Wie bereits von vielen Autoren berichtet wurde, zeigen Salzloesungen niedrigere Sauerstoffsaettigungskonzentrationen als reines Wasser. Bisher wurde eine Abhaengigkeit der Sauerstoffsaettigungskonzentration sowie der -transferkonstanten von der Salzart nicht ueberprueft. Zur systematischen Untersuchung werden Konzentrationsreihen waessriger Salzloesungen in einem Becken mit rotierenden Tauchscheiben aus Glas durch Stickstoffeinleitung an Sauerstoff verarmt. Der abschliessende Sauerstoffeintrag aus der Luft wird mit einer Sauerstoffsonde in Abhaengigkeit von der Zeit gemessen. Zusaetzlich wird die erreichte Sauerstoffsaettigung ueber ein modifiziertes Winkler-Verfahren bestimmt. Unter Beruecksichtigung der Mischungskinetik werden die kinetischen Konstanten des Sauerstoffeintrags aus den Messergebnissen berechnet.
Zur Untersuchung der vorgeschalteten Denitrifikation mit Scheibentauchkoerpern wurden zwei herkoemmliche Scheibentauchkoerper (je 90 Scheiben, 1.200 m2 Aufwuchsflaeche und 4,5 m3 Wannenvolumen) luftdicht abgedeckt. Die Beschickung der Denitrifikationsreaktoren erfolgte mit vorgeklaertem Abwasser und nitrathaltigem Ablauf einer nitrifizierenden Scheibentauchkoerperkaskade. Bei mittleren CSB-Flaechenbelastungen der Denitrifikationsstufe von 30 g/(m2xd) CSB wurde eine Denitrifikationskapazitaet von bis zu 2,1 g/(m2xd) NO-N, entsprechend einer Denitrifikationskapazitaet von 7 Prozent ermittelt. Die erzielten DN-Kapazitaeten sind mit Werten fuer vorgeschaltete Denitrifikationszonen beim Belebungsverfahren bzw. vorgeschalteten Denitrifikationstropfkoerpern vergleichbar.
Hochkonzentrierte Abwässer von zwei industriellen Indirekteinleitern sollen direkt in den Faulbehälter zur Mitbehandlung verbracht werden, um die Kläranlage zu entlasten. Von kleineren Kläranlagen in benachbarten Gemeinden werden Klärschlämme zur Klärgaserzeugung angenommen. Die Fäkalannahmestation wird zur Zwischenspeicherung und Bewirtschaftung von Schlämmen, Konzentraten der Indirekteinleiter und Co-Substraten umgerüstet, um den Klärgasanfall bedarfsgerecht zu steuern. Eine Gasleitung wird für die externe Klärgasverstromung zu einem nahegelegenen Strom- und Wärmeabnehmer (Diakoniezentrum mit Kliniken, Wohngebäuden, Großküche und Wäscherei) verlegt. Das Klärgas trägt dazu bei, den Strom- und Wärmebedarf dieses Zentrums zu decken und dort den Einsatz fossiler Brennstoffe zu substituieren. Der sonst übliche Verlust von bis zu 9 Prozent des im Faulschlamm gebundenen Klärgases wird durch eine Vakuum-Entgasung des ausgefaulten Schlamms sowie durch Auffangen des Gases aus der Nachfaulung im Schlammsilo vermieden. Die Wärmeerzeugung des BHKW wird neben der Deckung des üblichen eigenen Wärmebedarfs der Kläranlage (Beheizung des Faulbehälters und der Betriebsgebäude) für die Beheizung eines Scheibentauchkörpers genutzt, mit dem im Schlammwasser Stickstoff durch Deammonifikation eliminiert wird. Da das Schlammwasser in das Belebungsbecken zurückgeführt werden muss, spart die Deammonifikation bis zu 60 Prozent der sonst erforderlichen Belüftungsenergie für die Nitrifikation/Denitrifikation. Der Einsatz eines beheizten Scheibentauchkörpers zur Deammonifikation erfolgt erstmalig auf einer Kläranlage. Durch konventionelle Maßnahmen wie die Nachrüstung von frequenzgeregelten Rührwerken, Einsatz verbesserter Belüfterelemente und Ersatz von Antrieben durch Motoren der höchsten Effizienzklasse soll der Stromverbrauch der Kläranlage um bis zu 15 Prozent reduziert werden.
