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Aufbereitung von Molkereiprozesswasser zur Wasserlinsenkultivierung
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Laurin, Bonell
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
- Dr. Kristin Kerst
Weitere Betreuer
M.Sc. Marko Dietz (Carbon Clouds GmbH)
Abstract
Wasserlinsengewächse (Lemnaecea) gehören zu den schnellst wachsenden Pflanzen der Welt. Durch vegetative Vermehrung, können sie unter optimalen Kultivierungsbedingungen ihre Biomasse in teilweise weniger als 48 Stunden verdoppeln. Wird die produzierte Biomasse kontinuierlich geerntet, können hohe Mengen an Stickstoff und Phosphor, welche für das Wachstum notwendig sind, aus dem umgebenden wässrigen Medium entfernt werden. Die nährstoffreiche Biomasse kann nach entsprechender Aufbereitung als Nahrungsmittel oder vielseitiger Rohstoff verwendet werden. Diese Eigenschaften machen Wasserlinsengewächse für die biologische Behandlung von Abwässern lebensmittelverarbeitender Betriebe besonders attraktiv.
In dieser Arbeit wurde das Abwasser, an ausgewählten Stellen der Kläranlage einer Molkerei, auf die Eignung als Kultivierungsmedium für die „Kleine Wasserlinse“ (Lemna minor) untersucht. Basierend auf Fachliteratur und der Auswertung von Wachstumsversuchen, konnte die Zusammensetzung eines „optimalen“ Nährmediums bestimmt werden. Die Analyse der Abwasserströme ergab, dass das Abwasser auf Grund der zu hohen Natrium- und
teilweise zu hohen Chloridkonzentrationen an keiner der untersuchten Stellen ohne vorherige Aufbereitung für die Wasserlinsenkultivierung verwendbar ist. Die Aufbereitungsverfahren, Nanofiltration, Ionenaustauscher, Membran-Kapazitive-Deionisation, anaerob Membranbioreaktor sowie die Abwasserverdünnung in Kombination mit einer Vorwärtsosmose wurden konzeptionell auf ihre Eignung geprüft. Die Untersuchungen
ergaben, dass für die selektive Entfernung von Natrium und Chlorid keines der untersuchten Verfahren geeignet war. Das einzige Konzept zur Aufbereitung des Molkereiabwassers als Nährmedium für die Kultivierung von Lemna minor besteht in der Mischung. Dafür wurden
die Anforderungen eines Mischmediums bestimmt.
In dieser Arbeit wurde das Abwasser, an ausgewählten Stellen der Kläranlage einer Molkerei, auf die Eignung als Kultivierungsmedium für die „Kleine Wasserlinse“ (Lemna minor) untersucht. Basierend auf Fachliteratur und der Auswertung von Wachstumsversuchen, konnte die Zusammensetzung eines „optimalen“ Nährmediums bestimmt werden. Die Analyse der Abwasserströme ergab, dass das Abwasser auf Grund der zu hohen Natrium- und
teilweise zu hohen Chloridkonzentrationen an keiner der untersuchten Stellen ohne vorherige Aufbereitung für die Wasserlinsenkultivierung verwendbar ist. Die Aufbereitungsverfahren, Nanofiltration, Ionenaustauscher, Membran-Kapazitive-Deionisation, anaerob Membranbioreaktor sowie die Abwasserverdünnung in Kombination mit einer Vorwärtsosmose wurden konzeptionell auf ihre Eignung geprüft. Die Untersuchungen
ergaben, dass für die selektive Entfernung von Natrium und Chlorid keines der untersuchten Verfahren geeignet war. Das einzige Konzept zur Aufbereitung des Molkereiabwassers als Nährmedium für die Kultivierung von Lemna minor besteht in der Mischung. Dafür wurden
die Anforderungen eines Mischmediums bestimmt.
Zugeordnete Forschungsschwerpunkte
- Membranverfahren der Trink- und Prozesswasseraufbereitung und Abwasserbehandlung
Schlagwörter
Wasserlinsen, Lemna minor, Nährmedium, Molkerei, Abwasser, Nanofiltration, Ionenaustauscher, Membran-Kapazitive-Deionisation, anaerob Membranbioreaktor, Vorwärtsosmose, Mischung
Berichtsjahr
2020