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<div class="csl-entry">Munawar, E. (2014). <i>Modeling the degradable organic carbon in municipal solid waste landfills</i> [Dissertation, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2014.24576</div>
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dc.identifier.uri
https://doi.org/10.34726/hss.2014.24576
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http://hdl.handle.net/20.500.12708/5872
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Abweichender Titel laut Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
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Zsfassung in dt. Sprache
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Titel auf dem Einband: Modeling the transformation of degradable and refractory organic carbon in municipal solid waste landfills
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dc.description.abstract
Die Deponierung von Siedlungsabfällen stellt eine wichtige, durch den Abbau organischer Substanz bedingte Quelle von langfristigen Umweltbelastungen dar. Zahlreiche Autoren haben deshalb die Transformationen von Abfällen in Deponien zur Bestimmung zukünftiger Emissionen untersucht. Allerdings gibt es nur wenige Studien, in denen berücksichtigt wird, dass organische Kohlenstoffverbindungen unterschiedliche Persistenzen aufweisen. Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Modells zum Abbau organischen Kohlenstoffs in Siedlungsabfalldeponien unter Berücksichtigung unterschiedlicher Persistenz sowie von Deponieparametern wie Temperatur, pH Wert, Sickerwasserrezirkulierung und klimatischen Bedingungen. Der Modelansatz besteht in der Kombination eines diskontinuierlichen Reaktors mit einem Festbettreaktor. Die organische Substanz wird als feste Matrix behandelt, Gas- und Flüssigphase fließen im Gegenstrom durch den porösen Festkörper. Der Abbau der organischen Substanz wurde parallel für drei unterschiedlich refraktäre organische Kohlenstofffraktionen unter der Annahme von dreistufigen sequentiellen biochemischen Reaktionen (Acidogenese, Acetogenese, Methanogenese) modelliert. Alle biochemischen Reaktionsschritte und resultierenden chemischen Spezifizierungen wurden mit C++ und einem Windows Userinterface programmiert. Das Model wurde anhand von (i) fremden Daten und Resultaten eines Labordeponiesimulationsreaktors, sowie (ii) eigenen Feldmessdaten der Deponie Breitenau validiert und optimiert. Die Resultate der Modellierung stimmten mit denjenigen aus Experiment und Feld recht gut überein: In den ersten 17 Jahren wurden 100% des leicht abbaubaren Kohlenstoffs, 3.5% des schwerer abbaubaren Kohlenstoffs sowie kein persistenter Kohlenstoff abgebaut. Die Modellsensitivität bezüglich Einflussgrößen des Abbaus wurde anhand verschiedener Simulationen ermittelt. Innerhalb der geprüften Intervalle hatte die Temperatur im Deponiekörper den größeren Einfluss auf den Abbau organischer Substanz als der pH Wert oder die Sickerwasserrezirkulation. Die Modellierungsergebnisse erlauben Schlussfolgerungen für den Deponiebetrieb hinsichtlich Gestaltung und Verkürzung der kostspieligen Nachsorge.
de
dc.description.abstract
Landfilling of municipal solid waste (MSW) represents an important source of long-term emissions due to the degradation of organic matter. Hence, numerous generic studies have been carried out to explore the transformation of landfilled wastes for assessing future environmental loadings. However, specific investigations into the behavior of organic carbon, taking into account the substantial variability in persistence to degradation, are rare. Thus, the objective of this study was to develop a model for the degradation of organic carbon in MSW landfills, taking into account different refractory levels of organic matter as well as landfill parameters such as temperature, pH, leachate recirculation, and climatic conditions. In order to create a suitable model, two approaches based on the batch reactor and the packed bed reactor principles were combined. The solid organic matter was assumed as a fixed-state matrix, while the gas and liquid phases were considered counter-current flows through the solid matrix. The degradation of organic matter was modelled in parallel for three differently degradable organic carbon fractions, assuming sequential three-stage biochemical reactions (acidogenesis, acetogenesis, and methanogenesis). All biochemical reaction steps and species were encoded using a C++ object oriented program under a Windows user interface. The model was tested and improved by employing (i) data and results from an existing laboratory landfill simulation reactor, and (ii) field data from the Breitenau land-fill. Modelling and field results corresponded reasonably well: Of the readily degradable organic carbon, about 100% are degraded during the first 17 years, while of the slowly degradable only 3.5%, and none of the refractory carbon are transformed. Several simulations were performed to analyze the model sensitivity with regards to parameters influencing the degradation. It appears that within the boundaries of this study, landfill body temperature has a more profound effect on the degradation of organic matter than pH or leachate recirculation. The modeling results allow conclusions about operation and management of landfills with regard to shortening the expensive landfill after care.
en
dc.language
English
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dc.language.iso
en
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dc.rights.uri
http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
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dc.subject
Modellbildung
de
dc.subject
organischer Kohlenstoff
de
dc.subject
Deponierung
de
dc.subject
Persistenz
de
dc.subject
Nachsorge
de
dc.subject
biologischer Abbau
de
dc.subject
Modelling
en
dc.subject
organic carbon
en
dc.subject
landfilling
en
dc.subject
persistent
en
dc.subject
after care
en
dc.subject
biochemical degradation
en
dc.title
Modeling the degradable organic carbon in municipal solid waste landfills
en
dc.title.alternative
Modellierung des biochemischen Abbaus des organischen Kohlenstoffs in Siedlungsabfalldeponien
de
dc.type
Thesis
en
dc.type
Hochschulschrift
de
dc.rights.license
In Copyright
en
dc.rights.license
Urheberrechtsschutz
de
dc.identifier.doi
10.34726/hss.2014.24576
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dc.contributor.affiliation
TU Wien, Österreich
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dc.rights.holder
Edi Munawar
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tuw.version
vor
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tuw.thesisinformation
Technische Universität Wien
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dc.contributor.assistant
Lorber, Karl-Erich
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tuw.publication.orgunit
E226 - Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft
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dc.type.qualificationlevel
Doctoral
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dc.identifier.libraryid
AC11624371
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dc.description.numberOfPages
243
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dc.identifier.urn
urn:nbn:at:at-ubtuw:1-68432
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dc.thesistype
Dissertation
de
dc.thesistype
Dissertation
en
dc.rights.identifier
In Copyright
en
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Urheberrechtsschutz
de
tuw.advisor.staffStatus
staff
-
tuw.assistant.staffStatus
staff
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item.fulltext
with Fulltext
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Publications
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http://purl.org/coar/resource_type/c_db06
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en
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item.openaccessfulltext
Open Access
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doctoral thesis
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open
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crisitem.author.dept
E226 - Institut für Wassergüte und Ressourcenmanagement