Das Projekt "KMU-innovativ - Ozon-Array: Entwicklung eines Elektrolyseurs mit strukturierten Membran-Elektroden-Arrays für die in situ Produktion von Ozonlösungen in Wasser beliebiger Qualität, Teilprojekt 2" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Hochschule Bonn-Rhein-Sieg, Campus Rheinbach, Fachbereich 05 Angewandte Naturwissenschaften.Ziel des Vorhabens ist die Weiterentwicklung der elektrolytischen Ozonproduktion mit Polymerelektrolytmembranen (PEM) für den Einsatz in der Wasseraufbereitung bzw. beim Wasser-Recycling. Für Prozesswasser diverser Qualitäten, industrielle Waschwässer, Kühlwasserkreislaufsysteme, das Recycling von mineralischen Nährlösungen in der Pflanzenzucht oder etwa den Abbau von Medikamentenrückständen vor Wiedereinleitung soll eine kostengünstige, robuste, einfach aufzubauende und zu wartende Elektrolysetechnik entwickelt werden. Hierzu wird ein bei der Entwicklung miniaturisierter Membran-Elektrolysezellen für die in situ Produktion von Ozon entdeckter spezifischer Transporteffekt genutzt, der die Zellen schädigende Einflüsse von Erdalkali-Ionen vermeidet. Durch eine geschickte Parallelschaltung von Elektroden in sog. Strukturierten Membrane-Electrode Arrays (SMEA) soll dieser Effekt auf Elektrolysezellen mit wesentlich größeren Ozonleistungen übertragen werden. Im Teilprojekt der Hochschule sollen die Stoffflüsse in SMEA hinsichtlich Langzeitstabilität, Skalierbarkeit und Gastrennung untersucht werden. Das von der Hochschule Bonn Rhein-Sieg bearbeitete Arbeitspaket 2 zur Analyse der Stoffflüsse in SMEA gliedert sich in: Langzeittests von ausgewählten Arrays mit ausgewählten Materialien (Membranen, Anoden, Kathodenbeschichtungen) sowie variierten geometrischen Parametern zur Messung des Verhaltens von Härtebildnern über eine Laufzeit von typischerweise 50 bis maximal 150 h und Bilanzierung der Härtebildner im System mittels chemischer Analyse von gelösten und ausgefällten anorganischen Wasserinhaltsstoffen Ortsaufgelöste Analyse von Ablagerungen auf allen Elektrodenbestandteilen einschließlich Phasenuntersuchung im Mikro m-Bereich Erarbeitung eines Modells der auf molekularer Ebene stattfindenden Diffusionsprozesse, insbesondere des Kationentransports, durch die Membran und die durch Membran und Elektroden gebildeten Strukturen als Basis für die Optimierung der SMEA -Struktur.
Das Projekt "Direkte und indirekte Effekte der Schwebstoffbelastung in Kreislaufanlagen auf die Gesundheit und die Wachstumsleistung von Salmoniden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Landwirtschaftliches Zentrum für Rinderhaltung, Grünlandwirtschaft, Milchwirtschaft, Wild und Fischerei Baden-Württemberg (LAZBW), Fischereiforschungsstelle (FFS) des Landes Baden-Württemberg.Die dominierende Produktionsform in der Aquakultur in Deutschland sind offene Durchflusssysteme, deren Ablaufwasser für umliegende Ökosysteme teilweise problematisch sein können, da sie durch Nährstoffe und organische Anreicherungen belastet sind. Daraus resultieren immer strengere Umweltauflagen für die Betreiber solcher Anlagen. Kreislaufanlagen gelten hinsichtlich des Wasserverbrauchs und der Gewässerbelastung als umweltfreundliche Alternative zu offenen Durchflusssystemen. In Kreislaufanlagen wird das Anlagenwasser mechanisch und biologisch gereinigt und wieder in das System eingespeist, wodurch der Wasserverbrauch dieser Anlagen vergleichsweise gering ausfällt. Um jedoch ökonomisch konkurrenzfähig zu werden und die Gesamtökobilanz zu verbessern, bedarf es einer weiteren Optimierung solcher geschlossenen Systeme. Voraussetzung hierfür ist es, die Feststoffbelastung als zentrales Problem besser zu verstehen und steuern zu können. Zwar können größere Schwebstoffe durch mechanische Filtersysteme weitestgehend entfernt werden, gleichzeitig kommt es jedoch zu einer Akkumulation von Feinstpartikeln im aufbereiteten Systemwasser, welche die Fischgesundheit akut beeinträchtigen und/oder durch negative Auswirkungen auf Systemkomponenten auch indirekt zu einer Verschlechterung des Tierwohls führen können. Allerdings gibt es kaum Informationen darüber, wie hoch die Schwebstoffkonzentration sein darf und welche Größenverteilung oder Form der Partikel problematisch sein kann. Durch ein besseres Verständnis des Einflusses dieser zentralen Problemquellen könnte die Fischproduktion in Kreislaufanlagen aufgrund verbesserter Fischgesundheit entscheidend vorangebracht und Systemstörungen minimiert werden. Ziel dieses Projektes ist es daher, den Einfluss sich akkumulierender Kleinstpartikel in Kreislaufanlagen auf die Fischgesundheit und die Systemstabilität zu ergründen. Im Fokus liegt hierbei einerseits der direkte physikalische Einfluss unterschiedlich großer und verschieden zusammengesetzter Partikel auf die Gesundheit und das Wachstum der Fische. Andererseits ist eine umfassende Untersuchung der Auswirkungen des Schwebstoffaufkommens auf die Biofilterleistung und die Wasserparameter ein zentraler Punkt des Versuchsvorhabens. Während des Projektes werden Versuche mit verschiedenen Salmonidenarten (v.a. Oncorhynchus mykiss) durchgeführt, die hierzulande eine wirtschaftliche Relevanz besitzen. Dabei wird die weitgehende Entkoppelung der Schwebstoffbelastung von anderen belastenden Wasserparametern (Ammonium, Nitrit, CO2, pH, etc.) ein entscheidendes Kriterium bei dieser Untersuchung sein. Dies soll es ermöglichen, den Effekt der Schwebstoffe auf die Fischgesundheit unbeeinflusst von überlagernden Wasserparametern zu bestimmen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen in Form eines Leitfadens Fischzüchtern zur Verfügung gestellt werden und praxisorientierte Empfehlungen zur Optimierung des Schwebstoffmanagements liefern.