Feinkoernige Sedimentschlaemme, die mit Schadstoffen belastet sind, stellen fuer herkoemmliche Bodenwaschanlagen ein grosses Problem dar. Boeden, bei denen die Schluffraktion ( kleiner 63 mym) mehr als 30 Prozent betraegt, koennen meist nicht mehr wirtschaftlich in Bodenwaschanlagen behandelt werden. Bislang mussten kontaminierte Feinkornschlaemme deponiert oder verbrannt werden, was mit hohen Kosten verbunden ist. Desweiteren sind weite Transportwege noetig um die Schlaemme zu den Entsorgungsanlagen zu bringen. Kontaminierte Gewaessersedimente oder auch Schlaemme aus Oelabscheidern von Tankstellen und Waschplaetzen weisen jedoch haeufig Schluffanteile von 50 - 70 Prozent auf. Um diese Feinkornschlaemme von den anhaftenden organischen Schadstoffen zu befreien, bedarf es einem effektiven Energieeintrag. Je kleiner die zu reinigenden Partikel werden, desto schwieriger wird es, mechanische Scher- und Reibungskraefte auf die Partikel zu uebertragen. An der Fachhochschule Ostfriesland beschaeftigte man sich daher mit dem Problem der Energieuebertragung auf die Bodenpartikel. Hierbei wurden zwei Wege verfolgt. Als eine Moeglichkeit der Energieuebertragung wurde versucht, die noetigen Energieeintraege mit Druckluft zu realisieren. Dazu wurde ein Reaktor gebaut, in dem der kontaminierte Boden eingebracht und mittels Druckluftkanonen hohe Scherkraefte eingebracht wurden. Bei diesen Verfahren stellte sich aber nicht der gewuenschte Erfolg ein. Desweiteren war mit dieser Methode kein kontinuierlicher Betrieb moeglich. Als zweiter Weg wurde der Energieeintragung durch eine Beschallung mit Ultraschall erprobt. Bei diesem Verfahren stellte sich der gewuenschte Erfolg im Labormassstab ein, so dass in Form einer Pilotanlage das Verfahren in die Praxis umgesetzt wurde. Das Projektteam hat die Impulswaesche in einen handelsueblichen 20-Fuss Rollcontainer eingebaut. Damit ist eine groesstmoegliche Flexibilitaet erreicht worden. Die Behandlung von verunreinigten Boeden kann vor Ort durchgefuehrt werden. Die gereinigten Boeden werden somit gleich wieder vor Ort eingebaut, so dass aufwendige Transporte entfallen.
Die Zusammenstellung von jaehrlich ca. 1000 Klaerschlammanalysen, getrennt nach Nassschlaemmen bzw. kalkstabilisierten Schlaemmen, ermoeglicht eine Bewertung sowohl des Einsparungspotentials entsprechender Mineralduenger als auch des Belastungsrisikos der mit Klaerschlamm geduengten Flaechen. Ueber die in der Klaerschlammverordnung geregelten Stoffe hinaus werden regelmaessig weitere anorganische Stoffe sowie PAK und Chlorierte Kohlenwasserstoffe analysiert und die betreffenden Schlaemme vergleichend bewertet ( Medianwert- Konzept der Landwirtschaftskammer Hannover). In einzelnen Erhebungen wurden Chlorphenole, Phthalate und Tenside untersucht. In entsprechender Weise werden die Naehr- und Schadstoffgehalte von Komposten ausgewertet, um auch hier differenzierte Anwendungsempfehlungen geben zu koennen.
Untersuchung der Restabwasser-Klaerschlaemme, insbesondere der Zellstoff-, Papier- und Pappenindustrie; Entwicklung der Technologien zur Gewinnung und Verarbeitung; neue Verwendungsgebiete in der Holzspanwerkstoff- und Kunststoffindustrie; Restabwasserklaerschlammuntersuchung; Untersuchung auf Zusammensetzung; Untersuchung der Verwertungsmoeglichkeit; Beratung zur Gewinnung; Beratung zur Verwertung; Entwicklung der Technologien; Planung von Anlagen; Brandschutz von Holzspanplatten; Brandschutzfasern aus Abwasserschlamm.
