is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara)

Háskóli Íslands > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/44628

Titill: 
  • Titill er á ensku Gravity-driven membrane filtration of wastewaters for nutrient recovery in hydroponic systems
  • Þyngdaraflsdrifin himnusíun skólpvatns fyrir endurheimtun næringarefna til að nýta í vatnsræktunarkerfum
Námsstig: 
  • Meistara
Leiðbeinandi: 
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    This study investigated a combined gravity-driven membrane (GDM) filtration system and hydroponic system for treatment and nutrient recovery of municipal (MW) and aquaculture (AW) wastewaters to meet safe discharge standards and grow vegetables (lemon basil and lambs lettuce). The effects of various operation conditions (intermittent membrane relaxation+air sparging at 1 L/min versus 2 L/min in MW GDM filtration, microfiltration (MF) versus ultrafiltration (UF) in AW GDM filtration, batch versus flow-through hydroponic setup, and continuous versus fluctuating nutrient supply in the hydroponic system) were evaluated in terms of membrane performance, water quality, plant growth, and heavy metal uptakes. The results indicated that: (1) doubling air sparging flowrate resulted in a 50% reduction of irreversible fouling resistance, but did not contribute to alleviate the total fouling resistance; (2) cake layer fouling was predominant during UF of AW, but the
    predominance during MF of AW was irreversible fouling, due to small-sized components in AW; (3) batch hydroponic setup showed the highest vegetable production with 90% TN and 65% TP removals; (4) a shift in nutrient levels and setup configuration in hydroponic system could impact plant growth (primarily plant height and leaf length), however, the plant growth pattern was more significantly influenced by the conditions in the early stages of plant growth; (5) the plants in hydroponic system with the GDM-treated MW permeate had comparable growth as those with the commercial fertilizer, but the plants with the AW permeate grew slowly due to lack of nutrients. Further nutrient concentrating during AW treatment and optimization of hydroponic system was therefore needed; (6) High levels of Mo, Se, V, Mn, and Ni were found in MW and AW permeate-grown plants, however, the targeted hazard quotient (THQ) values of these heavy metals in the edible part (stem and leaves) revealed that they did not pose long-term health risk.

  • Í þessari ritgerð var rannsakað tvöfalt kerfi sem samanstendur af þyngdaraflsdrifnri himnu (GDM) síunarkerfi og vatnsræktunarkerfi til að meðhöndla og endurheimta næringarefni úr skólpvatni sveitarfélaga (MW) og vatnsræktunar (AW). Það var gert til að uppfylla losunarstaðla ásamt ræktun grænmetis (sítrónubasil og lambasalat). Áhrif ýmissa rekstrar aðstæðna (tímabundin stöðvun himnunar ásamt lofthreinsun við 1 á móti 2 l/mín í MW GDM síun, míkrósíun (MF) á móti ofursíun (UF) í AW GDM síun; lotubundið eða stöðugt flæði vatnsræktunaruppsetningu og síðan stöðugu eða lotubundnu næringarefnaframboði í vatnsræktunarkerfinu) voru metin með tilliti til afköstum himnunar, vatnsgæða, vaxtar plantnanna og ásamt getu þeirra til upptöku þungmálma. Niðurstöðurnar gáfu til kynna að: (1) við það að tvöfalda loftstrauminn leiddi til 50% minnkunar á óafturkræfu stíflandi viðnámi, en það náði ekki að draga úr heildar viðnámi himnunar; (2) drulluköku-lagið var ríkjandi meðan á UF AW stóð yfir, en aftur á móti fyrir MF af AW var óafturkræf gróðursetning yfirgnæfandi, vegna smærri íhluta í AW; (3) lotukennd vatnsræktun gaf mestu grænmetisframleiðsluna með 90% hreinsun á heildar nitur (TN) og 65% hreinsun á heildar fosfór (TP); (4) breyting á magni næringarefna ásamt því að hafa öðruvísi vatnsræktunarkerfi gæti haft áhrif á vöxt plantnanna (aðallega hæð þeirra og lengd laufblaða), hins vegar hafði breytingar mest áhrif á vöxt plannanna á fyrstu stigum hennar; (5) plönturnar í vatnsræktunarkerfi með MW GDM-síaða vatnið höfðu sambærilegan vöxt og þær sem fengu hefðbundnan áburð, en plönturnar með AW síaða vatnið uxu hægar vegna skorts á næringarefnum. Því væri þörf á að bæta næringarefnum við AW hreinsun og frekari bestun á vatnsræktunarkerfinu; (6) Mikið magn af þungmálmun (Mo, Se, V, Mn og Ni) fannst í ræktuðu plöntunum fyrir bæði MW og AW hreinsun, aftur á móti, hnitmiðaða hættuhlutfallið (THQ) leiddi í ljós að þessir þungmálmar í æta hlutanum (stilkur og laufblöðin) leiddi í ljós að þeir ollu ekki hættu á heilsufari manna til lengri tíma litið.

Styrktaraðili: 
  • Veitur, Samherji, BMK Genetics
Samþykkt: 
  • 1.6.2023
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/44628


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Megan Wiegmann MS Thesis_Final.pdf2.95 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna
Enska_Skemman_yfirlysing_18.pdf190.84 kBLokaðurYfirlýsingPDF