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Nachbewilligung zur Dritten Phase des Projektes: Entwicklung eines zweistufigen biologischen Verfahrens zur Reinigung von Deponiesickerwasser und industriellen Abwässern mit komplexen Stoffgemischen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel der letzten Projektphase war es, mit einer Langzeit-Praxiserprobung das zweistufige biologische Verfahren zur Deponiesickerwasserreinigung als Stand der Technik zu etablieren und zu bilanzieren. Nach der Inbetriebnahme des Technikums am Deponiestandort Schöneiche ging es in der zwölfmonatigen Laufzeit des Projektes AZ 14996/04 in den Langzeitversuchen um die Validierung der Laborergebnisse im technischen Maßstab, die verfahrenstechnische Optimierung der Anlage und um eine damit verbundene mögliche Kostenreduzierung des Systems. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Nach dem ersten Technikums-Probebetrieb wurde eine Reihe von Optimierungsmaßnahmen durchgeführt: - der Umbau des Rohsickerwasserzulaufs, - die Verwendung von Soda statt Bicarbonat für die Ammoniumoxidation in Reaktor 2, - der Einsatz von Membrandosierpumpen mit integrierten Rückschlagventilen für die Zugabe von Soda und Essigsäure, - der Einbau von zusätzlichen Polyurethan-Festbetten zur Vergrößerung der Oberfläche für die Besiedlung mit Mikroorganismen, - die Einstellung des Sollwerts für Reaktor 4 auf einen pH-Wert von 6,5, - ein Update der SPS-Steuerung der Nanofiltration zur freien Programmierung der Spülzyklen, - der Einbau eines Absperrhahns vor den Nanofiltrations-Vorfilter - und die Trennung des Nanofiltrationsablaufs vom Reaktoren-Sammelablauf zur Behälterleerung. Es wurde sowohl Rohsickerwasser der MEAB-Deponie Schöneiche als auch Sickerwasserkonzentrat der Deponie Vorketzin behandelt. Fazit: Wegen der durchgeführten Optimierungsmaßnahmen ist es prinzipiell gelungen, das Schöneicher Rohsickerwasser gemäß Anhang 51 der Abwasserverordnung aufzureinigen. In Vorketzin wurde die organische Belastung über 70% und Stickstoff über 80% reduziert. Nach Rückgang der Calciumfracht sollte es zukünftig möglich sein, mit der Zweistufen-Biologie das Sickerwasserkonzentrat ausreichend zu reinigen, da organische Belastung und Stickstoffgehalt geringer als im Schöneicher Rohsickerwasser sind. Um das Verfahren als Stand der Technik, vor allem für die Behandlung von Sickerwasserkonzentraten, zu etablieren, müssten die Laborvorgaben mit den Erfahrungen des Technikumsbetriebs kombiniert und in einer weiteren Versuchsreihe unter optimierten Bedingungen verifiziert werden.

Modellhafte Sanierung von Flachgewaessern durch den erstmaligen Einsatz eines neuartigen Fuellmittels zur Phosphorelimination in Kombination mit biologischer Sedimentreduzierung

Moeglichkeiten der Resthausmuellbehandlung unter oekologischen und technischen Gesichtspunkten

Studie zum oekologischen und technischen Vergleich unterschiedlicher Verfahren der Resthausmuellbehandlung. Verschiedene Verfahren der biologischen und biologisch-mechanischen Techniken werden verschiedenen thermischen Abfallbehandlungstechniken gegenuebergestellt. Jede Technologie wird nach ihren prinzipiellen Ablaeufen und Eigenschaften charakterisiert und bilanziert. Die Studie stellt ausserdem in einem Szenario unterschiedliche Wege fuer die zukuenftige Behandlung von Restabfaellen dar.

Weiterentwicklung von biologischen Festbett-Kompaktklaeranlagen fuer den dezentralen Raum und Versuche mit keramischem Traegermaterial

Entfernung von toxischen Schwermetallen aus industriellen Abwässern unter Verwendung immobilisierter Makroalgenbiomasse

Mit dem Projekt wird das Ziel verfolgt, ein wirtschaftlich einsetzbares Verfahren zur Schwermetallentfernung auf der Grundlage von Algenbiomasse zu entwickeln. Die Grundlage für die Antragstellung bilden die Ergebnisse, die zur Abtrennung von Schwermetallen aus der wässrigen Phase im Sonderforschungsbereich 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 'Biologische Behandlung industrieller und gewerblicher Abwässer' an der Technischen Universität Berlin in der 3. und 4. Förderphase von 1997 bis 2001 unter Verwendung von Mikroalgenbiomasse erreicht wurden. Mit dem Forschungsvorhaben soll versucht werden, dem Problem der Bereitstellung preiswerter Biomasse näher zu kommen. Hierzu können marine Makroalgen, die aus dem Meer gewonnen werden oder die bereits zur Wertstoffgewinnung verwendet werden, dienen. Bisher sind in den Teilprojekten F2 und F3 des Sonderforschungsbereichs 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 30 verschiedene Mikroalgen aus unterschiedlichen Bezugsquellen eingesetzt worden. Der gegenwärtige Stand der Untersuchungen im Hinblick auf Aufnahmekapazität und -geschwindigkeit der Schadstoffe lässt Rückschlüsse auf eine erfolgversprechende technische Anwendungsmöglichkeit zu. Voraussetzung dafür ist die Lösung des Problems des durch die Kultivierungsbedingungen für die Mikroalgen noch zu hohen Preises für die Biomasse. Zeigen Makroalgen im Vergleich zu den Mikroalgen ähnliche positive Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmefähigkeit (Kapazität, Selektivität) für Schwermetallionen, so könnten Immobilisate auf der Basis von Makroalgenbiomasse eine Alternative darstellen. Neben den bereits im Sonderforschungsbereich 193 eingesetzten Metallen Blei, Nickel, Cadmium, Zink und Kupfer ist die Ausdehnung der Untersuchungen auf weitere Metalle geplant, die als Kontaminationen in der Abwasseraufbereitung unterschiedlicher Herkunftsquellen eine wichtige Rolle spielen. Vorgesehen ist eine Erweiterung auf die Metalle Chrom (Cr+3) und Arsen (As). Der Schwerpunkt der Untersuchungen sollte auf industriell nutzbaren preiswerten Makroalgen liegen, die in großer Menge als Biomassenquelle vorhanden sind und leicht beschafft werden können.

