The production of both fresh water and waste streams are progressively increasing over the years due to ongoing population growth coupled with high levels of increase in water consumption. The ongoing growth of human activities, such as industry, recreation, and agriculture, are significantly contributing to the increase in both water demand and severity of degradation of natural water resources. The majority of the industrial wastewaters have a significant impact on the environment; some of which may pose a number of threats to human health and the surrounding environment. Thus, discharge of such waste streams into a surface water and/or groundwater presents a major source of water pollution in many countries. Therefore, these waste streams must be disposed of in an environmentally acceptable manner. The primary concern of the PhD thesis is to seek the most feasible and applicable freezing desalination technologies that are potentially capable to concentrate the dissolved ionic content of the liquid streams, especially for those causing severe pollution problems. Therefore, various forms of melt crystallisation processes, namely; agitated and static crystallisation processes, ice maker machines, a Sulzer falling film crystallisation process, the Sulzer suspension crystallisation process, and the Sulzer static crystallisation process, were experimentally used and investigated. The experimental investigations were carried out on the laboratory bench scale and/or straightforward pilot plant by using aqueous solutions of sodium chloride and/or process brines as feed samples. The study was focused on a number of important parameters influencing the separation performance of the investigated treatment systems. In general, the resulting experimental data for each innovative process were highly encouraging in minimising the volume of the waste stream, and substantially increasing the amount of product water. The obtained product water was ready for immediate use either as drinking water or as a saline water of near brackish water or seawater qualities. Also, relationships between the influences and the separation performance, in terms of salt rejection and water recovery ratios, were explored and determined for the investigated technologies. Based on the experimental results, the Sulzer melt crystallisation processes were scaled up and were combined into a commercial reverse osmosis membrane desalination plant. As a result, three novel treatment option configurations were proposed for minimising the waste stream, whilst increasing the production rate of drinking water and/or preserving a substantial amount of natural water resource from the RO plant's exploitation.

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Da die dielektrischen Eigenschaften eines jeden Materials, also auch von Fleisch, charakteristisch sind und von Faktoren wie beispielsweise dem Feuchtigkeitsgehalt und der chemischen Zusammensetzung sowie der physikalischen Struktur abhängig sind, gibt es bereits seit einigen Jahren verschiedene Forschungsansätze im Bereich der dielektrischen Messmethoden. Ein neu entwickeltes Messverfahren für die Be-stimmung der Qualitätsparameter Lagerdauer und eventuell erfolgter Gefrierprozesse bei Fisch basiert auf der dielektrischen Zeitbereichsreflektometrie. Die Klärung der Frage, in wie weit dieses Verfahren auch bei Frischfleisch angewendet werden kann, ist das Ziel der vorliegenden Dissertation. In Vorversuchen wurde zunächst die generelle Anwendbarkeit des Verfahrens im Fleischbereich anhand verschiedener Lager- und Gefrierversuche geprüft. Basierend auf diesen Ergebnissen gliederten sich die experimentellen Untersuchungen in fol-gende Abschnitte: Ermittlung der Lagerdauer von SB-verpackten Minutensteaks vom Schweinelachs (MAP) sowie von Hähnchenbrustfilets, Erkennung von Gefrierprozes-sen bei Hähnchenbrustfilets und Schweinelachsen, Gefrierlagerdauerbestimmung verschiedener Fleischsorten (Schweinelachs, Schweinebauch und Rinderbugstück) bei drei unterschiedlichen Gefriertemperaturen und Erkennung von Fremdwasserzu-sätzen bei Hähnchenbrustfilets. Die Vorversuche zeigten eine generelle Eignung des Verfahrens zur Untersuchung von Lagerzeiten und Gefrierprozessen bei Fleisch. Im Bereich der Lagerdauererkennung ist eine Anwendung, auch für SB-verpackte Produkte (in Schutzatmosphäre), denkbar, das Verfahren muss hier allerdings bezüg-lich der zu Grunde liegenden linearen Auswertungsmodelle noch optimiert werden (Kurvenanpassung notwendig). Ebenso konnten gute Ergebnisse in der Gefrierlager-dauerbestimmung erzielt werden, auffällig waren die Fleischsorten-übergreifend bes-seren Ergebnisse der Messungen an vor dem Einfrieren einige Tage gelagerten Pro-ben. Gute Ergebnisse erbrachten auch die Messungen bezüglich der Gefrierprozess-erkennung (Proben frisch, einmal-gefroren und doppelt-gefroren). Ein Einsatz des Verfahrens ist besonders im Geflügelfleischbereich