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Einsatz und Optimierung von kontinuierlich arbeitenden Verfahren zur Trockenvergärung von Energiepflanzen, Teilvorhaben 1

Kontinuierliche Trockenvergärungsverfahren (TrVV) werden derzeit nur für die Behandlung von Bioabfällen und der organischen Fraktion von Restabfälle eingesetzt. Es sollen bisher noch nicht untersuchte offene Fragestellungen zur Trockenvergärung von Energiepflanzen untersucht werden. Übergeordnetes Ziel ist daher die Entwicklung einer Verfahrenskombination mit großtechnischer Umsetzung zur Optimierung der Biogasausbeute (Wirtschaftlichkeit) von Verfahren zur Trockenvergärung. Basis für diese Entwicklung sind die aus der Bioabfallbehandlung bekannten kontinuierliche TrVV. Recherche zu TrVV: Literatur, Patente. Evaluierung geeigneter Input-Materialien. Anpassung der aus der Verwertung von Bio- und Restmüll bekannten kontinuierliche TrVV an den Einsatz in landwirtschaftlichen Biogasanlagen, besonders im thermophilen Milieu. Labortechnische Untersuchungen (Batch-Versuche). Untersuchungen von thermischen Aufschlussverfahren zur Verbesserung der Verfügbarkeit von strukturreichen Substraten. Untersuchungen zur Wirkung und Nutzbarmachung von Gärresten auf Boden und Pflanzen. Darstellung der Erfolgsaussichten im Falle positiver Ergebnisse im Hinblick auf potentielle Märkte (Produkte/System). Nutzung für Planung.

Nuklidmigration im Deckgebirge des Endlagerortes Morsleben

Zur Abschaetzung des Gefaehrdungspotentials des geplanten Endlagers fuer radioaktive Abfaelle im Salzstock von Gorleben werden Laborexperimente durchgefuehrt, welche Aufschluss ueber das Ausbreitungsverhalten der eingelagerten Radionuklide nach unterstellten Stoerfaellen erbringen sollen. Die Untersuchungen erfolgen unter Verwendung von Batch-, Saeulendurchlauf- und Diffusionsversuchen. Zur Durchfuehrung der Experimente werden radioaktive Tracer benutzt zB: 14-C, 75-Se, 85-Sr, 95-Zr/Nb, 95m/99-Tc, 134-Cs, 113-Sn, 45-Ca, 152-Eu, 35-S, 36-Cl, 22-Na, 181-Hf, und andere. Zur Auswertung der Experimente werden insbesondere physikalisch-chemische Effekte wie Ionenaustausch, Loeslichkeitsbegrenzung, Kolloidbildung und Komplexierung der Nuklide mit natuerlichen organischen Stoffen (zB Huminsaeuren) diskutiert.

Untersuchungen zur chemischen Bestaendigkeit von mineralischen Deponieabdichtungen

Erforschung des Langzeitverhaltens einer mineralischen Deponieabdichtung sowohl in bodenphysikalischer als auch in chemisch-mineralogischer Hinsicht. Dazu Durchfuehrung von Langzeitdurchstroemungsversuchen mit natuerlichen Deponiesickerwaessern und natuerlichen Tonen aus Nordrhein-Westfalen. Zeitgleich Durchfuehrung von Batch-Versuchen als Zeitraffereffekt. Ergebnis: Die Anlagerung organischer Bestandteile aus dem Sickerwasser an die Tone kann zu einer Veraenderung der bodenphysikalischen und mineralogischen Eigenschaften fuehren.

Untersuchungen zur chemischen Wechselwirkung zwischen sauren Deponie-Sickerwaessern und mineralischen Abdichtungsmaterialien

Im Rahmen des Vorhabens wird die chemische und mineralogische Bestaendigkeit von vier ausgewaehlten Tonen mit unterschiedlichem Tonmineralspektrum gegenueber synthetischen organischen Saeuren und natuerlichen sauren Deponie-Sickerwaessern geprueft. Es sind Langzeit-Batch-Versuche und Perkolationsserien vorgesehen. Die Ergebnisse sollen einen Beitrag zur Langzeitstabilitaet von Tonen im sauren organischen Milieu leisten.

