Abteilung Verfahrenstechnik

Abwasser

Wir befassen uns mit der Entwicklung, Dimensionierung und Optimierung von neuen und bestehenden Prozessen bei der zentralen und dezentralen Abwasserbehandlung sowie der Wasser- und Nährstoffwiederverwendung. Unser Ziel ist es mit unserem ingenieurtechnischen Wissen ganzheitliche und nachhaltige Konzepte für den Umgang mit Abwasser zu schaffen. Modellierungen helfen uns Zusammenhänge besser zu verstehen und Aussagen über die Wirkung von Massnahmen auf ein System zu machen. Um die Gewässerbelastung durch Mikroverunreinigungen zu reduzieren untersuchen wir Verfahren mit denen diese Stoffe im Ablauf von kommunalen

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Dr. Adriano JossTel. +41 58 765 5408E-Mail senden

Ausgewählte Projekte

ATHENE - Grundlagen zur biologischen Elimination von Mikroverunreinigungen - Entwicklung von neuen technischen Lösungen für die Abwasserbehandlung für den biologischen Abbau von Mikroverunreinigungen durch das Verständnis von enzymatischen Wegen und der Beurteilung der Entgiftung. Ein EU ERC Advanced Grant.

Reinvent the Toilet Challenge (RTTC) - Für weniger als fünf Rappen pro Tag und Person soll das neue Toilettenmodell eine menschenwürdige, hygienische, umweltfreundliche und auch wirtschaftlich interessante Sanitärversorgung sicherstellen. Ein von der Bill & Melinda Gates Stiftung finanziertes Projekt („Reinvent the Toilet Challenge“) in Partnerschaft mit dem Designstudio EOOS und der Makerere Universität in Uganda.

Neue Data Mining Methoden für Kläranlagen sollen entwickelt und bestehende adaptiert werden, um den Anlagebetreibern wertvolle Informationen zu liefern.

Abgeschlossene Projekte

  • NEPTUNE - Neue und nachhaltige Konzepte und Verfahren zur Optimierung und Verbesserung der kommunalen Abwasserbehandlung (Koordination). EU Projek.
  • N2O - Dynamik der Lachgasemissionen bei Nährstoffeliminationsanlagen.
  • Nitrations- / Anamoxprozess - Schlammwasserbehandlung mit dem Nitritations/Anammoxprozess.
  • Schlamminertisierung  - Schlamminertisierung mit Hochtemperaturpyrolyse.
  • Reaktive Tracer - Nutzung von reaktiven Tracern zur Validierung von 2 und 3 dimensionalen Strömungsmodellen (CFD) in der Wasseraufbereitung und Abwasserreinigung.
  • Strategie Micropoll - Massenflussanalyse, Modellstudie Schweiz, Ozonung Regensdorf, Pulveraktivkohle.
  • Aktivkohle - Aktivkohledosierung in den Zulauf zur Sandfiltration Kläranlage Kloten/Opfikon.
  • HydroNET - Flotation statt Sedimentation in der Vor- und Nachklärung - Modulanlagen für kleine und mittlere Kläranlagen.
  • Wärmerückgewinnung aus Abwasser - Die höhere Temperatur des Abwassers (im Vergleich zur Umgebungstemperatur) macht das Abwasser zu einer wertvollen Energiequelle.
  • Ozonung ARA Neugut, Dübendorf – Überwachung und Regelung der Ozonung zur Spurenstoffelimination mittels UV Absorbanzmessung.
  • Produktion eines Düngers aus Abwasser - Recycling von Stickstoff und Phosphor in der ARA Kloten/Opfikon über eine Kombination von Luftstripping und Urinbehandlung.
  • Nitrit - Nitritdynamik und Belüftungsregelung in Nährstoffeliminationsanalgen mit ionenselektiven Sensoren.
  • Membrane - Anwendung von Membranen in der kommunalen Abwasserreinigung.
  • POSEIDON - Verhalten von Arzneimitteln, Hormonen und Chemikalien für die persönliche Hygiene in der Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitun. EU Projek.
  • Messkampagnen - Eine Methode für die Analyse und den Entwurf von Routinemesskampagnen auf kommunalen Kläranlagen.
  • Faulwasser - Separate biologische Faulwasserbehandlung.
  • Membranverfahren - Konventionelle Belebtschlammanlage und Membranbelebungsanlage im Vergleich (Populationsdynamik und Kinetik der Nitrifikanten).
  • MSR-Konzepte - Umsetzung innovativer MSR-Konzepte in der Nährstoffelimination.
  • Schaum - Ursache und Bekämpfung von Schaum bei Belebungsanlagen.
  • Presstechnologie - Neue Presstechnologie zur verbesserten Klärschlammentwässerung.
  • EUROMBRA - Membran-Bioreaktor-Technologie mit der Perspektive einer weitergehenden kommunalen Abwasserbehandlung für Europa. EU Projekt.
  • RECLAIM WATER - Technologien zur Abwasseraufbereitung für eine anschliessende Wiederanreicherung im Grundwasser. EU Projek.

