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Computergestuetzte Prozessregelung einer UASB-Biogasanlage

Ein UASB-Laborreaktor (Upflow Anaerobic Sludge Blanket-Reaktor) wird zur CSB-Reduktion von Ruebenmelasseschlempe eingesetzt. Ziel ist, durch Einsatz computergestuetzter Regelstrategien eine hohe Prozessstabilitaet und konstante CSBAblaufwerte zu gewaehrleisten. Mit Hilfe von Stoerfallsimulationen wird die Eignung der hier eingesetzten Regelung ueberprueft. Der CSB im Ablauf bzw. der Methanausbeutekoeffizient werden als Regelgroesse und die Verweilzeit als Stellgroesse gewaehlt. Gefahren werden die Testreihen mit Raumbelastungen bis zu 20 g CSB/l und CSB-Zulaufwerten bis zu 20.000 mg O2/l, wobei CSB-Ablaufwerte von zunaechst 2.500 mg O2/l angstrebt werden. Der Einfluss des Stoerfalls auf die mikrobielle Aktivitaet in den vier Stufen des anaeroben Abbaus, Hydrolyse, Acidogenese, Acetogenese sowie Methanogenese, wird ueber die Abgas- und Abwasseranalyse erfasst und interpretiert. In Zukunft sollen die Regelguete durch Verkuerzung der Messintervalle der Ist-CSB-Werte im Wasserzu- und ablauf mit Hilfe kontinuierlicher CSB-Bestimmung und Messwerterfassung verbessert werden sowie einzelne Regelalgorithmen sowie andere Regelstrategien fuer komplexe Regelkreise ueberprueft werden.

Entwicklung einer elektrochemischen Analysenmethode zur schnellen Erfassung der organischen Belastung von Abwaessern

Die quantitative Erfassung der Verunreinigung kann durch elektrochemische Bestimmung reduzierender Substanzen bestimmt werden. Das Vorhaben befindet sich im Vorbereitungsstadium. Die Uebertragung bereits entwickelter Elektrodensysteme auf die geplante Abwasseranalytik wird untersucht. Es wird erwogen, das komplizierte Analysenverfahren der BSB-Bestimmung durch die angestrebte Entwicklung zu ersetzen. Wichtig erscheint die Abhaengigkeit der Reaktionskinetik von der chemischen Zusammensetzung der Verschmutzung.

Mikrobiologische Probleme bei der Kreislaufschliessung des Wassers in Papierfabriken

Zur Herstellung von Papier werden groessere Mengen an Wasser benoetigt. Sowohl die Beschaffung des Frischwassers als auch die Beseitigung des Abwassers stossen auf zunehmende Schwierigkeiten. Eine Moeglichkeit zur Loesung dieses Problems besteht in der wiederholten Verwendung des Fabrikationswassers in einem geschlossenen Kreislauf. Dieses Verfahren stoesst jedoch auf verschiedene Probleme, die z.T. durch die starke Vermehrung von Mikroorganismen hervorgerufen werden. In dieser Studie wurde die Mikroorganismen-Flora eines geschlossenen Kreislaufs analysiert. Es zeigte sich, dass es zu einer Massenentwicklung von anaeroben Bakterien kommt, von denen Bifidobakterien den groesseren Teil bilden. Entsprechend wies das Wasser auch signifikante Mengen von Stoffwechselprodukten dieser Bakterien auf, die gaschromatographisch identifiziert wurden (versch. organische Saeuren).

Untersuchungen an Abwasser von Stoffdruckereien

Stoffdruckereien fabrizieren ein fuerchterliches Abwasser, das z.B. in den USA den im Ablaufgebiet liegenden Farmen schwere Schaeden zufuegt.

Wirkung von Ozon auf organische Wasserschadstoffe

Identifizierung und quantitative Bestimmung der bei der Ozonierung von Wasser aus den darin enthaltenen organischen Stoffen entstehenden Produkten in Abhaengigkeit von Reaktionszeit und der Ozondosis. Untersuchung der Moeglichkeit zur biologischen Nachreinigung ozonierter Abwaesser.

