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

EEM (Excitation-emission-matrix) Fluoreszenz-Spektroskopie ist ein im ForschungsbereichTrinkwassersmonitoring etabliertes Verfahren. Die Anwendung in Gewässern ist bisher aber sehrbeschränkt und bietet erhebliches Innovationspotential. Im Rahmen der Masterarbeit wird diese Technik inder Fallstudie Neusiedlersee verwendet und getestet.Ziel ist, charakteristischen EEM-Fingerprints für Seesedimenten zu identifizieren, die eine wesentlicheUnterstützung 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 unterschiedlichen

Umgebungsparametern

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

Klärschlammverbrennungskapazitäten und -potential in Österreich mit Hinblick auf Phosphor (P) - Rückgewinnung aus Klärschlamm• 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 wird ein Anteil von 40% der Klärschlämme in Österreich verbrannt. Nur ein geringer Teil geht in die Mono-verbrennung.

• Die derzeitigen Kapazitäten zur Verbrennung von Klärschlamm sollen abgeschätzt werden und zukünftige Verbrennungs-szenarien in Hinblick auf eine P-Verwertung analysiert werden

• Inhalt:Basierend auf Methoden der Stoffflussanalyse:− Literatur- und Datensuche zur derzeitigem Verbrennungsstand in

Österreich− Festlegung und Bearbeitung von Szenarien für eine optimierte

P-Rückgewinnung

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

Entwässerbarkeit von Klärschlamm in Abhängigkeit von mineralischen Zuschlagstoffen

• Kosten für die Entsorgung von Schlamm ist ein großer Posten im Budget von KA• Reduktion des Wasseranteils im Schlamm → Einsparung von Kosten• Bringt die Zugabe von mineralischen Zuschlagstoffen eine Verbesserung der

Entwässerbarkeit? Wenn ja, in welchem Ausmaß?• Inhalt:

− Hohe Praxisrelevanz – es handelt sich nicht um eine reine theoretische Arbeit, sondern um eine reale Fragestellung der Kläranlage Mittleres Pittental

− Untersuchung der Entwässerbarkeit des Klärschlammes ohne Zugabe von mineralischen Zuschlagstoffen

− Zugabe von Gesteinsmehl in veränderlichen Mengen unter Beobachtung der Entwässerbarkeit des Schlammes auf der KA

− Bestimmung der Trockensubstanz und des Glühverlustes im Labor der TU Wien− Gegenüberstellung der Ausgaben für Zuschlagstoffe mit der berechneten

möglichen Einsparung durch die verbesserte Entwässerbarkeit (Wirtschaftlichkeitsbetrachtung)

− Gegenüberstellung der Ergebnisse mit Daten aus der Literatur

Kontakt:Thomas Baumgartner tbaumgartner@iwag.tuwien.ac.at

Trübwasserbehandlung via Nitrifikation/Nitritation – der Einfluss der Temperatur auf den Betrieb

• Bei der Faulung mit hoher Trockensubstanz kommt es zum Anfall von Trübwasser mit hoher Stickstoffkonzentration und Temperatur

• Die biologische Behandlung des Trübwassers erfolgt in einem eigenen Becken• Die Umwandlung des Stickstoffs erfolgt durch Nitrifikation bzw. Nitritation• Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Stabilität des biologischen

Prozesses?• Inhalt:

− Temperatur, Schlammalter, hohe N-Konzentrationen usw. stellen Hemmfaktoren für gewisse Bakteriengruppen dar

− Bei gleichbleibenden Randbedingungen soll das Einfahren und der Betrieb einer Trübwasserbehandlung bei unterschiedlichen Temperaturen untersucht werden

− Aufbau und Betrieb einer Laborversuchsanlage− Entwicklung eines Programms zur automatisierten Anlagensteuerung− Mitlaufende Laboranalytik zur Überwachung des biologischen Prozesses− Darstellung des Zusammenhangs Hemmung – Temperatur− Vergleichende Gegenüberstellung mit Daten aus der LiteraturKontakt:Thomas Baumgartner tbaumgartner@iwag.tuwien.ac.at

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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

Laborversuche mit beladener Aktivkohle

• Aktivkohle wird bei der weitergehenden Abwasserreinigung zur Entfernung von Spurenstoffen (z.B. Pharmazeutika) eingesetzt. Die Anwendung erfolgt z.B. in granulierter Form (GAK) in Druckfiltern.

• Mit steigender Filterlaufzeit sinkt das Adsorptionsvermögen der Aktivkohle; mittels Laborversuchen soll das Restadsorptionsvermögen von beladener Aktivkohle untersucht werden.

