Im REPLAWA-Verbund werden die zentralen Fragen zum Thema Plastik in der Umwelt in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und -behandlung untersucht. Das ISWW entwickelt dabei u.a. eine Analysemethodik für die Mikroplastikdetektion in Klärschlämmen. Darauf aufbauend werden großtechnischen Kläranlagen hinsichtlich ihrer Mikroplastikfrachten v.a. in Bezug auf die Schlammbehandlung bilanziert, sowie der Eintrag in die Landwirtschaft durch die Abwasserverregnung und Schlammverwertung evaluiert. Filtrationstechnologien zur Reduktion der Plastikeinträge werden neben der Schlammfaulung gezielt in dotierten halbtechn. Versuchsanlagen untersucht. Aus den Ergebnissen werden Strategien zur Sensibilisierung von Verbrauchern und Betreibern sowie zur Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. Die sozialwissenschaftliche Forschung des ISW-IB im Projektverbund ermittelt, inwiefern die internationale Debatte um die Regulierung von Plastik geeignet sind, die technisch möglichen Lösungen zu realisieren. Dabei interessiert insbesondere die internationale Normgenese im Bereich Mikroplastik und Abwasser. Es wird untersucht, inwiefern politische Lösungen mit den technischen Problemen und Herangehensweisen korrespondieren, sowie das mögliche Verhältnis von konsumentenorientierten Lösungen zu technischen 'End-of-pipe-Lösungen', die im REPLAWA-Verbund untersucht werden. ISWW: AP1: Methodenentwicklung Schlammaufschluss für Mikroplastikanalyse und Dotierung halbtechn. Versuche AP2: Untersuchung Einträge in Landwirtschaft und Grundwasser im Verregnungsgebiet Braunschweig AP3: Bilanzierung Mikroplastikfrachten auf Kläranlage Braunschweig, Unterstützung der TU Berlin bei Beprobung weiterer Kläranlagen AP4: Durchführung halbtechn. Versuche zur weitergehenden Mikroplastikabscheidung sowie Schlammfaulung AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops ISW-IB: AP5: Sozialwissenschaftliche Analyse AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops.
Ziel des Projektes ist die wissenschaftliche Untersuchung und Weiterentwicklung der nachgeschalteten CO2-Abtrennung durch einen Sprühwäscheprozess aus Kraftwerksrauchgasen. Der Fokus liegt in der Entwicklung eines effizienten und wirtschaftlichen Sprühabsorptionsverfahrens unter größtmöglicher Lastflexibilität. Dazu soll der Prozess im Versuchsbetrieb im Technikumsmaßstab optimiert werden, während gleichzeitig besonders geeignete Absorptionsmittel gezielt untersucht und verbessert werden. Die energetische und wirtschaftliche Bewertung des Prozesses ermöglicht die Abschätzung des Energiebedarfs und der CO2-Vermeidungskosten. Für die experimentellen Untersuchungen steht die im Vorgängerprojekt installierte Versuchsanlage zur Verfügung, die punktuell modifiziert werden soll. Schwerpunkte der Betrachtungen liegen auf der Abhängigkeit des Absorptionsprozesses vom Lastfall, d.h. von Rauchgasstrom und -zusammensetzung sowie von der Spraycharakteristik. Auch das dynamische Verhalten beim Übergang zwischen Lastzuständen soll untersucht werden. Für die detaillierte Bestimmung der Absorptionsraten unter realistischen Strömungsbedingungen wird ein Tropfenschwarmabsorber in einen Bypass der Versuchsanlage integriert. Die Ergebnisse sollen die Vorteile der Sprühwäsche gegenüber der Verwendung von Packungskolonnen wie z.B. den flexibleren Lastbereich, niedrigeren Druckverlust und die Verwendbarkeit einer größeren Bandbreite an Absorptionsmitteln nutzbar machen. Weiterhin sollen durch den Einbau von unterschiedlichen Zerstäuberdüsen und Wandabstreifern Möglichkeiten für die Prozessintensivierung betrachtet werden. Die Degradation des Absorptionsmittels wird beobachtet, um Rückschlüsse auf das erforderlichen Solvent Management ziehen zu können. Die energetische und wirtschaftliche Bewertung des Prozesses unter Berücksichtigung von Kraftwerksflexibilität, Anlagenkonfiguration und Absorptionsmitteln hinsichtlich Energiebedarf und CO2-Vermeidungskosten schließt das Projekt ab.
Das Projekt zielt (1) auf ein besseres Verständnis der Dynamik von Antibiotika-Resistenzgenen im Abwasser sowie (2) die Entwicklung effizienter Technologien zur Reduzierung von Keimzahlen und Antibiotika-Rückständen im Europäischen Abwasser ab. Die Arbeitsgruppe der TU Dresden entwickelt ein konzeptionelles ökologisches Modell, welches den Prozess des Gentransfers sowie den Einfluss von Umweltfaktoren auf die Ausbreitung resistenter Bakterien in Fließgewässern beschreibt. Die Arbeitsgruppe ist weiterhin mit der praktischen Detektion und Quantifizierung von Antibiotika-Resistenzgenen im Abwasser sächsischer Kläranlagen beschäftigt.