denkbar und angesichts der ge-setzlichen Bestimmungen für Geflügelfleisch (keine Fleischzubereitungen aus gefro-rener und aufgetauter Ware) auch überaus wünschenswert. Die besten Ergebnisse lieferte das Verfahren bei der Fremdwassererkennung an Hähnchenbrustfilets, was auf Grund des starken Dipolcharakters von Wasser bei einem auf Dielektrizität beru-henden Messverfahren auch erklärbar ist. Selbst die zusätzlich mit Geflügelfleisch-Proteinhydrolysatpulver versetzten Proben konnten (bedingt durch die Strukturverän-derungen im Probenmaterial) eindeutig von den unbehandelten Proben abgegrenzt werden, was mittels laborchemischer Analyse über das Wasser-Protein-Verhältnis nicht möglich gewesen wäre. Ein Einsatz des Verfahrens für diese Anwendung erscheint besonders sinnvoll, um der Überwachung und Qualitätssicherung ein ge-eignetes Instrument für die schnelle Feststellung von Wasserzusätzen (bei unverän-dertem Wasser-Eiweiß-Verhältnis) geben zu können. Vor dem praktischen Einsatz dieser Messmethode müssen größere Validierungsver-suche durchgeführt werden, um geeignete Kalibrationssätze für die Anwendung an unbekannten Proben, besonders im Geflügelfleischbereich, zur Verfügung zu haben. Ein Einsatz des Verfahrens zur Qualitätsbestimmung im Fleischbereich ist generell möglich und wäre auf Grund der schnellen Ergebnislieferung und einfachen Handha-bung der (mobilen) Messeinrichtung für Überwachung und Qualitätskontrolle wünschenswert. / As the dielectric properties of each material, thus also for meat, are characteristically and depend on factors as for instance humidity and the chemical composite as well as physical structure there are existing different research approaches in the array of dielectric measurement methods already for many years. A new developed meas-urement method for the estimation of the quality parameters storage time and option-ally occurred freezing processes on fish is basing on the dielectric time domain reflec-tometry. The clarification of the question how far this method can also be used for fresh meat is the intention of the present graduate thesis. In preliminary tests initially the general applicability of the method in the meat sector by means of different storage and freezing examinations was reviewed. Basing on these results the experimental examinations were divided into the following parts: evaluation of the storage time of packaged minute steaks from the pork chop (MAP) as also of chicken breast filets, estimation of freezing processes of chicken breast filets and pork chops, freezing storage time recognition of different meat varieties (pork chop, pork belly and beef bow pieces) with three different freezing temperatures and evaluation of added water in chicken breast filets. The preliminary tests indicated a general ability of the method for the recognition of storage times and freezing processes on meat. In the array of storage time evaluation an appliance, also for MAP-packaged products (in controlled atmosphere), is thinkable, however the method has to be optimized concerning the underlying linear evaluation models (curve fitting is necessary). As well there could be aimed good results for the freezing storage time recognition, the meat variety comprehensive better results for measurements on pattern which were stored some days previously were flashy. Good results were also adduced by the measurements concerning the freezing process recognition (pattern fresh, once- and double-frozen). An application of the technology is notably thinkable for the poultry meat sector and, in the face of the legal requirements for poultry meat (no preparation of frozen and thawed material allowed) also exceedingly desirable. The best results were carried out using the method for the recognition of added water in chicken breast filets, what is explainable by reason of the strong dipole character of water within a measurement method based on dielectricity. Even the pattern additionally glazed with poultry hydrolyzed protein powder could definitely be differentiated from the untreated pattern, what could not be realized with the water protein percentage using a laboratory chemical analysis. After all an appliance of the method for this application seems particularly reasonable, as a suitable instrument for the fast recognition of added water (with an unmodified water-protein-ratio) could be given to the monitoring and quality assurance. Before starting the practically application of this measurement method there have to be accomplished larger validation examinations, to have suitable calibration kits for the application on unknown pattern at one´s disposal, especially in the poultry meat sector. The assignment of the method for quality evaluation in the meat sector is generally possible and would be desirable for the monitoring and quality control by the reason of its fast result delivery and easy handling of the (mobile) measurement arrangement.

