In der Bundesrepublik Deutschland, insbesondere im Umfeld Thueringens gibt es eine Vielzahl von Altlasten, die mit den verschiedenen Verfahren der Bodenreinigung saniert werden koennen. Bei kostenguenstigen Verfahren, wie z.B. der Bodenwaesche, bleiben bestimmte Schadstoffraktionen als hochbelastete Waesser und Schlaemme zurueck. Soweit es bei dem derzeitigen Stand der Technik wirtschaftlich moeglich ist, koennen sie weiter aufbereitet werden. Hier kommen verschiedene Verfahren, u.a. Einsatz von Aktivkohle, Hochleistungsbiologie, Strippen, und die chemische Oxidation zum Einsatz. Zur Entwicklung weiterer Verfahren zu diesem Zweck ist es erforderlich, begleitende Untersuchungen der einzelnen Verfahrensschritte zu taetigen, um somit zur Verfahrensoptimierung beizutragen und neuartigen Verfahren den Weg zur Einsatzfaehigkeit zu ebnen. Das Forschungsprojekt soll das Profil der Fachhochschule Erfurt in der Umweltanalytik erweitern sowie Gelegenheit geben, ein ueber den Durchschnitt hinausreichendes Fachwissen zu etablieren. Es soll insbesondere dem Fachbereich Versorgungstechnik, der den Aufbaustudiengang Umwelttechnik mit beinhaltet, ermoeglichen, Wirtschaftsunternehmen vor allem in Thueringen Kooperationsmoeglichkeiten anzubieten, die diese fuer die Entwicklung geeigneter Erzeugnisse, Verfahren und Anlagen nutzen koennen, um somit ihre Wettbewerbsfaehigkeit zu steigern.
In weiten Landesteilen Chinas werden durch die Leichtindustrie die Grund- und Oberflächengewässer belastet. Derzeit werden hoch belasteten Abwässer und Abfälle aus industriellen Gebieten Chinas mehrheitlich unsachgemäß auf ungeordneten Deponien entsorgt, was zahlreiche Umweltbelastungen verursacht. Die Gewinnung von erneuerbarer Energie aus Abwasser und Bioabfällen der Leichtindustrie stellt einen wichtigen Schritt in der Kreislaufwirtschaft dar. Deutschland ist eines der führenden Länder in der Nutzung von Erneuerbarer Energie aus nachwachsenden Rohstoffen sowie aus Abfällen und Abwässern. Das Ziel des Definitionsprojektes ist es, ein Netzwerk zwischen Industrie, Forschungsinstituten und Regierungsinstitutionen in Deutschland und China zu etablieren, um den Wissens-Transfer zu verbessern. Das Projekt soll dazu dienen, die Hürden und die Chancen der Biogastechnologie speziell im Bereich der Leichtindustrie zu identifizieren. Das Netzwerk der multidisziplinären Partner soll die Grundlagen für ein weitergehendes Projekt der CLIENT II Ausschreibung schaffen. Dadurch sollen für China innovative und nachhaltige Lösungsansätze zur Nutzung von Abfällen und Abwässern entwickelt werden, um ein besseres Wassermanagement, sowie bessere Energie- und Ressourcennutzung zu erreichen. Gleichzeitig können neue Marktpotenziale für deutsche Unternehmen erschlossen werden.
1. Vorhabenziel: In TAP 3.1 wird von der TU Stuttgart die Behandlung von Schwarzwasser, Grauwasser und verschiedenen gewerblichen Abwässern im Hinblick auf eine Energierückgewinnung in Form von Biogas als auch eine Nährstoffrückgewinnung (Stickstoff. Phosphor) in Form von MAP (Magnesium-Ammonium-Phosphat) untersucht. In einer ganzheitlichen Versuchsanordnung. zu der u.a. die Pilotanlage der HST gehört werden die Abläufe aus eine anaeroben Behandlung nach einer Feststoffabtrennung einer MAP-Fällung unterworfen. Anhand von Ergebnissen mit Schwarzwasser sollen in einer ersten Versuchsphase verschiedene entscheidende Parameter wie die Raumbelastung. die Aufenthaltszeit und die Prozesstemperatur variiert werden. Die Pilotanlage der HST wird auf dem Gelände des ISWA aufgebaut. Um die Übergangszustände auf die komplette separate Abtrennung von Schwarzwasser zu simulieren werden in weiteren Versuchsphasen die anaeroben Reaktoren mit verschiedene Mischungen aus Schwarzwasser und Grauwasser bzw. aus Schwarzwasser und einem gewerblichen Co-Ferme, beschickt. Als Co-Ferment können hierzu verschiedene organisch hoch belastete und gut abbaubare Abwässer beispielsweise aus der Lebensmittelindustrie, der Fruchtsaftindustrie, dem Weinbau und von Backereien oder Metzgereien herangezogen werden. HST plant, baut, liefert und wartet die Pilotanlage. Der Betrieb wird von der TU Stuttgart durchgeführt. 2. Arbeitsplanung: Die Konzeption des Pilotcontainers wird anhand von R&I-Schemen in eine Werkplanung überführt.