Für viele Mikroschadstoffe, wie z.B. Haushaltchemikalien, Einsatzstoffe in KMUs, Arzneimittel oder Biozide stellt der Eintrag über das kommunale Abwassersystem (Einleitung, Mischwasserabschläge und je nach Anwendungsfall auch Regenwassereinleitungen) den dominierenden Eintragspfad in die Gewässer da. In diesem Vorhaben sollen an wichtigen Vertretern, die bereits teilweise als prioritäre Stoffe der Wasserrahmenrichtlinie geregelt wurden oder geregelt werden sollen (z.B. Diuron oder Diclofenac) das exemplarische Zusammenwirken, die Wirksamkeit und Kosteneffizienz von Stoffregulierungen und nachgeschalteten Maßnahmen (gezielte Eliminierungsstufen in der kommunalen Abwasserbehandlung, Verbesserung der Misch- und Regenwasserbehandlung) untersucht werden. Ziel ist es, geeignete Kombinationen von Maßnahmen und ihre Randbedingungen vorzuschlagen, die sich durch eine hohe Kosteneffizienz auszeichnen. Diese Maßnahmenkombinationen sollen einer Wirkungsabschätzung zugänglich und somit gut in den Planungsprozess der Wasserrahmenrichtlinie integrierbar sein.
Eine hinreichende Wasserversorgung und ein Abwassersystem zu gewährleisten, ist besonders in Ballungsgebieten eine Herausforderung für Regierungen weltweit. Die prognostizierten dramatischen globalen Veränderungen machen diese Aufgabe noch schwieriger. Bevölkerungswachstum, Verstädterung, die voranschreitenden Industrialisierung, der Klimawandel und ein drastischer Anstieg des Wasserverbrauchs belasten urbane Wasserressourcen massiv. Um die Wasserknappheit in Ballungsgebieten zu regulieren, braucht es einen Paradigmenwechsel vom konventionellen end-of-pipe-Wassermanagement (nachgeschaltete Maßnahmen) hin zu einem integrierten Ansatz. Dieser integrierte Ansatz sollte verschiedene Elemente beinhalten. Hierzu zählen: (i) Maßnahmen für den gesamten städtischen Wasserkreislauf (sowohl Ab- als auch Frischwasser werden hier als Bestandteile von Wasserressourcen im Allgemeinen betrachtet); (ii) Optimierung des Wasserverbrauchs durch die Wiederverwendung von Abwasser und durch das Verhindern der Verunreinigung von Frischwasser; (iii) Priorisierung von natürlichen und technischen Kleinanlagen, die flexibel und kosteneffizient sind und nur einen minimalen Instandhaltungsaufwand erfordern. Solche Anlagen, wie z.B. Pflanzenkläranlagen, Rigolenversickerung, Bodenfilterung und Uferfiltration, fördern die naturnahe Wasserreinigung und -speicherung. Außerdem haben kompakte technische Anlagen wie SBR (Sequencing Batch Reactor) und MBR (Membranbioreaktoren) in den letzten Jahren einen großen Entwicklungsfortschritt gemacht. Darüber hinaus können sie große und stark variierende Schadstoffbelastungen aufnehmen, saisonale Fluktuationen in der Wasserverfügbarkeit ausgleichen und in die Stadtplanung als grüne Infrastruktur, die zusätzliche sozioökonomische Vorteile wie z.B. Erholungsmöglichkeiten bietet, integriert werden. In Europa werden diese Systeme seit vielen Jahren entwickelt und das Potential für ihre Anwendung in Entwicklungs- und neu-industrialisierten Ländern ist weithin anerkannt. Allerdings herrschen in Indien und vielen weiteren Entwicklungs- und neu-industrialisierten Ländern in wärmeren Klimazonen andere Umweltbedingungen. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen zielt das Projekt NaWaTech auf die Maximierung des Nutzens von natürlichen und kompakten technischen Systemen und Prozessen für das effektive Management von kommunalen Wasserressourcen, von Wasserversorgung und Abwasserentsorgung und von kommunalen Wasserkreisläufen in städtischen Gebieten in Indien. (Text gekürzt)
