Entwicklung einer Technologie zur wirtschaftlichen Erzeugung grosser Mengen von Ozon. Entwicklung von Methoden zur Reinigung, Entkeimung, Schonung von Trink- und Abwasser. Einsatz von Ozon in umweltschonenden Oxidations- und Bleichprozessen (z.B. Ersatz von Chlor).
In einer Mikrowellenfilteranlage wird die Abtoetung von verschiedenen Viren in Fluessigmist im Durchflussverfahren ueberprueft.
In der suedlichen Saison 1996/97 ist an der deutschen Antarktis-Forschungsstation 'Neumayer' eine biologische Klaeranlage zur Reinigung aller haeuslichen Stationsabwaesser (Grau- und Schwarzwasser aus Toiletten-, Kuechen-, Dusch- und Waschbereichen) in Betrieb genommen worden. Hierbei handelt es sich um eine von der Deutschen Seeberufsgenossenschaft zugelassene Anlage des Typs MSP II eines deutschen Herstellers, die im Einklang mit IMO, MEPC 2(IV) zugelassen wurde und die Vorschriften und Verordnungen erfuellt, die von IMO, USOG, dem Russischen Schiffsregister und anderen Flaggenstaaten erlassen worden sind und spezielle Zertifikate fuer Klaeranlagen vorschreibt. Mit diesem Anlagentyp und der beschriebenen Verfahrensweise werden folgende Qualitaetswerte des gereinigten Ablaufwassers erreicht bzw. sogar unterschritten: - Suspendierte Feststoffe kleiner 100mg/ Liter - Coliforme Bakterien kleiner 200/100 ml, - BSB5 kleiner 50mg/ Liter. Das gereinigte Abwasser wird vor Abgabe in einem UV-Reaktor behandelt. Der anfallende Klaerschlamm wird nachbehandelt und getrocknet, vollstaendig aus dem Vertragsgebiet rueckgefuehrt und in Deutschland fachgerecht entsorgt.
Für die mathematische Beschreibung anaerober Prozesse wurde von der IWA das Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1) entwickelt. Das ADM1 berücksichtigt einen allgemein gültigen Satz von Substraten und biochemischen Prozessen und wurde zunächst für die anaerobe Schlammstabilisierung entwickelt. Für die kinetischen Parameter werden Größenordnungen vorgegeben, die jedoch hohe Schwankungen aufweisen. Kalibrierte Stoffdaten und Angaben für die Zulaufcharakterisierung und -fraktionierung unterschiedlicher Abwässer fehlen. Eine Abbildung von reaktorspezifischen Bedingungen zur Behandlung industrieller Abwässer (z.B. für UASB-Reaktoren oder EGSB-Systeme) erfordert den Aufbau von mehrstufigen angepassten Modellen, die neben dem vierstufigen Prozess auch die entsprechenden verfahrenstechnischen Stufen abbilden. Die Ziele des Vorhabens sind:1.Modellentwicklung für verfahrenstechnische Varianten der anaeroben Industrieabwasserbehandlung zur verbesserten Abbildung aller Umsetzungsprozesse (z.B. UASB-Reaktor, zweistufiger Prozess; Verlängerungsphase des Antrages: EGSB-Reaktors, Modellkalibrierung, Übertragbarkeit auf großtechnische Anlagen),2. Bestimmung der wesentlichen Modellparameter und ihren Schwankungsbreiten durch Sensitivitätsanalysen, Kalibrierung und Validierung der Modelle mit Daten aus anaeroben Batchuntersuchungen und kontinuierlich betriebenen anaeroben Laborversuchen,3. Ermittlung von abwasser- und biomassenspezifischen Stoffdaten für eine Fraktionierung der Inhaltsstoffe industrieller Abwässer und von kinetischen Parametern der Biomasse im Rahmen von Laboruntersuchungen zur Anpassung des ADM1.
Das Hauptziel der Abwasserbehandlung ist, Gewässerbelastungen weitgehend zu reduzieren. Dabei fällt Klärschlamm an, der inzwischen zumeist in getrockneter Form thermisch verwertet wird. Die Rückgewinnung und Wiederverwertung von Stoffen wie Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm trägt dazu bei Nährstoffkreisläufe zu schließen. Rund 10 Milliarden Kubikmeter Abwasser jährlich 8.659 öffentliche Kläranlagen haben im Jahr 2022 nach Erhebungen des Statistischen Bundesamtes über 8,33 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³) Abwasser behandelt und anschließend in Oberflächengewässer eingeleitet. Die behandelte Abwassermenge sank damit gegenüber der Erhebung im Jahr 2019 um 0.72 Mrd m³. Diese Abwassermenge setzte sich aus rund 4,82 Mrd. m³ Schmutz-, 1,49 Mrd. m³ Fremd- und 2,02 Mrd m³ Niederschlagswasser zusammen (siehe Tab. „In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge“). Schmutzwasser ist jenes Wasser aus privaten Haushalten sowie aus gewerblichen und industriellen Betrieben, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Als Fremdwasser wird jenes Wasser bezeichnet, das nicht gezielt in die Kanalisation eingeleitet wird, also etwa in diese aus dem Boden einsickert. Fast 100 Prozent biologisch gereinigt Die rund 8.700 Kläranlagen haben im Jahr 2022 rund 99,99 % des Abwassers biologisch und weniger als 0,005 % ausschließlich mechanisch behandelt (siehe Tabelle). In einem Großteil der Anlagen wird Stickstoff in zwei Schritten entfernt. Nitrifizierung: Dabei werden Ammonium-Ionen mit Hilfe von Bakterien in Nitrat-Ionen umgewandelt. Denitrifizierung: Dabei