Strategies for enhanced deammonification performance and reduced nitrous oxide emissions

Abstract

Deammonification's performance and associated nitrous oxide emissions (NO) depend on operational conditions. While studies have investigated factors for high performances and low emissions separately, this study investigated optimizing deammonification performance while simultaneously reducing NO emissions. Using a design of experiment (DoE) method, two models were developed for the prediction of the nitrogen removal rate and NO emissions during single-stage deammonification considering three operational factors (i.e., pH value, feeding and aeration strategy). The emission factor varied between 0.7±0.5% and 4.1±1.2% at different DoE-conditions. The nitrogen removal rate was predicted to be maximized at settings of pH 7.46, intermittent feeding and aeration. Conversely, emissions were predicted to be minimized at the design edges at pH 7.80, single feeding, and continuous aeration. Results suggested a weak positive correlation between the nitrogen removal rate and NO emissions, thus, a single optimizing operational set-point for maximized performance and minimized emissions did not exist.

N2O‐Vermeidung bei der Behandlung hoch stickstoffreicher Abwässer

“…Es wurde eine Biomassenkonzentration von 1,4 g L -1 (abfiltrierbare Stoffe) eingestellt. Gegenüber dem permanenten Anstieg der N 2 O-Konzentrationen während der anoxischen Mischzeit bei der Nitritation zeigten bereits vorangegangene Untersuchungen [11]…”

“…Gegenüber dem permanenten Anstieg der N 2 O‐Konzentrationen während der anoxischen Mischzeit bei der Nitritation zeigten bereits vorangegangene Untersuchungen eine komplette N 2 O‐Reduktion nach nur 18 min bei einer Hochlast‐Deammonifikation nach 30 Wochen Betrieb.…”

“…Zur Deammonifikation wurden am Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft der Technischen Universität München seit dem Jahr 2009 Erfahrungen mit dem Betrieb verschiedener Pilotanlagen mit Reaktorvolumina von 32 bis 150 L gesammelt. In mehreren Untersuchungen , zur Behandlung von Zentraten aus der Vergärung, mit NH 4 ‐N‐Konzentrationen von ∼1,4 g L −1 , wurden seit dem Jahr 2015 N 2 O‐Konzentrationen in Reaktoren und in der Abluft gemessen. Ziel dieser hier beschriebenen Untersuchung aus dem Jahr 2018 war die Bewertung der N 2 O‐Emissionen verschiedener Verfahren sowie die Gegenüberstellung der gewonnenen Ergebnisse mit vorangegangenen und aktuellen Messungen an Pilot‐ und Praxisanlagen.…”

Combining numerical simulation with response surface modelling for optimization of reject water partial nitritation/anammox in moving bed biofilm reactor

“…Response surface method has been applied to the optimization of water and wastewater treatment processes [7][8][9][10]. RSM method has been also utilized to optimize the selected parameters of partial nitritation and/or anammox processes [11][12][13][14][15]. All of those studies were fully empirical and/or included not more than three independent variables.…”

Anaerobic co-digestion: micro to full-scale

“…upgrading blowers, diffusers) [242]; or iii) implementing less energy intensive technologies (e.g. biofilter, biodrying, deammonification) [243,244]. On-site power production can be increased by: i) optimising existing anaerobic digestion processes [245], ii) employing anaerobic co-digestion [246]; iii) upgrading combined heat and power units (CHPUs); or iv) installing other on-site renewable energy technologies such as solar panels and wind turbines [120,237].…”