Das Forschungsvorhaben unterteilt sich in die folgenden Teilschritte: - Prozessanalyse/ Modellbildung: Eine detaillierte Analyse des konventionellen Zementherstellungsprozesses bildet die Basis für alle weiteren Schritte zur Anpassung des Prozesses an die Oxyfuel-Technologie. Die Analyse hat das Ziel, ein realistisches Prozessmodell, hier in AspenPlus®, zu erstellen. Mit dem für eine typische Anlagengröße erstellten Modell ist dann eine stoffliche und energetische Bilanzierung des konventionellen Zementherstellungsprozesses möglich. Die gewonnenen Daten sollen mit den Daten realer Anlagen validiert werden. Mit Hilfe des erstellten Simulationsmodells werden die wesentlichen Einflussparameter auf die CO2- und die Energiebilanz des Gesamtprozesses bestimmt. - Konzeptentwurf auf der Basis der Oxyfuel-Technologie: In einem ersten Entwurf wird die Wärmebereitstellung für den Klinkerherstellungsprozess auf Oxyfuel-Bedingungen umgestellt. Dafür sind unter Wahrung aller typischen Prozessparameter eine Luftzerlegungsanlage und eine Rauchgasrückführung zu ergänzen. Daraus lässt sich bei ansonsten unveränderter Anlagenkonfiguration erkennen, ob und an welcher Stelle des nur leicht modifizierten Prozesses die Abgasqualität die Anforderungen für eine ausreichend hohe CO2-Abtrennrate erfüllt. Dieses erste Simulationsmodell dient als Basis für die weitere energetische Optimierung und der Untersuchung weiterer Konzepte des Zementherstellungsprozesses mit Oxyfuel-Technologie mit Anpassungen an eine maximale CO2-Abtrennrate bei entsprechender CO2-Reinheit. - Bewertung des neu erstellten Konzepts für eine CO2-arme Zementherstellung: Der als realisierbar eingeschätzte Konzeptentwurf wird abschließend hinsichtlich seiner zusätzlichen Kosten für die CO2-Abtrenung und für die Anlagentechnik sowie auf sein Betriebsverhalten (An- und Abfahren, eventuell Laständerungen) mittels des Simulationsmodells untersucht. - Anwendung eines Post-Combustion Prozesses mit chemischem Lösungsmittel auf den Zementherstellungsprozess zur CO2-Abtrennung und Vergleich desselben mit dem Oxyfuel-Prozess: Zum Vergleich mit dem Oxyfuel-Prozess soll auch ein Post-Combustion Prozess mit einem chemischen Lösungsmittel zur CO2-Abscheidung beim Zementherstellungsprozess betrachtet und simuliert werd. Die ermittelten Kennzahlen sollen einen energetischen Vergleich mit dem Oxyfuel-Prozess und eine überschlägige Dimensionierung des CO2-Abtrennungsprozesses ermöglichen. Schlagwörter: Umweltfreundliche Zementherstellung; CO2-Abtrennung; Oxyfuel-Prozess; Post-Combustion Prozess; Modellierung; Integration des Gesamtprozesses
Das Verbundprojekt integriert die Aspekte der Wiederherstellung eines funktionsfähigen Ökosystems und der nachhaltigen Nutzung von Oberflächengewässern mit einer Entwicklung von technologischen Lösungen zur Trinkwasserversorgung. Dabei werden sowohl langfristige Konzepte zur Verringerung der Belastung des Ökosystems Wolga als auch end-of-pipe-Maßnahmen zur kurz- und mittelfristigen Sicherstellung der Trinkwasserversorgung erarbeitet. Dies geschieht anhand von Untersuchungen in einer größenmäßig überschaubaren Modellregion. Die wissenschaftlichen Arbeitsziele dieses Teilprojektes lassen sich wie folgend beschreiben: - Tieferes Verständnis der Bindung, Remobilisierung und Freisetzung von Schwermetallen aus Flusssedimenten durch Untersuchung der Vorgänge an der Sediment-Wasser-Grenzschicht und die sie beeinflussenden Umgebungsparameter. - Differenzierte Analytik der Nährstoffe (C, N und P) unter den Aspekten der Aufklärung der Herkunft, Eintragspfade und Bindungsformen um hieraus Empfehlungen für eine zukünftige Verringerung im Hinblick auf eine Gewässereutrophierung abzuleiten. Bestimmung der aktuellen Flussqualität durch Jahreszeiten übergreifende Beprobung der Moskva, Oka und Wolga an ausgewählten Probenannahmestellen. Differenzierte Analytik der Nährstoffe (C, N und P) unter den Aspekten der Aufklärung der Herkunft, Eintragspfade und Bindungsformen um hieraus Empfehlungen für eine zukünftige Verringerung im Hinblick auf eine Gewässereutrophierung abzuleiten. Die Daten sollen anderen Projektspartner zur gesamten Bewertung des Systems zur Verfügung gestellt werden. Die Ergebnisse sollen veröffentlicht und den Entscheidungsträgern aus Russland und deutschen Wirtschaftsunternehmen bekannt machen.