Da die dielektrischen Eigenschaften eines jeden Materials, also auch von Fleisch, charakteristisch sind und von Faktoren wie beispielsweise dem Feuchtigkeitsgehalt und der chemischen Zusammensetzung sowie der physikalischen Struktur abhängig sind, gibt es bereits seit einigen Jahren verschiedene Forschungsansätze im Bereich der dielektrischen Messmethoden. Ein neu entwickeltes Messverfahren für die Be-stimmung der Qualitätsparameter Lagerdauer und eventuell erfolgter Gefrierprozesse bei Fisch basiert auf der dielektrischen Zeitbereichsreflektometrie. Die Klärung der Frage, in wie weit dieses Verfahren auch bei Frischfleisch angewendet werden kann, ist das Ziel der vorliegenden Dissertation. In Vorversuchen wurde zunächst die generelle Anwendbarkeit des Verfahrens im Fleischbereich anhand verschiedener Lager- und Gefrierversuche geprüft. Basierend auf diesen Ergebnissen gliederten sich die experimentellen Untersuchungen in fol-gende Abschnitte: Ermittlung der Lagerdauer von SB-verpackten Minutensteaks vom Schweinelachs (MAP) sowie von Hähnchenbrustfilets, Erkennung von Gefrierprozes-sen bei Hähnchenbrustfilets und Schweinelachsen, Gefrierlagerdauerbestimmung verschiedener Fleischsorten (Schweinelachs, Schweinebauch und Rinderbugstück) bei drei unterschiedlichen Gefriertemperaturen und Erkennung von Fremdwasserzu-sätzen bei Hähnchenbrustfilets. Die Vorversuche zeigten eine generelle Eignung des Verfahrens zur Untersuchung von Lagerzeiten und Gefrierprozessen bei Fleisch. Im Bereich der Lagerdauererkennung ist eine Anwendung, auch für SB-verpackte Produkte (in Schutzatmosphäre), denkbar, das Verfahren muss hier allerdings bezüg-lich der zu Grunde liegenden linearen Auswertungsmodelle noch optimiert werden (Kurvenanpassung notwendig). Ebenso konnten gute Ergebnisse in der Gefrierlager-dauerbestimmung erzielt werden, auffällig waren die Fleischsorten-übergreifend bes-seren Ergebnisse der Messungen an vor dem Einfrieren einige Tage gelagerten Pro-ben. Gute Ergebnisse erbrachten auch die Messungen bezüglich der Gefrierprozess-erkennung (Proben frisch, einmal-gefroren und doppelt-gefroren). Ein Einsatz des Verfahrens ist besonders im Geflügelfleischbereich denkbar und angesichts der ge-setzlichen Bestimmungen für Geflügelfleisch (keine Fleischzubereitungen aus gefro-rener und aufgetauter Ware) auch überaus wünschenswert. Die besten Ergebnisse lieferte das Verfahren bei der Fremdwassererkennung an Hähnchenbrustfilets, was auf Grund des starken Dipolcharakters von Wasser bei einem auf Dielektrizität beru-henden Messverfahren auch erklärbar ist. Selbst die zusätzlich mit Geflügelfleisch-Proteinhydrolysatpulver versetzten Proben konnten (bedingt durch die Strukturverän-derungen im Probenmaterial) eindeutig von den unbehandelten Proben abgegrenzt werden, was mittels laborchemischer Analyse über das Wasser-Protein-Verhältnis nicht möglich gewesen wäre. Ein Einsatz des Verfahrens für diese Anwendung erscheint besonders sinnvoll, um der Überwachung und Qualitätssicherung ein ge-eignetes Instrument für die schnelle Feststellung von Wasserzusätzen (bei unverän-dertem Wasser-Eiweiß-Verhältnis) geben zu können. Vor dem praktischen Einsatz dieser Messmethode müssen größere Validierungsver-suche durchgeführt werden, um geeignete Kalibrationssätze für die Anwendung an unbekannten Proben, besonders im Geflügelfleischbereich, zur Verfügung zu haben. Ein Einsatz des Verfahrens zur Qualitätsbestimmung im Fleischbereich ist generell möglich und wäre auf Grund der schnellen Ergebnislieferung und einfachen Handha-bung der (mobilen) Messeinrichtung für Überwachung und Qualitätskontrolle wünschenswert. / As the dielectric properties of each material, thus also for meat, are characteristically