Anaerob szennyvíziszap stabilizáció hatékonyság növelése / Efficiency enhancement of the wastewater sudgedigestion process

Erre a témakiírásra nem lehet jelentkezni.
Nyilvántartási szám: 
22/01
Témavezető neve: 
Témavezető e-mail címe:
patziger.miklos@emk.bme.hu
A témavezető teljes publikációs listája az MTMT-ben:
A téma rövid leírása, a kidolgozandó feladat részletezése: 
Tématerület: szennyvíztisztítás
 
Az anaerob iszapstabilizáció a szennyvíztisztítás során alkalmazott iszapkezelés kulcsfontosságú eleme. Az iszap bioaktivitásának megszűntetése mellett fontos feladata a biogáz termelés. A nagy szennyvíztisztító telepeken a biogázt elektromos energiává alakítják, amely segítségével a telep energiaigényének jelentős részét fedezik. A hatékony rothasztás ezért mind a szennyvíztisztítás, mind pedig a szennyvíztisztító telepek energiagazdálkodás szempontjából fontos.
 
A doktori értekezés célkitűzése azon főbb tényezők, folyamatok feltárása, amik az anaerob iszapstabilizáció és biogáz termelés hatékonyságát befolyásolják. Ezen folyamatok számszerűsítése mérésekkel és számításokkal egy nagyvárosi szennyvíztisztító telep reprezentatív kialakítású iszaprothasztójának példáján. 
 
Az elvárt eredmény innovatív és tudományosan újszerű megoldások koncepcionális kidolgozása, amely az anaerob iszapstabilizáció hatékonyságát növelik, ezek megfogalmazása tézisekben, nemzetközi publikációja és tudomány eszköztárával történő alátámasztása.
 
 
A jelölt kutatási feladatai a következők:
 
    1. Az anaerob iszapstabilzáció folyamatának és hatástényezőinek feltárása, megismerése.
    2. Az anaerob iszapstabilizáció nemeztközi szakirodalmának áttanulmányozása, a stabilizáció és biogáz termelés hatékonysággal kapcsolatban a tudomány mai állásának a rögzítése. 
    3. A kutatási munka pontos célkitűzéseinek a megadása a 2. pontban feltárt kutatási szükségigények szerint.
    4. Nagyüzemi vizsgálatok elvégzésére alkalmas szennyvíztisztító telep kiválasztása és ismertetése.
    5. A vizsgálatok – mérések, modellvizsgálatok – módszertanának kifejlesztése, leírása.
    6. A vizsgálatok elvégzése, a vizsgálati eredmények nemzetközi publikációja
    7. A tudományos újszerűségek tézisszerű ismertetése.
 
***
 
Field: Wastewater and sludge treatment
 
The anaerobic digestion of wastewater sludge is one of the key elements of the wastewater treatment process. The roles of the anaerobic sludgedigestion are to eliminate the biological active components and to produce digester gas as an important byproduct. From digester gas electricity is produced, which covers a major part of the energy demand of a wastewater treatment plant.
Therefore, the efficiency of the digestion process is an important factor in the energy balance of wastewater treatment plants.
 
The goal of this PhD topic is to detect the influencing factors of the efficiency of the anaerobic sludge digestion process and digester gas production, the quantification of these processes by measurements and computations a digester system of a large wastewater treatment plant, which is representative for the major part of the digesters. 
 
The outcome of the research is to elaborate novel and innovative scientific results with respect to the efficiency enhancement of the digestion process.
 
Research tasks:
 
    1. Studiing the basics of the anaerobic sludge digestion.
    2. Describing the state-of -the – art knowledge in the field.
    3. Defining exact research goals derived from the state-of-the-art knowledge.
    4. Choosing a suitable wastewater treatment plant for „in situ” studies
    5. Development and description of the research methods apllied – measurements and modelling.
    6. Carriing out the investagations described about, publication of the results on international level.
    7. Description of scientific novelties in form of theses.
 

