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Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Projektes ist es ganzheitliche Ansätze zu entwickeln, um die Ausbeuteraten von Brackwasserentsalzungsanlagen in Kombination mit landwirtschaftlichen Drainagewässern deutlich zu erhöhen (bis ca. 85%) und dieses am Beispiel von einer Hydroponik und der Bewässerung einer Safrankultur zu demonstrieren. Im Mittelpunkt der technologischen Entwicklung seht eine chemikalienfreie, auf Elektrodialyse-Metathesis basierende Vorbehandlung, sowie eine Closed Loop Reveres Osmosis. Die Verfahrenskombination erlaubt einen sehr flexiblen Betrieb, bei dem sich die Anlage eigenständig auf komplexe und schwankenden Rohwasserzusammensetzungen einstellen und sehr hohe Ausbeuteraten liefern kann. Die Anlage soll energieeffizient und energieautark mittels Photovoltaik betrieben werden. Technologien für die Konzentrataufbereitung werden evaluiert und Curricula sowie Trainingskurse entwickelt. Eine ganzheitliche sozioökonomische Bewertung wird die Arbeiten durch das Projekt hindurch mittels multikriterieller Analysen begleiten.

Die Wirkung von Schwermetallen auf das Wachstum von Waldbaeumen

Das Projekt "Die Wirkung von Schwermetallen auf das Wachstum von Waldbaeumen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Forstbotanik und Holzphysiologie durchgeführt. In welchem Masse werden Schwermetalle von den Baeumen aufgenommen, und bei welchen Konzentrationen treten Schaeden auf? In welche Teile des Baumes gelangen die Schwermetalle (wo Anhaeufungen)? Wo und wie werden die Schwermetalle schaedigend wirksam (Wasserhaushalt-Gaswechsel)? Die Baeume stehen zur besseren Vergleichbarkeit der Ergebnisse in Hydrokultur. Ein spezielles Bewaesserungsverfahren ermoeglicht optimales Wachstum aller Baeume (Klonmaterial). Gemessen wird die Dynamik der Wasserverschiebung im Baum (Aufnahme ueber die Wurzel, Abgabe ueber das Blatt) sowie der Gaswechsel (Photosynthese/Dissimilation) unbelasteter und belasteter Baeume. Veraenderungen sollen Aufschluss ueber Schaedigungsort und Schaedigungsweise der verschiedenen Schwermetalle geben.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BIOTEC Biologische Naturverpackungen GmbH & Co. KG durchgeführt. In HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen. Im BIOTEC-Teilvorhaben nimmt die Pilotierung einen zentralen Stellenwert ein. BIOTEC kann auf fundiertes Anwendungswissen im Bereich der Folienentwicklung mit hohen Anteilen biobasierter Rohstoffe zurückgreifen. Diese Kenntnis bringt es in die Entwicklung einer Folie zur Abtrennung von Spross- und Wurzelraum im hydroponischen System ein. Die Folie soll gleichzeitig den Pflanzen als Trägermaterial dienen, so dass auf die nicht nachhaltige Steinwolle verzichtet werden kann. BIOTEC erprobt die Folie in der Pilotierung und prüft mit ISWW die Kompostierbarkeit. Zudem beteiligt sich BIOTEC in der Ergebnisverwertung (und auf Anfrage auch in den Fallstudien (AP5) und Wirkungsabschätzung (AP6)) in der Marktbereitung des Konzepts und Abschätzung der Einsatzmöglichkeiten der entwickelten Technik.

Teilprojekt 8

Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von aquadrat ingenieure GmbH durchgeführt. ln HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen . Das Teilvorhaben von aquadrat ingenieure fokussiert die Schnittstelle zwischen Forschung und Praxis. aquadrat ingenieure möchte sein Wissen zur Abwasserbehandlung Richtung landwirtschaftlicher Abwasserverwertung ausbauen und der Praxis im Hessischen Ried vermitteln. aquadrat ingenieure bringt seine Fähigkeiten und Kenntnisse in der Hygiene und Expertise bei der Bewertung der Abwasserqualität in der Abwasseraufbereitung (AP2) ein. Zudem leitet aquadrat ingenieure die Fallstudie im Hessischen Ried und untersucht das Potenzial solcher Lösungen in der Region. Es übernimmt die Kommunikation an interessierte Kläranlagenbetreiber und Landwirte. Auch bringt sich aquadrat ingenieure in den Stakeholderdialog und die Ergebnisverwertung ein.