Die Firma Otto Oeko-Tech (Koeln) hat den in ihrem Hause fortentwickelten HCR-Reaktor (Hochleistungs-Compact-Reaktor) zur Reinigung hochbelasteter Abwaesser aus der Papier- und Nahrungsmittelindustrie sowie bei der Faekalschlammbehandlung mit sehr gutem Erfolg eingesetzt. Neben einer Reduzierung der organischen Schmutzparameter BSB5 und CSB wurde in Untersuchungen festgestellt, dass die Reinigung der Abwaesser mit geringen Kosten erreicht wurde. Der HCR-Reaktor soll nun vor diesem Hintergrund in eine Verfahrenskette zur Reinigung kommunaler Abwaesser insbesondere zur Stickstoffelimination integriert werden. An einer von der Firma Otto Oeko-Tech zur Verfuegung gestellten Versuchsanlage im technischen Massstab sollen Versuche mit dem Ziel der Reduzierung der Investitions- und Betriebskosten bei gleichzeitig guten Reinigungsleistungen mit hoher Prozessstabilitaet durchgefuehrt werden.
1. Die Lederherstellung ist mit dem Anfall von hochbelastetem Abwasser und schlammigen und festen Abfaellen verbunden. Diese koennen bei Anwendung haarerhaltender Aescherverfahren verringert werden. 2. Fuer die anfallenden Haare sind Verwertungsmoeglichkeiten zu suchen. Bisherige Entsorgungsformen fuer die Haare (Deponie, Kompostierung) verursachen zusaetzliche Kosten fuer die Lederbetriebe. 3. Erkundete Verwertungsmoeglichkeiten fuer die Haare: Entwicklung eines Stickstoffduengemittels, bei dem die zeitabhaengige Bereitstellung von pflanzenverfuegbarem Stickstoff bekannt ist und damit die Duengemittelgabe dem tatsaechlichen Bedarf der Pflanzen angepasst werden kann. Einsatz von Haaren zur Bodenabdeckung im Obstbau als umweltgerechte Alternative zum Einsatz von Herbiziden bzw. zur Abloesung von anderen Abdeckmaterialien. die wesentliche Nachteile haben. AIs weitere Vorteile werden Duengewirkung, Verbesserung der Temperatur- und Wasserhaltung im Boden erwartet. Abloesung von Hornspaenen durch Haare als preisguenstigeren Keratinrohstoff fuer die Herstellung von Schaumfeuerloeschmitteln. 4. Aufgrund der Ergebnisse werden Projekte vorbereitet. nach deren Abschluss die vollstaendige Verwertung der Haare aus haarerhaltendem Aescher erwartet wird. Damit sind Voraussetzungen fuer eine breite Einfuehrung des haarerhaltenden Aeschers gegeben.
Ziel des Vorhabens ist es, die biologischen Prozesse bei der anaeroben Abwasserreinigung durch situative Regelung so gut aufeinander abzustimmen, dass fuer die geschwindigkeitsbestimmenden Abbauschritte der Acetogenese und Methanisierung eine optimale Substrataufbereitung geschaffen wird, eine beginnende Ueberlastung fruehzeitig erkannt wird und entsprechende prozessgefuehrte Gegenmassnahmen eingeleitet werden koennen. Erreicht wird dies durch die Modellierung der biologischen Prozesse in einem adaequaten Regelstreckenmodell und der darauf aufbauenden Regelung und Optimierung der anaeroben Abwasserbehandlung auf der Basis eines hybriden Fuzzy-Systems. Diese Loesung ermoeglicht es, stark belastetes Abwasser mit geringstem Aufwand an Wartung effektiv zu reinigen, wie es sonst nur mit sehr erfahrenem Personal moeglich waere.
Abwaesser mit hohen Ammonium-Konzentrationen fallen sowohl in der chemischen Industrie (Duengemittelherstellung, Erdoelverarbeitung), als auch im Deponiesickerwasser und bei der Massentierhaltung an. In den meisten Faellen enthalten die Abwaesser auch hohe Konzentrationen an organischen Stoffen, die jedoch bei der anaerob/aeroben Behandlung weitgehend abgebaut werden koennen, so dass ein Rest mit hohem NH4-Gehalt uebrig bleibt. Bei Konzentrationen von 200 - 1000 mg/l NH4-N und kleineren Frachten lohnt sich der Strippprozess mit anschliessender Produktion von verduennter Schwefelsaeure oder von Ammonium-Magnesium-Phosphat (MAP) noch nicht, so dass hier die Nitrifikation und Denitrifikation angewandt werden muss. In diesem Projekt wird die Nitrifikation eines Abwassers mit 500 - 600 mg/l NH4-N in Rotationsscheibenreaktoren optimiert. Von grosser Bedeutung ist die pH-Regelung auf optimale Werte in Abhaengigkeit von der axialen Position und der Konzentration. Da das Ammoniak bzw. die salpetrige Saeure Substrate der zweistufigen Nitrifikation sind, wird eine optimale NH3-Konzentration angestrebt, ohne dass sich Nitrit anreichert.
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