werden Nitrat-Ionen mit Hilfe von Bakterien in molekularen Stickstoff umgewandelt. Bei einem Großteil des Abwassers erfolgt darüber hinaus die Entfernung von Phosphor. Hierbei werden Phosphat-Ionen entweder durch Zugabe von Salzen ausgefällt oder mit Hilfe von Bakterien ausgetragen und in den Klärschlamm überführt. Bei 3,7 % des Abwassers wurde in 2022 zusätzlich eine Elemination von Spurenstoffen durchgeführt. Als weitere zusätzliche Verfahrensstufen kamen Filtration und Desinfektion des Abwassers zur Anwendung. Klärschlamm aus öffentlichen Kläranlagen Auf Kläranlagen fiel im Jahr 2023 Klärschlamm mit einer Trockenmasse von etwa 1,63 Millionen Tonnen an (siehe Tabelle Destatis , abgerufen am 31.03.2025). Rund 81 % des Klärschlamms wurde 2023 thermisch verwertet (2013: 58 %). Nur noch rund 18 % des Klärschlamms wurde stofflich verwertet (2013: 42 %). Knapp 13 % wurden aufgrund der enthaltenen Nährstoffe landwirtschaftlich verwertet (2013: 27 %). Rund 0,6 % wurde bei landschaftsbaulichen Maßnahmen wie z. B. Rekultivierung eingesetzt (2013: 11 %). Die Deponierung unbehandelter Klärschlämme ist seit 2005 untersagt. Rohstoffquelle Abwasser und Klärschlamm Abwasser enthält neben einer Vielzahl von anthropogenen Spurenstoffen auch viele Stoffe, die es lohnt aus dem Abwasser zu recyceln. Dies betrifft vor allem die Rückgewinnung von Nährstoffen. Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff in der Pflanzenernährung. Der weltweite Phosphorverbrauch vor allem in Form von Mineraldünger ist in den letzten Jahren deutlich angestiegen an. Deutschland und die EU sind bei mineralischen Phosphatdüngemitteln vollständig von Einfuhren z. B. aus Russland abhängig, während derzeit immer noch phosphatreiche Abfälle und Abwässer meist ohne Nutzung der Nährstoffe entsorgt werden. Deshalb schränkt die 2017 novellierte Klärschlammverordnung ab 2029 die bodenbezogene Klärschlammverwertung gegenüber einer thermischen Vorbehandlung und anschließendem Phosphorrecycling erheblich ein. Gleichzeit wird damit der unerwünschte Eintrag von anthropogenen Spurenstoffen, wie Arzneimittel oder Bioziden, weiter eingeschränkt. Klärschlamm aus großen Kläranlagen und Klärschlamm, welcher die Grenzwerte für eine bodenbezogene Nutzung nicht einhält muss ab einem Phosphor-Gehalt von 20 g/kg Klärschlamm Trockenmasse einer technischen Phosphorrückgewinnung zugeführt werden. Die Rückgewinnung des Nährstoffes Phosphor hilft Stoffkreisläufe im Sinne nachhaltiger Ressourcennutzung und -schonung zu schließen. Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm Allein das kommunale Abwasser Deutschlands birgt ein jährliches Reservoir von mehr als 70.000 Tonnen (t) Phosphor. Zirka 65.000 t Phosphor finden sich im Klärschlamm wieder. In den letzten Jahren führt Deutschland im Schnitt jährlich mehr als 100.000 t Phosphor in Form von Mineraldüngern ein. Große Anteile kommen hiervon aus Russland. In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche entwickelt. Das Bundesumweltministerium fördert im Rahmen des Umweltinnovationsprogrammes die großtechnische Umsetzung innovativer Verfahren zur Phosphorrückgewinnung. Erste großtechnische Anlage zur Produktion zur Rückgewinnung von Phosphor – z. B. Herstellung von Phosphorsäure aus Klärschlammasche – werden aktuell umgesetzt.
Ziel ist es, die Prävalenz und das Verhalten von multiresistenten gram-negativen ESBL- produzierenden Enterobacteriaceae, Acinetobacter und Pseudomonas und ihre potentiellen Übertragungswege in Wasser, das als Bewässerungswasser genutzt werden soll, im europäischen Vergleich zu bestimmen. Zusammen mit den Ergebnissen der europäischen Partner sollen durch Risikoanalysen Hinweise für regulatorische Vorgaben abgeleitet und veröffentlicht werden. Es werden städtische Abwässer, landwirtschaftlich beeinflusste Abwässer sowie durch Abwasser beeinflusste Oberflächenwässer einschl. Sedimente unter Berücksichtigung saisonaler Einflüsse und evtl. vorhandener Abwasserdesinfektion untersucht. Konventionelle Nachweisverfahren werden mit der Microarraymethode verglichen. Die Daten werden mit Daten aus laufenden Programmen korreliert, ein Vergleich mit Proben von den europ. Partnern vorgenommen sowie eine Risikoanalyse durchgeführt. Die Isolate werden hinsichtlich Resistenzmuster und -genen molekular charakterisiert. Mittels eines Fragebogens werden Daten zum unterschiedlichen Umgang mit Antibiotika in den Ländern der Partner erhoben. Durch einen Vergleich der Untersuchungsergebnisse mit den erhobenen Daten sollen die Auswirkungen von den verschiedenen europäischen Umgehensweisen mit Antibiotika auf die Belastung von Umweltproben mit ESBL-bildenden Bakterien bewertet werden. Die Risikoanalysen aller Partner werden zusammengeführt, Empfehlungen abgeleitet und veröffentlicht.
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