Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorMæhlum, Trond
dc.contributor.advisorFøreid, Bente
dc.contributor.authorEnoksen, Anders Oxlund
dc.date.accessioned2019-10-08T11:21:26Z
dc.date.available2019-10-08T11:21:26Z
dc.date.issued2019
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/2620891
dc.description.abstractThe main objective of this thesis was to test methods for stabilizing of urine by nitrification so that the final product could be used as plant nutrient in urban areas without foul odors. The final product had to be stable when stored. It was desirable that the process minimized loss of nutrients, was robust and could be scaled up to different volumes. The experiments were performed on human urine with different concentrations and with laboratory-scale biofilm reactors. The trials were conducted for 131 consecutive days at a temperature of 15°C. Substrate dosage was controlled by pH set points of 6.2 and 6.5. Two types of reactors were tested; a Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) and a biofilter where the solution was looped and percolated over the biofilm. If stop or delay in nitrification occurred, inhibitors were identified. A variety of components are known to inhibit nitrification. The process parameters temperature, substrate concentration and pH determine the concentrations of these components. This thesis focuses on two components as main inhibitors of nitrification; ammonia and nitrous acid. In MBBR, 46 ± 5% of the nitrogen in the substrate was converted to nitrate at the end of the test period. A nitrate ammonium ratio of 1 ± 0.7 was achieved with a loss of 17 ± 17% nitrogen. In the biofilter, the degree of conversion was 35% and a nitrate ammonium ratio of 1.2 was achieved with a loss of 13% nitrogen. The final product for both reactors was a clear yellow solution without foul smell. The results indicate that values of 100 mg-N L-1 ammonia and 0.22 mg-N L-1 nitric acid may inhibit nitrification under the conditions in this experiment. This study shows that with stable process parameters, complete nitrification and stabilization of urine can be achieved when the process occurs within the values given for ammonia and nitrous acid. Furthermore, the processes that lead to a desired fertilizer product are sensitive and it can take up to several weeks to get the processes to work as desired. pH adjustment of substrate upon start-up, addition of nitrification culture to reactors and gradual increase of substrate concentration are all recommended to speed up the start-up period. The trials are continuing beyond the reporting for this master's thesis and optimal experimental conditions are not fully understood. Nevertheless, urine nitrification appears to be a suitable method for making an attractive fertilizer, but the method needs longer laboratory scale testing before scaling up.nb_NO
dc.description.abstractDenne oppgaven hadde som hovedmål å teste ut metoder for å stabilisere urin ved nitrifikasjon, slik at sluttproduktet kunne brukes som plantenæring i urbane områder uten sjenerende lukt. Sluttproduktet skulle også være lagringsstabilt. Det var ønskelig at prosessen minimaliserte tap av næringsstoff, var robust og kunne la seg skalere opp til ulike nivå. Forsøkene ble utført på human urin med ulik konsentrasjon og med biofilmreaktorer i laboratorieskala. Forsøkene, som pågikk sammenhengende over en periode på 131 dager ble utført ved 15°C. Dosering av substrat ble styrt av pH-settpunkt på 6,2 og 6,5. Det ble testet to typer reaktorer; en Moving Bed Biofilm Reactor (MBBR) og et biofilter hvor løsning gikk i sløyfe og perkolerte over biofilmen. Ved stans eller forsinkelser i nitrifikasjonen ble inhibitorer identifisert. En rekke komponenter er kjent å kunne inhibere nitrifikasjon. Prosessparameterne temperatur, substratkonsentrasjon og pH avgjorde mengden av disse komponentene. I oppgaven fokuseres det på to hovedkomponenter som inhibitorer av nitrifikasjonen; ammoniakk og salpetersyrling. For MBBR ble 46 ± 5% av nitrogenet i substratet konvertert til nitrat ved slutten av forsøksperioden. Et nitrat-ammonium forhold på 1 ± 0,7 ble oppnådd med et nitrogentap på 17 ± 17%. For biofilteret ble konverteringsgraden 35 % og et nitrat-ammoniumforhold på 1,2 oppnådd med et nitrogentap på 13 %. Sluttproduktet for begge reaktorene var en klar gul løsning uten vond lukt. Resultatene indikerer at verdier på 100 mg-N L -1 ammoniakk og 0.22 mg-N L-1 salpetersyrling kan virke inhiberende på nitrifikasjonen ved forholdene gitt i dette forøket. Undersøkelsen viser at ved å ha stabile prosessparameter kan en fullstendig nitrifikasjon og slik stabilisering av urin oppnås ved at prosessen foregår innenfor grenseverdiene for ammoniakk og salpetersyrling. Videre er prosessen som leder frem til et ønsket gjødselprodukt sensitive og det kan ta opptil flere uker å få prosessen til å forløpe som ønsket. pH-justering av substrat ved oppstart, tilsetning av nitrifikasjonskultur til reaktorer og gradvis økning av substratkonsentrasjon anbefales for å korte ned oppstartsperioden. Forsøkene pågår utover rapporteringen til denne masteroppgaven og optimale betingelser er ikke fult ut klarlagt. Likevel ser nitrifikasjon av urin ut til å være en egnet metode for å lage et attraktivt gjødselprodukt, men metoden trenger videre uttesting i laboratorieskala før oppskalering.nb_NO
dc.language.isonobnb_NO
dc.publisherNorwegian University of Life Sciences, Åsnb_NO
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/deed.no*
dc.subjectNitrifikasjonnb_NO
dc.subjectMoving Bed Biofilm Reactornb_NO
dc.subjectAmmoniakknb_NO
dc.subjectAmmoniumnb_NO
dc.subjectBiofilternb_NO
dc.subjectBiofolmnb_NO
dc.subjectNitrificationnb_NO
dc.subjectAmmonianb_NO
dc.titleBiologisk stabilisering av urin for produksjon av plantenæring : laboratorieundersøkelser av to ulike typer reaktorernb_NO
dc.title.alternativeBiological stabilization of urine for production of plant nutrition : laboratory studies of two different types of reactorsnb_NO
dc.typeMaster thesisnb_NO
dc.subject.nsiVDP::Teknologi: 500nb_NO
dc.source.pagenumber49nb_NO
dc.relation.projectEC/H2020/774233nb_NO
dc.description.localcodeM-VMnb_NO


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel

Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal
Med mindre annet er angitt, så er denne innførselen lisensiert som Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internasjonal