Ausgewählte Publikationen

Wagner, J.; Weissbrodt, D. G.; Manguin, V.; Ribeiro da Costa, R. H.; Morgenroth, E.; Derlon, N. (2015) Effect of particulate organic substrate on aerobic granulation and operating conditions of sequencing batch reactors, Water Research, 85, 158-166, doi:10.1016/j.watres.2015.08.030, Institutional Repository
Vannecke, T. P. W.; Wells, G.; Hubaux, N.; Morgenroth, E.; Volcke, E. I. P. (2015) Considering microbial and aggregate heterogeneity in biofilm reactor models: how far do we need to go?, Water Science and Technology, 72(10), 1692-1699, doi:10.2166/wst.2015.389, Institutional Repository
Thalmann, B.; Voegelin, A.; von Gunten, U.; Behra, R.; Morgenroth, E.; Kaegi, R. (2015) Effect of ozone treatment on nano-sized silver sulfide in wastewater effluent, Environmental Science and Technology, 49(18), 10911-10919, doi:10.1021/acs.est.5b02194, Institutional Repository
Schielke-Jenni, S.; Villez, K.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2015) Observability of anammox activity in single-stage nitritation/anammox reactors using mass balances, Environmental Science: Water Research and Technology, 1(4), 523-534, doi:10.1039/c5ew00045a, Institutional Repository
Ravndal, K. T.; Künzle, R.; Derlon, N.; Morgenroth, E. (2015) On-site treatment of used wash-water using biologically activated membrane bioreactors operated at different solids retention times, Journal of Water Sanitation and Hygiene for Development, 5(4), 544-552, doi:10.2166/washdev.2015.174, Institutional Repository
Laureni, M.; Weissbrodt, D. G.; Szivák, I.; Robin, O.; Nielsen, J. L.; Morgenroth, E.; Joss, A. (2015) Activity and growth of anammox biomass on aerobically pre-treated municipal wastewater, Water Research, 80, 325-336, doi:10.1016/j.watres.2015.04.026, Institutional Repository
Larsen, T. A.; Gebauer, H.; Gründl, H.; Künzle, R.; Lüthi, C.; Messmer, U.; Morgenroth, E.; Niwagaba, C. B.; Ranner, B. (2015) Blue Diversion: a new approach to sanitation in informal settlements, Journal of Water Sanitation and Hygiene for Development, 5(1), 64-71, doi:10.2166/washdev.2014.115, Institutional Repository
Künzle, R.; Pronk, W.; Morgenroth, E.; Larsen, T. A. (2015) An energy-efficient membrane bioreactor for on-site treatment and recovery of wastewater, Journal of Water Sanitation and Hygiene for Development, 5(3), 448-455, doi:10.2166/washdev.2015.116, Institutional Repository
Hubaux, N.; Wells, G.; Morgenroth, E. (2015) Impact of coexistence of flocs and biofilm on performance of combined nitritation-anammox granular sludge reactors, Water Research, 68, 127-139, doi:10.1016/j.watres.2014.09.036, Institutional Repository
Habermacher, J.; Benetti, A. D.; Derlon, N.; Morgenroth, E. (2015) The effect of different aeration conditions in activated sludge - side-stream system on sludge production, sludge degradation rates, active biomass and extracellular polymeric substances, Water Research, 85, 46-56, doi:10.1016/j.watres.2015.08.002, Institutional Repository
Eggen, R. I. L.; Hollender, J.; Joss, A.; Schärer, M.; Stamm, C. (2014) Reducing the discharge of micropollutants in the aquatic environment: the benefits of upgrading wastewater treatment plants, Environmental Science and Technology, 48(14), 7683-7689, doi:10.1021/es500907n, Institutional Repository