Aufarbeitung von Molke durch Ultrafiltration und Elektrodialyse

Die Untersuchungen sollen dazu dienen, durch eine verbesserte Aufarbeitung von Molke die Gefahr ihres Ableitens in Gewaesser zu verhindern und dadurch zur Loesung der Probleme des Abwassers bzw. des Gewaesserschutzes beizutragen. Die Betriebsparameter auf den Trenneffekt fuer Inhaltsstoffe, erreichbaren Konzentrationsgrad, Leistung und mikrobiologische Beschaffenheit der Konzentrate sollen untersucht werden. Ermittlung der funktionellen Eigenschaften der Konzentrate und Filtrate, Bestimmung des Einflusses der Betriebsparameter auf den Entsalzungsgrad und den Mengendurchsatz bei der Elektrodialyse.

Online-Trennung und Bestimmung von CR(III)/CR(VI) in Trinkwasser, Abwasser und Bodenproben mit der 'High-Performance Flow'-Flammen-AAS

Mit einer neuen Kombinationsstechnik aus Chromatographie und Flammen-AAS ist die vollautomatische Trennung und Bestimmung von Cr(III)/Cr(VI) in Abwasserproben in nur einer Minute moeglich. Dies wird durch ein im Institut fuer Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie integriertes Chromatographie-/Zerstaeubungssystem erreicht, wobei zur Datenauswertung eine Standard-Chromatographie-Software benutzt wird.

Mikroplastik im Abwasser und im Rhein – LANUK legt Analyse zum Eintrag in den Rhein vor

