Mikroplastik bzw. das Freisetzen von Zusatzstoffen.

• Inhalt:

Kontakt:Norbert Kreuzingernorbkreu@iwag.tuwien.ac.at

- Durchführung von Laborversuchen (Becherglasversuche) mit unterschiedlichen Kunststoffen, Wässern und Substanzen

- Erstellung von Adsorptions- und Desorptionsisothermen zur Charakterisierung des Adsorptions-Desorptionsverhaltens im Zusammenhang mit Mikroplastik

Betriebliche Einflussfaktoren auf die Lachgasemission bei der biologischen Abwasserreinigung

• Lachgas (N2O) ist ein sehr wirksames Klimagas und kann u.a. während der Stickstoffentfernung bei der biologischenAbwasserreinigung gebildet und in die Atmosphäre emittiert werden.

• Im Labormaßstab soll untersucht werden, welche Betriebsbedingungen (z.B. O2-Konz., Nitrit-Konz., Belastungsverhältnisse) die N2O-Produktion während der Nitrifikation und Denitrifikationbegünstigen können.

• Die Laborergebnisse sollen aufklären,welche betriebliche bzw. konstruktive Maßnahmen auf Kläranlagen notwendigwären, um die N2O-Emission wirksam zu reduzieren.

Kontakt:Vanessa Parravicini

http://www.spreadshirt.at/lachgas-ballon-smiley-tassen-C4408A16691585

Lebenzyklusanalyse (LCA) des Baues einer kommunalen Kläranlage

• Wie viel Energie und Ressourcen werden durch den Bau einer kommunalen Kläranlage verbraucht?

• Wie hoch ist die damit verbundene Emission an Treibhausgasen?

• Welche weitere ökologischen Aspekte sind mit dieser Bauaktivität verbunden?

All diese Frage sollen im Rahmen dieser Masterarbeit für zwei fiktiven Kläranlagen mit bzw. ohne Faulung evaluiert werden.

Die Bewertung soll auf Basis einer Lebenszyklusanalyse (LCA) nach ISO14044 erfolgen. Im Bilanzrahmen wird das gesamte Lebenszyklus der eingesetzten Ressourcen von der Gewinnung bis hin zur Entsorgung betrachtet. Dabei werden aktuelle Analysentools wie z.B. kumulative Energie Analyse, CO2-Fußabdruck und Eco-Indikator 99 angewendet.

Vanessa Parravicini

Rückgewinnung von Al aus Wasserwerksschlämmen für eine interne Wiederverwendung

Der Einsatz von Aluminium als Flockungs- und Flockungshilfsmittel stellt einen zentralen Prozess der in der Trinkwasseraufbereitung dar.

Die entstandenen Schlämme weisen dabei Al auf, das sich zur Reduktion von neu zugesetztem Al wiederverwenden lässt, um dadurch die Chemikalienkosten in Wasserwerken zu reduzieren.

In der Masterarbeit soll untersucht werden:– wie hoch der Anteil an rezyklierbarem Al bei unterschiedlichen

Anwendungsszenarien liegt.

– wie das eingesetzte Al wieder in den Prozess eingeschleust werden kann.

– wie hoch die Kostenersparnis für Wasserwerke ist.Kontakt:Norbert Kreuzingernorbkreu@iwag.tuwien.ac.at

Industriepartner:STRABAG Wassertechnik

Bedeutung von Kläranlagen für die Thematik der Antibiotikaresistenzen – ein Review• Über das Abwasser werden neben Antibiotika selbst auch resistente

Bakterien in die Kläranlagen eingetragen. Dort kann es zum Transfer von Resistenzgenen von medizinisch relevanten Bakterien auf Umweltbakterien kommen und dadurch ein genetische Pool an Antibiotikaresistenzen in der aquatischen Umwelt aufgebaut werden.

• Inhalte – Zusammenfassung des Wissens

zum Thema Antibiotika und AB-Resistenzen und Kläranlagen

• Masterarbeit– Literaturarbeit über die Erstellung

einer Reviewarbeit über das Vorkommen von Antibiotika und Antibiotikaresistenzenim Ablauf von Kläranlagen

Kontakt:Norbert Kreuzinger