 

A téma meghatározó irodalma: 
1.I.  Volschan Jr. R. de Almeida M. C. Cammarota: A review of sludge pretreatment methods and co-digestion to boost biogas production and energyself-sufficiency in wastewater treatmentplants
2.Tawanda Kunatsa, Xiao Xia "A review on anaerobic digestion with focus on the role of biomass co-digestion, modelling and optimisation on biogas production and enhancement" Bioresource Technology12 November 2021. Volume 344, Part B (Coverdate: January 2022)Article 126311
3.Paul D. Jensen; Sergi Astals;  XueBai; Ludwika Nieradzik, Peter Wardrop, Damien J. Batstone, William P. Clarke: Established full-scale applications for energy recovery from water: anaerobic digestion” book: Resource Recovery from Water: Principles and Application pp. 99-139, IWA publishing 2022
4.Dong Zhang; Xiaoshuai Li; ShutingJia; LinglingDai; JianfuZhao; Yinguang Chen; XiaohuDai „A review: factors affecting excess sludge anaerobic digestion for volatile fatty acids production ”Water Sci. Technol. (2015) 72 (5): 678–688.
5.P. Jenicek; J. Kutil; O. Benes; V. Todt; J. Zabranska; M. Dohanyos „Energy self-sufficient sewage wastewater treatment plants: is optimized anaerobic sludge digestion the key? Water Sci Technol (2013) 68 (8): 1739–1744.

 

A téma hazai és nemzetközi folyóiratai: 
1.Water research, Elsevierpublishing
2.Water Science and Technology, IWA publishing
3.Chemical Engineering Research and Design, Elsevierpublishing
4.ASCE Journal of EnvironmentalEngineering, ASCE
5.Vízmű Panoráma, MAVÍZ
A témavezető utóbbi tíz évben megjelent 5 legfontosabb publikációja: 
1. M. Patziger, H. Kainz, M. Hunze, J. Józsa “Influence of Secondary Settling Tank Performance on Suspended Solids Mass Balance in Activated Sludge Systems,” WATER RESEARCH, vol. 46, no. 7, pp. 2415–2424, 2012.
2. M. Patziger, “Computational fluid dynamics investigation of shallow circular secondary settling tanks: Inlet geometry and performance indicators,” CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN, vol. 112, pp. 122–131, 2016
3. M. Patziger and K. Kiss, “Analysis of suspended solids transport processes in primary settling tanks,” WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 72, no. 1, pp. 1–9, 2015
4. Patziger M. „Efficiency and Development Strategies of Medium–Sized Wastewater Treatment Plants in Central and Eastern Europe: Results of a Long-Term Investigation Program in Hungary” JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING 143 : 6 Paper: 04017008 (2017)
5. Patziger M. Improving wastewater treatment plant performance by applying CFD models for design and operation: selected case studies WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY (2021) 84 (2): 323–332.
A témavezető fenti folyóiratokban megjelent 5 közleménye: 
1. M. Patziger, H. Kainz, M. Hunze, J. Józsa “Influence of Secondary Settling Tank Performance on Suspended Solids Mass Balance in Activated Sludge Systems,” WATER RESEARCH, vol. 46, no. 7, pp. 2415–2424, 2012.
2. M. Patziger, “Computational fluid dynamics investigation of shallow circular secondary settling tanks: Inlet geometry and performance indicators,” CHEMICAL ENGINEERING RESEARCH AND DESIGN, vol. 112, pp. 122–131, 2016
3. M. Patziger and K. Kiss, “Analysis of suspended solids transport processes in primary settling tanks,” WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 72, no. 1, pp. 1–9, 2015
4. M. Patziger and K. Kiss, “Analysis of suspended solids transport processes in primary settling tanks,” WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY, vol. 72, no. 1, pp.
5. Patziger M. „Efficiency and Development Strategies of Medium–Sized Wastewater Treatment Plants in Central and Eastern Europe: Results of a Long-Term Investigation Program in Hungary” JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ENGINEERING 143 : 6 Paper: 04017008 (2017)

A témavezető eddigi doktoranduszai

Madarász Emese (2016/2019/)
Kiss Katalin (2012/2015/)
Státusz: 
elfogadott