Gegenstand der Untersuchungen sind die hydrogeochemischen Wechselbeziehungen zwischen organischen Seesedimenten und ihren Porenwaessern. Neben den anorganischen Hauptinhaltsstoffen wird insbesondere das Verhalten der Schwermetalle (Fe, Mn, Zn, Pb, Cu, Cd, Ni, Cr, Hg) in den anaeroben Ablagerungen betrachtet. Zur Erfassung der Elementverteilung zwischen fester und waessriger Phase im Sediment werden Porenwaesser analysiert, der Stoffbestand der Festsubstanz durch chemischen Gesamtaufschluss bestimmt sowie Eluationsversuche unter oxidierenden Bedingungen angestellt. Ergebnisse dieser Arbeiten (z.B. Schwermetallbelastung, Freisetzung von Schwermetallen, Naehrstoffgehalte, Sauerstoffzehrung) finden ihre Anwendung im Rahmen der Seesanierung (Einfluss der Ablagerungen auf die Seewasserbeschaffenheit, Verwertbarkeit des Schlammes).
Klärschlamm enthält viele wichtige Wertstoffe, die bislang nicht optimal verwertet werden. Ein neuartiges Behandlungsverfahren mittels Ultraschall soll es ermöglichen, den Klärschlamm soweit aufzuschließen, dass die darin befindlichen wertvollen Inhaltsstoffe besser voneinander getrennt und zugänglich gemacht werden. Diese zurückgewinnbaren Wertstoffe lassen sich dann im Sinne einer nachhaltigen, umweltschonenden und wirtschaftlichen Kreislaufführung wiederverwerten. Die Partner des Verbundprojekts AQUATTRO GmbH, Fraunhofer UMSICHT und Wupperverbandsgesellschaft für integrale Wasserwirtschaft testen und optimieren das Verfahren unter Realbedingungen auf einer Kläranlage des Wupperverbands.
Das Verfahren der Deammonifikation ist eine alternative Methode zur Stickstoffelimination. Im Gegensatz zur konventionellen Stickstoffelimination mit Nitrifikation und Denitrifikation besteht bei der Deammonifikation ein deutlich geringerer Belüftungsaufwand, sodass deren Einsatz eine beachtliche Energieeinsparung verspricht. Aufgrund der Eigenschaften der eingesetzten Mikroorganismen ? den Anammoxbakterien ? ist der Einsatz des Verfahrens bisher jedoch nur in hochbelasteten Stoffströmen erfolgreich. In Anbetracht des hohen Energieeinsparpotentials stellt sich daher die Frage, ob das Verfahren der Deammonifikation auch im Hauptstrom kommunaler Kläranlagen erfolgreich integriert werden könnte. In dem gemeinsamen Forschungsprojekt Dea-HS haben die FH Aachen und die RWTH Aachen sich daher zum Ziel gesetzt, die Einsatzmöglichkeiten und Grenzen der Deammonifikation zu prüfen. Der Prozess der Deammonifikation setzt sich aus zwei Teilschritten zusammen. Es beruht auf der partiellen Nitritation von Ammonium NH4+ zu Nitrit N2- und der anschließenden Anammox-Reaktion zu elementarem Stickstoff N2. Während die aeroben, nitritoxidierenden Bakterien für den Umsatz von Ammonium Sauerstoff benötigen, läuft die Anammox-Reaktion unter anoxischen Bedingungen ab. Da es sich bei Anammox-Bakterien um langsam wachsende Organismen handelt, deren optimale Lebensbedingungen noch nicht vollends bekannt sind, ist die Etablierung des Prozesses nicht immer komplikationsfrei. In der ersten Projektphase werden daher zum einen die Betriebsdaten bereits bestehender Deammonifikationsanlagen in NRW ausgewertet und zum anderen Laborversuche durchgeführt, um die Betriebsgrenzen und Limitierungen des Verfahrens zu validieren. Im ersten Schritt werden die Betriebsdaten von Anlagen gesammelt und ausgewertet, die eigentlich einen stabilen Deammonifikationsbetrieb erwarten lassen. Hierbei werden unterschiedliche Verfahrensausführungen in der Prozesswasser- sowie der