Teilprojekt 10

Das Projekt "Teilprojekt 10" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AquaTune - Dr. Gebhardt & Co GmbH durchgeführt. In HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen. Im aquatune-Teilvorhaben nimmt die Pilotierung in Wolfsburg einen zentralen Stellenwert ein. Es entwickelt gemeinsam mit dem IGB das Konzept zur Steuerung und Regelung der Anlagentechnik zur gewünschten Wasserbereitstellung für das hydroponische System an der sensiblen Schnittstelle zwischen Abwasseraufbereitung und landwirtschaftlicher Produktion. Das zu entwickelnde Konzept soll selbstlernende Steuer- und Regelstrategien generieren, die auch für andere Anlagen zur Abwasserbehandlung eingesetzt werden können. Zudem beteiligt sich aquatune in der Ergebnisverwertung (und auf Anfrage auch in den Fallstudien und Wirkungsabschätzung) in der Marktbereitung des Konzepts und Abschätzung möglicher Einsatzmöglichkeiten der entwickelten Technik.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. In HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen. Im IGB-Teilvorhaben nimmt die Pilotierung in Wolfsburg einen zentralen Stellenwert ein und das IGB ist gemeinsam mit ISWW themenverantwortlich für die Abwasseraufbereitung. Das IGB verantwortet in AP2 die anaerobe Abwasserreinigung und die Steuer- und Regelstrategien. Auch leitet das IGB die Fallstudien zur Marktbereitung. Ziel der Fallstudien ist es, für jeden Standort ein Konzept zur Nutzung von Abwasser im hydroponischen System angepasst an die lokalen Rahmenbedingungen zu entwickeln. Das IGB verantwortet die Abwasseraufbereitung in 3 Fallstudien und das Produkt in Form der vier Machbarkeitsstudien.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Tropische Agrarwissenschaften (Hans-Ruthenberg-Institut) (490) durchgeführt. In HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen. UHOH ist im Verbund verantwortlich für die Themenlinie Landwirtschaft/hydroponisches System. So leitet die UHOH das AP3 zur landwirtschaftlichen Produktion und führt die Versuche in der Pilotierung mit dem Ziel der Anpassung sowie Charakterisierung eines solchen hydroponischen Systems durch. Zusätzlich erfolgen Laborversuche zur Aufnahme von Viren sowie chemischer und organischer Schadstoffe via Pflanzenwurzeln. Auch bearbeitet UHOH den landwirtschaftlichen Part in den vier Fallstudien und verantwortet die Fallstudie in Evora, Portugal. UHOH ist für die landwirtschaftliche Ergebnisverwertung verantwortlich und übernimmt auch diesen Aspekt in der Qualitätskontrolle der HypoWave-Produkte. -.

Teilprojekt J

Das Projekt "Teilprojekt J" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Yara GmbH & Co. KG durchgeführt. Weshalb? Aus der Vielzahl an Auswirkungen der modernen Nahrungsmittelproduktion auf das System Erde sticht die Veränderung von P- und N-kreisläufen besonders hervor. Es ist die zentrale Zukunftsfrage, wie Ertragssteigerungen in der Landwirtschaft bei endlichen Phosphatressourcen, hohem Energieaufwand bei der Düngemittelproduktion und der Verschmutzung von Gewässern und Böden durch Phosphor und Stickstoff zukünftig möglich sein werden. In SUSKULT werden innovative Systeme der urbanen kreislaufbasierten Agrarproduktion entwickelt, die den Standortbedingungen für die erfolgreiche Pflanzenproduktion Rechnung tragen. Was? Das übergeordnete Ziel der SUSKULT-Vision ist, die urbane kreislaufbasierte Agrarproduktion perspektivisch als eine innovative Zukunftsbranche der bio-basierten Wirtschaft in Deutschland zu etablieren. SUSKULT entwickelt technologische und politische Lösungsmöglichkeiten und Anpassungsstrategien für eine kreislaufbasierte urbane Agrarproduktion. Ein auf Hydroponik basierendes regeneratives lokales Nahrungsmittelproduktionssystem wird entwickelt, das die wesentlichen Ressourcen Wasser, Stickstoff, Phosphor, Kalium, CO2 und Wärme aus dem Betrieb einer 'Kläranlage der Zukunft' bezieht. Ergebnis? Die SUSKULT-Vision weist der urbanen kreislaufbasierten Agrarproduktion in Deutschland den Weg. Der Transformationsprozess einer konventionellen Kläranlage in ein NEWtrient Center wird modellhaft für die Metropolregion Rhein-Ruhr demonstriert. Die in diesem Projekt kooperierenden Partner (Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft) sind überzeugt, dass die technologische Innovationsentwicklung in SUSKULT ein zentraler Treiber für die Entwicklung eines nachhaltigen Agrarsystems der Zukunft in Deutschland sein wird.