Grauwasser ist häusliches Abwasser ohne Fäkalien. Dadurch ist es weniger belastet als herkömmliches Abwasser und kann durch biologische Verfahren aufbereitet und als Brauchwasser wiederverwendet werden. Die biologische Abbaubarkeit von Grauwasser ist jedoch durch niedrige Nährstoffkonzentrationen und hohe Anteile an Tenside aus Wasch- und Pflegemitteln beeinträchtigt. Die biologische Abbaubarkeit wird unter Einsatz von Scheibentauchkörpern untersucht. Dadurch werden Bemessungsparameter für Grauwasserbehandlungssysteme entwickelt. Neben den verfahrenstechnischen Aspekten der Grauwasserwiederverwendung wurde im Zuge der Arbeit auch die Relevanz beteiligter Akteure für eine mögliche Implementierung des Systems in Deutschland deutlich. Da in Australien die Nutzung von Grauwasser wesentlich verbreiteter ist als in Deutschland wurde dort eine Akteursanalyse durchgeführt, aus der Handlungsempfehlungen für ein Akteursmanagement in Deutschland abgeleitet werden.
Wir werden zusammen mit Holger Puchta (Universität Karlsruhe) an 'site-specific integration' in Pflanzen arbeiten. 'Site-specific integration' wird Lösungen für Limitierungen bieten, die normalerweise mit der ungerichteten Integration der zu transformierenden DNA in transgenen Pflanzen einhergehen - nämlich Positionseffekte, 'gene silencing' oder Mutation von Genen. Sobald ein Locus identifiziert wurde, an dem nicht oben beschriebene Limitierungen auftreten, sollen nachfolgende Integrationen von transgener DNA gerichtet an diesen Locus erfolgen. Zunächst werden Systeme entwickelt, die es uns erlauben werden, 'site-specific integration' mit einfachen Mitteln zu verfolgen und nachzuweisen. Sobald diese Nachweismethoden etabliert und in Pflanzen transformiert worden sind, beabsichtigen wir 'site-directed integration' durch Stimulation der somatischen homologen Rekombination (HR) zu erzielen. Die Induktion der HR-Frequenz werden wir durch das spezifische Einführen von DNA-Doppelstrangbrüchen erreichen. Wir beabsichtigen die Technologie zu patentieren und diese durch Lizenzvergabe zu vermarkten. Darüber hinaus beabsichtigen wir unsere eigenen 'trait'-Projekte dadurch im Wert zu steigern.
Scheibentauchkörper stellen eine robuste, hinlänglich bewährte und gleichermaßen universell einsetzbare Technologie dar, die auf Grund der genannten Vorteile für den Einsatz in Schwellenländern sehr gut geeignet ist. Jedoch ergeben sich Fragen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von STK wenn Abweichungen von den Standardbedingungen insbesondere der meteorologischen Randbedingungen zu berücksichtigen sind. Im Anschluss an Abwasserreinigungsanlagen ergibt sich in ariden Gebieten zudem die Notwendigkeit der Abwasserwiederverwendung zu Bewässerungszwecken, wodurch geeignete Entkeimungsverfahren und deren vorgeschalteten Phasenseparation notwendig werden. Der Arbeitsplan unterteilt sich in 3 Phasen. Klimakammeruntersuchungen, Simulation, Demonstrationsbetrieb in Indien. Alle Arbeitsabschnitte werden unter Berücksichtigung de klimatischen Verhältnisse in Indien durchgeführt. Ausarbeitung eines handbuchartigen Leitfadens (als Handbuch aber auch als rechnergestützte Arbeitshilfe), für die Phase der Dimensionierung, Planung, für die Schwachstellenanalyse im Betrieb, für die Auswahl nachrüstbarer Apparate, aber auch für den Anlagenbetrieb resp. das Betriebspersonal.
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