The scope of sewage treatment is changing: Up to date municipal wastewater treatment plants (WWTP) were seen as an end-of-pipe treatment just before discharge, having the aim to avoid eutrophication and hygienic health hazard in surface water. Due to the global demographic trends as well as new legislations (e.g. the Water Framework Directive, WFD) increased focus is put on quantity and quality of effluents: WWTP are more and more seen as interface between sanitation and environment, delivering resources to the environment or human activities (recharge of drinking water reservoirs, recycling of nutrient, efficient energy use). This focus shift has implications on the quality goals set for WWTP products: land requirement, effluent N, P load, effluent pathogen load, energy optimization. New focus: nutrient recycling, micropollutants: ecotoxicology of the effluent energy production. NEPTUNE is focusing on technology solutions allowing to meet present and future standards via upgrading of existing infrastructure (new control strategies with online sensors; effluent upgrading with oxidation, activated carbon or wetland treatment; sludge processing for safe nutrient recycle) as well as via new techniques (fuel cell applications; new oxidative agents; polymer production from sludge). By including pathogen and ecotoxicity aspects into life cycle assessment studies (LCA), the project is helping improve the comparability of various technical options and propose a suitability ranking. The new focus given by the WFD and the emerging interest on organic (eco-)toxic compounds requires characterizing treated effluent and treatment technologies concerning ecotoxicologic aspects and micropollutants. The project is contributing to this discussion by ecotoxicity assessment and micropollutant fate studies.
Ziel von reclip:tom ist es, Handlungsoptionen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen für Österreich zusammenzustellen. Dabei sollen sowohl die Wirksamkeit der Maßnahmen als auch deren Kosten abgeschätzt und kritisch beleuchtet werden. Die Handlungsoptionen werden vor dem Hintergrund eines Referenzszenarios behandelt, welches aus der WIFO Energieprognose und anderen politisch relevanten Abschätzungen der künftigen Entwicklung nach current legislation abgeleitet wird. Eine aktualisierte Variante der WIFO Energieprognose wird Mitte 2005 vorliegen. Reclip:tom beinhaltet also kein explizites Modell zur ökonomischen Prognose oder Energieprognose; stattdessen verwendet reclip:tom die Ergebnisse derartiger Modelle als Input. Zieljahre für Emissionsprojektionen sind die Kyoto-Periode (2008-2012), ein Post-Kyoto Jahr 2020 sowie eine Extrapolation auf 2050. Handlungsoptionen zur Reduktion von Treibhausgasen liegen für Österreich in weiten Teilen bereits vor. Eine systematische und durch alle Quellgruppen von Treibhausgasen konsistente Auswertung der Kosten solcher Maßnahmen fehlt bisher. Eine solche Auswertung ist aber für eine kostenoptimierte Zusammenstellung von Handlungsoptionen erforderlich. Insbesondere sollen Maßnahmen nicht nur isoliert betrachtet werden können, sondern es sollen Maßnahmenbündel definiert werden, die die gegenseitigen Abhängigkeiten von Maßnahmen berücksichtigen können. Als Maßnahmen können hier sämtliche technologischen Optionen gelten, also end-of-the pipe Maßnahmen genauso wie Prozessänderungen, nicht aber gesellschaftliche Verhaltensänderungen. Reclip:tom wird eine derartige Zusammenstellung von Handlungsoptionen schaffen und gleichzeitig Informationen, die spezifisch für Österreich vorliegen und auf qualitativ hochwertigen Informationen beruhen, mit internationalen Datensätzen vergleichbar machen. Insbesondere sollen hier die Ergebnisse der sectoral objectives Studie der EU und die Daten von GAINS, der Treibhausgas-Erweiterung des IIASA-RAINS Modells, in den Vergleich einbezogen werden. Als Ergebnis werden unterschiedliche Maßnahmen bzw. Maßnahmenbündel über ihre Kosten miteinander vergleichbar gemacht und in einer Kostenkurve auch den Kosten von Emissionszertifikaten im Rahmen des Emissionshandels gegenübergestellt werden können. Die verschiedenen Treibhausgasquellen werden von Experten-Teams bearbeitet. Das Institut für Landtechnik im Department für Nachhaltige Agrarsysteme der Universität für Bodenkultur Wien wird für die Bereiche N2O- und CH4-Emissionen aus Böden und N2O- und CH4-Emissionen aus der Tierhaltung und aus dem Wirtschaftsdünger-management zuständig sein. Innerhalb der Bereiche Böden und Tierhaltung wird die Emissionsquellen-Einteilung des IPCC verwendet. Eine umfassende Literaturrecherche erfasst den derzeitigen Stand des Wissens. Die Ergebnisse finden Eingang in die Datenbank, die im Rahmen von rec-lip:tom aufgebaut wird. U.s.w.
| Origin | Count |
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| Bund | 28 |
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| Förderprogramm | 28 |
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