Kontakt:Julia Haslingerjhaslinger@iwag.tuwien.ac.at

Inhalt:- Durchführung von Laborversuchen

(Becherglasversuche mit beladener Aktivkohle mit unterschiedlichen Aktivkohlemengen)

- Erstellung und Interpretation von Adsorptionsisothermen zur Charakterisierung der Restadsorptionskapazität

Rapid-Small-Scale-Column-Tests (RSSCT)

• Aktivkohle wird bei der weitergehenden Abwasserreinigung zur Entfernung von Spurenstoffen (z.B. Pharmazeutika) eingesetzt.

• Großtechnische Aktivkohlefilter laufen mehrere Monate bis zur vollständigen Beladung.

• Mittels Schnellversuchen im Labor können Durchbruchskurven in kürzerer Zeit ermittelt werden.

• Inhalt:

Kontakt:Julia Haslingerjhaslinger@iwag.tuwien.ac.at

- Methodenentwicklung- Durchführung von Laborversuchen

(Betrieb von vier Filtersäulen mit unterschiedlichen Versuchsmedien)

- Charakterisierung des Durchbruchverhaltens

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:Julia Haslingerjhaslinger@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

PhosFate – Phosphorus Fate

• Räumlich hochaufgelösteModellierung vonPhosphoremissionenin die Gewässer

• Anwendung des Modellsauf ein Einzugsgebiet inOberösterreich

• Untersuchung der Auswirkungenunterschiedlicher Modellauflösungenauf die Ergebnisse Kontakt:

Gerold Hepp

Auswirkungen unterschiedlicher Methoden der Basisabflussermittlung auf Nährstoffemissionen

• Höhe des Basis-abflusses bestimmtHöhe des Ober-flächenabflusses

• Vergleich unter-schiedlicherBerechnungsmethoden und ihrer Auswirkungenauf den Eintragspfad Oberflächenabfluss

• Verwendetes Modell: MONERIS Kontakt:Gerold Hepp

Abwasserreinigung mit aerob granuliertem Schlamm

• Aerob granulierter Schlamm besitzt gegenüber flockigem Belebtschlamm eine deutlich kompaktere Struktur und besseres Absetzverhalten.

• Die guten Absetzeigenschaften reduzieren dabei das erforderliche Volumen für die Nachklärung (verringerter Platzbedarf, Kosten).

• Granula sind zur simultanen Stickstoffentfernung und biologischen Phosphatentfernung fähig.

• Inhalt:− Literaturstudie zur Abwasserreinigung mit aerob granuliertem Schlamm − Untersuchungen zur Reinigungsleistung, Struktur und Absetzverhalten − Betreuung der Laborversuche, Beprobung− Auswertung und Interpretation der Daten

Kontakt:Lydia Jahn ljahn@iwag.tuwien.ac.at

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

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 Charaktisierungdes 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

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:Vanessa Parravicini, vparravi@iwag.tuwien.ac.at

Phosphorfraktionierung

Untersuchung von Sedimentproben aus dem Inn Bestimmung des Phosphorgehaltes und der vorliegenden

Phosphorverbindungen im Sediment Selbstständiges Arbeiten im Labor nach Einweisung in

das Analyseverfahren

Kontakt:Helene Trautvetter

htrautvetter@iwag.tuwien.ac.at

EEM Fluoreszenz-Spektroskopie für eine innovative und schnelle Charakterisierung von SeesedimentenKlärschlammverbrennungskapazitäten und -potential in Österreich mit Hinblick auf Phosphor (P) - Rückgewinnung aus KlärschlammEntwässerbarkeit von Klärschlamm in Abhängigkeit von mineralischen ZuschlagstoffenTrübwasserbehandlung via Nitrifikation/Nitritation – der Einfluss der Temperatur auf den BetriebPrototypenentwicklung – Automatisierte KapillarelektrophoreseLaborversuche mit beladener AktivkohleRapid-Small-Scale-Column-Tests (RSSCT)Laborversuche mit einem Membran-Adsorptions-RohrmodulPhosFate – Phosphorus FateAuswirkungen unterschiedlicher Methoden der Basisabflussermittlung auf NährstoffemissionenAbwasserreinigung mit aerob granuliertem SchlammBedeutung von Kläranlagen für die Thematik der Antibiotikaresistenzen – ein ReviewAuftreten mikroskopischer Leitorganismen �im Belebtschlamm von KläranlagenAdsorptions- und Desorptionseigenschaften von MikroplastikBetriebliche Einflussfaktoren auf die Lachgasemission bei der biologischen AbwasserreinigungLebenzyklusanalyse (LCA) des Baues einer kommunalen Kläranlage Upgrade eines konventionellen Belebungsbeckens zu einem Moving-Bed-Biofilm-ReaktorPhosphorfraktionierung