Regenerative Reinigung organisch und anorganisch kontaminierter Feststoffe durch Oxidation

In diesem Vorhaben werden die Einsatzmoeglichkeiten von in der Wassertechnologie gaengigen Oxidationsverfahren, speziell der Ozonung, im Bereich der Reinigung von Feststoffen untersucht. Dabei standen bisher in erster Linie organisch kontaminierte Boeden von ehemaligen Gaswerksstandorten im Mittelpunkt. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl bei einer in-situ- als auch einer ex-situ-Behandlung eine ueber 95prozentige Elimination der Schadstoffklasse der PAK moeglich ist. Der Ozonbedarf betraegt dabei im Falle einer in-situ -Anwendung etwa 5 g Ozon je g organisch gebundenem Kohlenstoff. Durch die Einstellung geeigneter Reaktionsbedingungen, was jedoch nur ex-situ moeglich ist, laesst sich dieser Verbrauch auf 3,5 g/g reduzieren. In einer Parallelreaktion werden ferner die natuerlichen Huminstoffe und auch sulfidische Mineralphasen des Bodens umgesetzt. Dabei kommt es auf gering gepufferten Boeden zu einer Versauerung, der durch eine Kalkung entgegengewirkt werden kann. Von den organischen Oxidationsprodukten wurden nahzu 100 Verbindungen identifiziert. Diese sollen in einer nachfolgenden biologischen Behandlung vollstaendig mineralisiert und der Boden so fuer einen Wiedereinbau konditioniert werden.

Entwicklung einer innovativen Messmethode zur Überwachung von Biofiltern zur biologischen Abluftreinigung mit Hilfe der Strahlungsthermometrie

Zur Minimierung der Geruchsemissionen von biologischen Abfallbehandlungsanlagen werden in der Regel sogenannte Flächenbiofilter eingesetzt. Voraussetzung für eine ausreichende Reinigungsleistung ist eine gleichmäßige Durchströmung des Filterbeets. Für die Probennahme zur Geruchsbestimmung auf einem Flächenbiofilter ist die Auswahl von repräsentativen Messstellen notwendig. Um eine qualitativ hochwertige Aussage zur Geruchsemissionssituation eines Flächenbiofilters treffen zu können, müssen sowohl stark als auch schwach durchströmte Bereiche beprobt werden. Zur Festlegung dieser Probennahmestellen ist die Kenntnis der Strömungsverteilung im Biofilter notwendig. Mit der konventionellen Messmethodik zur Überprüfung der Funktionsweise ist nur eine punktuelle und damit stichprobenhafte Erfassung der Messparameter, wie z. B. Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur möglich. Es wurde jedoch festgestellt, dass sich Inhomogenitäten in der Durchströmung bereits in der Temperaturverteilung auf der Oberfläche eines Biofilters zeigen und so Rückschlüsse auf die Filterwirksamkeit ermöglichen. Als Messverfahren, das die definierten Anforderungen an zeitgleiche und flächenhafte Erfassung erfüllt, wurde die innovative Methode der Infrarot-Thermographie zur Temperaturmessung identifiziert. Im Rahmen dieses Antrags soll die in Voruntersuchungen festgestellte prinzipielle Eignung genauer untersucht und wissenschaftlich begründet werden. Dabei sollen einerseits die Potenziale der Infrarot-Thermographie zur Überwachung von Flächenbiofiltern aufgezeigt und andererseits die Grenzen und Randbedingungen für einen effektiven Einsatz in der Praxis definiert werden.

Weiterentwicklung von Pflanzenklaeranlagen

Screening von Rapsgenotypen auf Resistenz gegenüber der Verticilliumwelke

10 neue Rapsgenotypen wurden auf ihre Resistenzeigenschaften gegenüber Verticillium dahliae geprüft. Als Vergleichssorten standen die Genotypen Express (gering anfällig) und Accord bzw. Falcon (hoch anfällig) zur Verfügung. Die Resistenzprüfung erfolgte nach Zeise als Wurzelinokulation mit verschiedenen Isolaten und 3maliger Bonitur der inokulierten Pflanzen.

Mobilization and transfer of heavy metals, including radionuclides, by mycorrhizas

Mycorrhizal communities at different locations in the former uranium mining area Ronneburg (Thuringia) were analysed, using molecular methods for the identification of mycorrhizal fungi. Strains of the ectomycorrhizal fungus Amanita muscaria were isolated from the former mining area and are now tested for their heavy metal tolerance.

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