Dürrenmatt, D. J.; Wanner, O. (2014) A mathematical model to predict the effect of heat recovery on the wastewater temperature in sewers, Water Research, 48(1), 548-558, doi:10.1016/j.watres.2013.10.017, Institutional Repository
Jenni, S.; Vlaeminck, S. E.; Morgenroth, E.; Udert, K. M. (2014) Successful application of nitritation/anammox towastewater with elevated organic carbon to ammonia ratios, Water Research, 49, 316-326, doi:10.1016/j.watres.2013.10.073, Institutional Repository
Lackner, S.; Gilbert, E. M.; Vlaeminck, S. E.; Joss, A.; Horn, H.; van Loosdrecht, M. C. M. (2014) Full-scale partial nitritation/anammox experiences – an application survey, Water Research, 55, 292-303, doi:10.1016/j.watres.2014.02.032, Institutional Repository
Thalmann, B.; Voegelin, A.; Sinnet, B.; Morgenroth, E.; Kaegi, R. (2014) Sulfidation kinetics of silver nanoparticles reacted with metal sulfides, Environmental Science and Technology, 48(9), 4885-4892, doi:10.1021/es5003378, Institutional Repository
Derlon, N.; Koch, N.; Eugster, B.; Posch, T.; Pernthaler, J.; Pronk, W.; Morgenroth, E. (2013) Activity of metazoa governs biofilm structure formation and enhances permeate flux during Gravity-Driven Membrane (GDM) filtration, Water Research, 47(6), 2085-2095, doi:10.1016/j.watres.2013.01.033, Institutional Repository
Larsen, T. A.; Udert, K. M.; Lienert, J. (2013) Source separation and decentralization for wastewater management, 502 p, doi:10.2166/9781780401072, Institutional Repository
Wunderlin, P.; Siegrist, H.; Joss, A. (2013) Online N2O measurement: the next standard for controlling biological ammonia oxidation?, Environmental Science and Technology, 47(17), 9567-9568, doi:10.1021/es402971p, Institutional Repository
Boehler, M.; Zwickenpflug, B.; Hollender, J.; Ternes, T.; Joss, A.; Siegrist, H. (2012) Removal of micropollutants in municipal wastewater treatment plants by powder-activated carbon, Water Science and Technology, 66(10), 2115-2121, doi:10.2166/wst.2012.353, Institutional Repository
Derlon, N.; Peter-Varbanets, M.; Scheidegger, A.; Pronk, W.; Morgenroth, E. (2012) Predation influences the structure of biofilm developed on ultrafiltration membranes, Water Research, 46(10), 3323-3333, doi:10.1016/j.watres.2012.03.031, Institutional Repository
Dürrenmatt, D. J.; Gujer, W. (2012) Data-driven modeling approaches to support wastewater treatment plant operation, Environmental Modelling and Software, 30, 47-56, doi:10.1016/j.envsoft.2011.11.007, Institutional Repository
Wunderlin, P.; Mohn, J.; Joss, A.; Emmenegger, L.; Siegrist, H. (2012) Mechanisms of N2O production in biological wastewater treatment under nitrifying and denitrifying conditions, Water Research, 46(4), 1027-1037, doi:10.1016/j.watres.2011.11.080, Institutional Repository
Boltz, J. P.; Morgenroth, E.; Brockmann, D.; Bott, C.; Gellner, W. J.; Vanrolleghem, P. A. (2011) Systematic evaluation of biofilm models for engineering practice: components and critical assumptions, Water Science and Technology, 64(4), 930-944, doi:10.2166/wst.2011.709, Institutional Repository