Lernen mit der WasserFarm - Hydroponik in der Bildung

Das Projekt "Lernen mit der WasserFarm - Hydroponik in der Bildung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TERRA URBANA Umlandentwicklungsgesellschaft mbH durchgeführt. Zielsetzung: Die auch hierzulande zunehmenden Dürreperioden und sinkenden Grundwasserstände rücken das Thema wassereffiziente Nahrungsmittelproduktion vermehrt in den Fokus. Dennoch fehlt im laufenden Schulbetrieb häufig der Bezug oder die Möglichkeit, zusammenhängende Prozesse praxisnah zu erkunden, zu erleben und zu verstehen. Schülerinnen und Schülern diese wichtigen Lernprozesse zu ermöglichen und im Sinne des BNE-Ansatzes interdisziplinäre, reflexive und forschende Gestaltungskompetenzen an Schulen zu fördern, ist wesentlicher Inhalt des vorliegenden Projekts 'WasserFarm'. Zentrale Bestandteile der 'WasserFarm' sind die Schulung von Lehrpersonal, die Vermittlung von Basiswissen der hydroponischen Kultivierung und systemspezifischer Inhalte mit MINT-Bezug sowie die Unterstützung eines partizipativen Lern- und Verständnisprozesses von Schülerinnen und Schülern bezüglich globaler Nachhaltigkeit. Hydroponik ist eine erdlose und damit standortunabhängige Anbaumethode von Pflanzen. Die Pflanzen werden dabei durch eine Nährstofflösung mit allen wichtigen Nährstoffen versorgt. Durch die kontinuierliche Wiederverwendung des Wassers, also die Kreislaufführung dieser wasserbasierten Nährstofflösung, zeichnet sich der hydroponische Anbau durch eine hohe Ressourceneffizienz und die Vermeidung von umweltbelastenden Nährstoffüberschüssen, Pestiziden, Insektiziden und Herbiziden aus. Ziel des Projektes ist es, durch ein objektbezogenes interdisziplinäres Schulungskonzept einen Lernrahmen zu schaffen, in dem Schülerinnen und Schülern durch Partizipation und Mitgestaltung fächerübergreifende Themen wie die nachhaltige Lebensmittelproduktion, Funktionsweisen von Kreislauftechnologien, Nährstoff- und Wasserkreisläufe, Ressourceneffizienz erlernen und so ein Bewusstsein für globale Herausforderungen und Lösungsansätze im Sinne der Sustainable Development Goals entwickeln können. Darüber hinaus soll den Schülerinnen und Schülern das Wissen und die Mittel mitgegeben werden, um auch eigenständig eine Hydroponikanlage einrichten und betreiben zu können. Dadurch sollen deren Nachhaltigkeits- und Gestaltungskompetenzen gefördert und ein Bewusstsein für globale Herausforderungen und Lösungsansätze in Zeiten des Klimawandels geweckt werden. Das Projekt wird an drei Pilotschulen in zwei Bundesländern (Brandenburg, Schleswig-Holstein) durchgeführt.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des HighRec Projektes ist es ganzheitliche Ansätze zu entwickeln, um die Ausbeuteraten von Brackwasserentsalzungsanlagen in Kombination mit landwirtschaftlichen Drainagewässern deutlich zu erhöhen (bis ca. 85%) und dieses am Beispiel von einer Hydroponik in Katar und der Bewässerung einer Safrankultur im Iran zu demonstrieren. In vielen Ländern des mittleren und Nahen Ostens kann der Frischwasserbedarf schon sehr lange nicht mehr über die natürlichen Ressourcen gedeckt werden, wobei sich dieser Mangel durch die verschiedensten Einflüsse zunehmend verschärft. Damit verbunden sind existenz-bedrohende Auswirkungen auf den industriellen und landwirtschaftlichen Sektor. Die Aufbereitung und Verwendung von Brackwasser im Landesinneren wird schon praktiziert, allerdings mit geringen Ausbeuteraten. Daher steht m Mittelpunkt der technologischen Entwicklung eine chemikalienfreie, auf Elektrodialyse Metathesis (EDM) basierende Vorbehandlung sowie eine Closed Loop Reveres Osmosis (CLRO). Die Verfahrenskombination erlaubt einen sehr flexiblen Betrieb, bei dem sich die Anlage eigenständig auf die typischerweise stark schwankenden und chemisch komplexen Rohwasserzusammensetzungen einstellen und sehr hohe Ausbeuteraten liefern kann. Die Anlage soll energieeffizient und energieautark mittels Photovoltaik (PV) betrieben werden. Zusätzlich werden Technologien für die Konzentrataufbereitung (ZLD) und -verwertung evaluiert und Curricula sowie Trainingskurse entwickelt. Eine ganzheitliche sozioökonomische Bewertung wird die Arbeiten durch das Projekt hindurch mittels multikriterieller Analysen begleiten.

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