Im Rhein und erstmals auch direkt in den Abwassereinleitungen von Industriestandorten hat das Landesamt für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) gezielt nach industriell hergestellten Mikroplastikpartikeln – sogenannten Pellets und Beads – gesucht. Die Untersuchung ist Teil einer neuen LANUK-Studie, deren Ergebnisse Umweltminister Oliver Krischer und die Präsidentin des LANUK, Elke Reichert, am Mittwoch, 13. August 2025, an Bord des Laborschiffs Max Prüss der Öffentlichkeit vorgestellt haben. „Die Studie zeigt deutlich: Mikroplastik gelangt nicht nur über diffuse Einträge, sondern auch direkt und punktuell über industrielle Abwassereinleitungen in den Rhein“, sagte Umweltminister Krischer. „Mikroplastik darf nicht zusammen mit dem anfallenden Abwasser in die Gewässer eingeleitet werden – unser oberstes Ziel muss die Vermeidung von Verlusten aus Herstellungs- und Transportprozessen sein. Das ist ein entscheidender Hebel, um unsere Gewässer wirksam zu schützen.“ Auch deshalb sei, so Krischer, neben technischen Maßnahmen vor allem das Verantwortungsbewusstsein der Unternehmen gefragt: „Produzentinnen, Betreiber und Logistikunternehmen – alle Beteiligten in der Wertschöpfungskette müssen dafür Sorge tragen, dass mit Kunststoffpartikeln verantwortungsvoll umgegangen wird.“ Die Präsidentin des LANUK, Elke Reichert, betonte den Pilotcharakter der Untersuchung: „Wir haben erstmals erfolgreich direkt in den Abwasserströmen von Industriestandorten Proben auf Beads und Pellets genommen – das war technisch eine große Herausforderung. Gleichzeitig ist es ein wichtiger Schritt für unsere Grundlagen- und Ursachenforschung rund um Mikroplastik.“ Im Rhein wurden an neun Messstellen Konzentrationen von 0,6 bis 3,6 primären Mikroplastikpartikeln pro Kubikmeter Wasser festgestellt. Da sich die Einträge im fließenden Gewässer nicht eindeutig einem Emittenten zuordnen lassen, arbeitete das LANUK daran, die Proben direkt an den Einleitungen von Industriestandorten zu entnehmen. Dabei wichen die Messwerte weit voneinander ab: Die Konzentrationen in den überprüften Direkteinleitungen lagen zwischen 0,95 und 2.571 Beads pro Kubikmeter Abwasser. Die Höchstwerte wurden bei nur einer Einleitung festgestellt, die übrigen lagen deutlich niedriger – im Bereich zwischen 0,95 und 19 Beads/m³. Bereits während der aktuellen Untersuchung gab es erste Gespräche zwischen Behörden und den Industriestandorten, wie Quellen ermittelt und Einträge in den Rhein vermindert werden können. „Obwohl es inzwischen die technische Möglichkeit zur Analyse gibt, wissen wir längst nicht alles: Mikroplastik verhält sich nicht wie gelöste Schadstoffe, die unterschiedlichen Partikel haben ein komplexes Verhalten im Fließgewässer“, erläuterte LANUK-Präsidentin Reichert. „Umso wichtiger ist es, dass wir den Eintrag schon an der Quelle verhindern – mit Aufklärung, Prävention und gelebter Verantwortung im betrieblichen Alltag.“ Ein wesentliches Problem bleibe die fehlende Standardisierung der Mess- und Probenahmeverfahren. „Ohne einheitliche Methoden lassen sich keine belastbaren und vergleichbaren Daten erheben“, betonte Elke Reichert. „Alle bisherigen Untersuchungen, ob in Nordrhein-Westfalen oder anderen Bundesländern, waren Einzelprojekte und liefern daher Momentaufnahmen, aus denen leider noch keine langfristigen Trends abgeleitet werden können. Das erschwert die Bewertung der Problematik aus Sicht des Umwelt- und Naturschutzes.“ Minister Krischer fasst es so zusammen: „Aus den Untersuchungen lässt sich ableiten, dass es noch weiteren Forschungsbedarf gibt, aber es auch an der Zeit ist, zu handeln! Das Ziel muss sein, dass Mikroplastik gar nicht erst in die Umwelt gelangt – durch saubere Produktionsbedingungen, sichere Transporte und vor allem durch ein klares Bekenntnis zur Vermeidung eines Umwelteintrages.“ Die aktuelle Studie ist ein Teil einer ganzen Dekade der Mikroplastikforschung in Nordrhein-Westfalen. Bereits 2015 beteiligte sich das Land Nordrhein-Westfalen an einer länderübergreifenden Untersuchung von Mikroplastik in Binnengewässern – gemeinsam mit Bayern, Baden-Württemberg, Hessen und Rheinland-Pfalz sowie bei wissenschaftlicher Begleitung durch die Universität Bayreuth. Damals wurden Mikroplastikpartikel an allen Probenahmestellen nachgewiesen, über 19.000 Objekte untersucht und mehr als 4.300 Kunststoffteilchen bestimmt. Mit Hilfe des Laborschiffs Max Prüss entstand in der Folge zusammen mit den anderen Bundesländern einer der damals weltweit größten, wissenschaftlich einheitlich erfassten Datensätze zur Belastung mit Mikroplastikpartikeln von Flüssen. Mikroplastik, also Kunststoffpartikel mit einem Durchmesser unter 5 Millimetern, ist längst ein allgegenwärtiges Umweltproblem. Es wird unterschieden zwischen primärem Mikroplastik – industriell hergestellten Partikeln wie Rohpellets und Beads – und sekundärem Mikroplastik, das durch den Zerfall größerer Kunststoffteile entsteht, etwa durch UV-Strahlung, Abrieb oder Witterungseinflüsse. Auch synthetische Fasern aus Kleidungsstücken und technischen Textilien zählen dazu. Mit der nun vorliegenden Studie liefert das Landesumweltamt eine neue, belastbare Grundlage für die Diskussion um Mikroplastik in Industrieabwässern. Sie macht nicht nur mögliche Eintragspfade sichtbar, sondern zeigt auch konkrete Handlungsmöglichkeiten für die Industriestandorte auf. In der Fortsetzung des Projektes soll dann auch die Verteilung von Mikroplastik im Gewässer näher untersucht werden. Ein zentrales Werkzeug für diese wissenschaftlichen Fortschritte bleibt das Laborschiff Max Prüss, das bis zu 220 Tage im Jahr auf den schiffbaren Gewässern in Nordrhein-Westfalen unterwegs ist. Es erlaubt qualitätsgesicherte Probenahmen auch an schwer zugänglichen Stellen – wie zum Beispiel im Umfeld von Industriestandorten, Schleusen, Häfen oder an Flussmündungen. Die Wasserproben werden an Bord mit moderner Sensorik (z.B. für pH-Wert, Trübung, Sauerstoffgehalt) grob vorerfasst. Eine detaillierte Analyse auf einzelne Mikroplastik-Partikel erfolgt anschließend in den Laboren des LANUK an Land. Pressemitteilung des Ministeriums für Umwelt, Naturschutz und Verkehr NRW zurück

Innovationsraum: BaMS-FEMAK 2, TP2 - Umsetzungsphase

PRIMA - Kooperationsprojekt ReMe-diation: Schaffung eines nachhaltigen Mittelmeerraums durch einen ganzheitlichen Ansatz für eine umweltverträgliche Landwirtschaft: Bewältigung der Herausforderungen in den Bereichen Wasser, Boden, Energie und Artenvielfalt

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