and depend on factors as for instance humidity and the chemical composite as well as physical structure there are existing different research approaches in the array of dielectric measurement methods already for many years. A new developed meas-urement method for the estimation of the quality parameters storage time and option-ally occurred freezing processes on fish is basing on the dielectric time domain reflec-tometry. The clarification of the question how far this method can also be used for fresh meat is the intention of the present graduate thesis. In preliminary tests initially the general applicability of the method in the meat sector by means of different storage and freezing examinations was reviewed. Basing on these results the experimental examinations were divided into the following parts: evaluation of the storage time of packaged minute steaks from the pork chop (MAP) as also of chicken breast filets, estimation of freezing processes of chicken breast filets and pork chops, freezing storage time recognition of different meat varieties (pork chop, pork belly and beef bow pieces) with three different freezing temperatures and evaluation of added water in chicken breast filets. The preliminary tests indicated a general ability of the method for the recognition of storage times and freezing processes on meat. In the array of storage time evaluation an appliance, also for MAP-packaged products (in controlled atmosphere), is thinkable, however the method has to be optimized concerning the underlying linear evaluation models (curve fitting is necessary). As well there could be aimed good results for the freezing storage time recognition, the meat variety comprehensive better results for measurements on pattern which were stored some days previously were flashy. Good results were also adduced by the measurements concerning the freezing process recognition (pattern fresh, once- and double-frozen). An application of the technology is notably thinkable for the poultry meat sector and, in the face of the legal requirements for poultry meat (no preparation of frozen and thawed material allowed) also exceedingly desirable. The best results were carried out using the method for the recognition of added water in chicken breast filets, what is explainable by reason of the strong dipole character of water within a measurement method based on dielectricity. Even the pattern additionally glazed with poultry hydrolyzed protein powder could definitely be differentiated from the untreated pattern, what could not be realized with the water protein percentage using a laboratory chemical analysis. After all an appliance of the method for this application seems particularly reasonable, as a suitable instrument for the fast recognition of added water (with an unmodified water-protein-ratio) could be given to the monitoring and quality assurance. Before starting the practically application of this measurement method there have to be accomplished larger validation examinations, to have suitable calibration kits for the application on unknown pattern at one´s disposal, especially in the poultry meat sector. The assignment of the method for quality evaluation in the meat sector is generally possible and would be desirable for the monitoring and quality control by the reason of its fast result delivery and easy handling of the (mobile) measurement arrangement.

Objectives of this master's thesis are to process review of technologies used to treat wastewater in alpine environment in Slovakia and in foreign countries. Thesis also includes mapping of situation of chosen alpine cottages in High Tatras. For cottages with unsuitable technology will be suggested more suitable solution.