Untersuchungen zur Wechselwirkung von Sickerwasser mit Abdichtungstonen

Geotechnische und mineralogische Klassifizierung bei der Rheinbraun AG vorkommender Tone und Untersuchung dieser Tone hinsichtlich ihrer chemischen Stabilitaet gegenueber Deponiesickerwaessern hinsichtlich ihres Einsatzes in Deponiebasisabdichtungen. Dazu Einsatz von statischen Langzeitdurchstroemungsversuchen, Batch-Versuchen und Diffusionsversuchen.

Kombinationswirkungen von organischen Schadstoffen (PAK, PCB) und ausgewaehlten Schwermetallen (Cadmium, Kupfer, Zink) auf Mikroorganismen und Pflanzen, Bodenoekologische Untersuchungen zur Wirkung und Verteilung von organischen Stoffgruppen (PAK, PCB) in ballungsraumtypischen Oekosystemen - Teilprojekt A + D

Untersuchungen über das Komplexierungsverhalten von Huminsäuren und deren Einfluss auf die Migration von radioaktiven und nichtradioaktiven Stoffen

Bestimmung von Parametern zur Beschreibung von biologischen Prozessen in Anlagen zur biologischen N- und P-Elimination

Zur Beschreibung der biologischen Stickstoff- und Phosphorentfernung in einer Klaeranlage mit Hilfe eines kinetischen Modelles (NDBEPR-Modell, Wentzel et al., 1991) ist die Charakterisierung des Abwassers und die Eingabe von stoechiometrischen und kinetischen Koeffizienten von entscheidender Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene biologische Methoden zur Bestimmung des I.a.CSB's eines Abwassers ausfuehrlich miteinander verglichen. Der bisher haeufig gefundene grosse Unterschied der Ergebnisse zwischen aerobe und anoxische Batch-Versuche konnte mit Hilfe einer Optimierung und einem Korrekturterm deutlich verkleinert werden. Nach den Erfahrungen der vorliegenden Arbeit wird empfohlen, den aeroben Batch-Versuch zur Ermittlung der Konzentration I.a.CSB vorzuziehen. Die stoechiometrischen und kinetischen Koeffizienten der Poly-P-Organismen, die mit angereicherten Poly-P-Organismen-Kulturen bestimmt worden waren, wurden von Wentzel et al. (1991) in das NDBEPR-Modell uebernommen. Auffaellig dabei war der sehr niedrige Zerfallskoeffizient (0,04 1/d) der Poly-P-Organismen und der sehr hohe Wert der P-Fraktion in der aktiven Biomasse der Poly-P-Organismen (0,38 mg P/mg oTS). Diese Koeffizienten wurden anhand einer Schlammfraktionisierung einer Mischbiozoenose nach Wentzel et al. (1990) ueberprueft. Dabei wurden die Messdaten einer kontinuierlichen Versuchsanlage benutzt, bei der der Anteil der Acetat-CSB's des Zulaufes stufenweise erhoeht wurde. Bei der Schlammfraktionierung zeigte sich, dass der Zerfallskoeffizient der Poly-P-Organismen dem der non-Poly-P-Organismen (0,24 1/d) wesentlich naeher liegt, als von Wentzel et al. (1988) angenommen und unter Umstaenden mit diesem identisch ist. Bei der Ermittlung des Phosphorgehaltes der Poly-P-Organismen stellte sich heraus, dass diese Fraktion keine feste Groesse ist (wie von Wentzel et al., 1990 angenommen), sondern abhaengig ist von der Substratqualitaet des Zulaufes. Fuer einen belebten Schlamm, der nicht adaptiert ist an hohe Konzentrationen Acetat im Zulauf der Anlage, betrug der Phosphoranteil der Poly-P-Organismen 0,20 mg P/mg aTS. Als letztes konnte anhand der Ergebnisse von Batch-Versuchen (Umsatzgeschwindigkeiten) eine Populationsverschiebung von Nitrifikanten und Denitrifikanten bei einer Erhoehung der Acetat Konzentration im Zulauf einer kontinuierlichen Versuchsanlage festgestellt werden.

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