Etter, B.; Tilley, E.; Khadka, R.; Udert, K. M. (2011) Low-cost struvite production using source-separated urine in Nepal, Water Research, 45(11), 852-862, doi:10.1016/j.watres.2010.10.007, Institutional Repository
Joss, A.; Derlon, N.; Cyprien, C.; Burger, S.; Szivak, I.; Traber, J.; Siegrist, H.; Morgenroth, E. (2011) Combined nitritation–anammox: advances in understanding process stability, Environmental Science and Technology, 45(22), 9735-9742, doi:10.1021/es202181v, Institutional Repository
Kaegi, R.; Voegelin, A.; Sinnet, B.; Zuleeg, S.; Hagendorfer, H.; Burkhardt, M.; Siegrist, H. (2011) Behavior of metallic silver nanoparticles in a pilot wastewater treatment plant, Environmental Science and Technology, 45(9), 3902-3908, doi:10.1021/es1041892, Institutional Repository
Joss, A.; Salzgeber, D.; Eugster, J.; König, R.; Rottermann, K.; Burger, S.; Fabijan, P.; Leumann, S.; Mohn, J.; Siegrist, H. (2009) Full-scale nitrogen removal from digester liquid with partial nitritation and anammox in one SBR, Environmental Science and Technology, 43(14), 5301-5306, doi:10.1021/es900107w, Institutional Repository
Kaelin, D.; Manser, R.; Rieger, L.; Eugster, J.; Rottermann, K.; Siegrist, H. (2009) Extension of ASM3 for two-step nitrification and denitrification and its calibration and validation with batch tests and pilot scale data, Water Research, 43(6), 1680-1692, doi:10.1016/j.watres.2008.12.039, Institutional Repository
Ort, C.; Hollender, J.; Schaerer, M.; Siegrist, H. (2009) Model-based evaluation of reduction strategies for micropollutants from wastewater treatment plants in complex river networks, Environmental Science and Technology, 43(9), 3214-3220, doi:10.1021/es802286v, Institutional Repository
Abegglen, C.; Joss, A.; McArdell, C. S.; Fink, G.; Schlüsener, M. P.; Ternes, T. A.; Siegrist, H. (2009) The fate of selected micropollutants in a single-house MBR, Water Research, 43(7), 2036-2046, doi:10.1016/j.watres.2009.02.005, Institutional Repository
Hollender, J.; Zimmermann, S. G.; Koepke, S.; Krauss, M.; McArdell, C. S.; Ort, C.; Singer, H.; von Gunten, U.; Siegrist, H. (2009) Elimination of organic micropollutants in a municipal wastewater treatment plant upgraded with a full-scale post-ozonation followed by sand filtration, Environmental Science and Technology, 43(20), 7862-7869, doi:10.1021/es9014629, Institutional Repository

Software

ASIM - (Activated Sludge SIMulation Program) ist eine Software, die erlaubt unterschiedlichste biologische Abwasserreinigungssysteme zu simulieren: Belebtschlammsysteme mit bis zu 12 Reaktoren in Serie (aerob, anoxisch, anaerob) mit unterschiedlichen Rezirkulationen und Regelkreisen, alternierend, intermittierend, Rührkessel, SBR und Chargenbetrieb.

TEMPEST - ist ein interaktives Simulationsprogramm zur Berechnung des Temperaturverlaufes und der -dynamik im Kanalisationssystem. Der Anwendungsbereich erstreckt sich von der einfachen Schätzung der stationären Änderung der Abwassertemperatur in einzelnen Haltungen bis zur Simulation von in Serie geschalteter Stränge mit seitlichen Zuflüssen