Deponiesickerwasserbehandlung betrachtet und die Betriebserfahrungen der Anlagenbetreiber gesammelt. Insbesondere wird bei dieser Untersuchung der Einfluss prozesstechnischer Parameter und steuerungstechnischer Einstellungen auf die Betriebsstabilität betrachtet. Im zweiten Schritt werden ausgesuchte Schlämme der zuvor betrachteten Anlagen in eine Laboranlage eingebracht und die prozessbeeinflussenden Parameter untersucht. Hierbei werden insbesondere die Hemmwirkungen verschiedener Stoffe und die Auswirkungen einer veränderten Schlammzusammensetzung betrachtet. Der Antragsteller, das Institut NOWUM-Energy der FH Aachen, und dessen Projektpartner, das Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen, erhoffen sich, die aus der Untersuchung hervorgehenden Ergebnisse nutzen zu können, um in einer zweiten Projektphase eine stabile Übertragung der Deammonifikation in den Hauptstrom kommunaler Kläranlagen zu ermöglichen.
Mit dem beantragten Verbundprojekt werden zur Thematik des Plastiks in der Umwelt zentrale Fragestellungen und Aufgaben zum Schutz der Ressource Wasser in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und -behandlung untersucht. Die Eintragspfade ins Gewässer durch Kläranlagen, Niederschlagswassereinläufe- und Mischwasserentlastungen sowie Senken bei der Abwasserbehandlung und im Klärschlamm werden ermittelt und quantitativ beurteilt. Verfahren zur Reduktion und Elimination des Eintrags von Plastik bei der Abwasserbehandlung werden praktisch erprobt und bewertet. Daraus werden Strategien zur Regulierung von Plastikeinträgen und Sensibilisierung von Verbrauchern und Betreibern sowie zur Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. In dem vorliegenden Teilprojekt liegt der Schwerpunkt auf der Weiterentwicklung und Überprüfung geeigneter Probenahme-, Probeaufbereitungs- und Analysenmethodik für Abwasser und Klärschlamm, der Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf großtechnischen Kläranlagen und der Erarbeitung und Verbreitung von Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung. Die Arbeitsplanung des Projekts sieht folgende Arbeitspakete vor: 1) Weiterentwicklung der Probenahme-, Analysenmethodik, 2) Untersuchung der Eintragspfade in Gewässer, Grundwasser und Landwirtschaft, 3) Untersuchungen an großtechnischen Kläranlagen, 4) Halbtechnische Untersuchungen zur Abscheidung von Plastik, 5) Sozialwissenschaftliche Analyse zu Regulierung, 6) Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung, 7) Koordination des Verbundprojekts. Das vorliegende Teilprojekt fokussiert die Standardisierung der Probenahme-, Probeaufbereitungs- und Analysenmethodik für Abwasser und Klärschlamm. Aufgrund der dann definierten Bedingungen wird eine Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf großtechnischen Kläranlagen mit weitergehender Feststoffelimination durchgeführt. Abschließend sollen aus den Ergebnissen Handlungsempfehlungen zur zukünftigen Strategieentwicklung erarbeitet und verbreitet werden.
Ziele:-- Gibt es einen erkennbaren und quantifizierbaren Zusammenhang zwischen tektonischen Bewegungen, Gezeiten und anderen Antriebskräften einerseits und Entwässerungsraten, Fluid-Austritten und vulkanischer Aktivität andererseits?-- Wie werden die maximale Devolatilisierungstiefe und Erdbeben von der Subduktionsrate, der Zusammensetzung der Platte und variablen Temperatur- und Druckbedingungen beeinflusst?-- Welche Anteile des Rückflusses in den Ozean und die Atmosphäre fließen durch Fluid-Austrittsstellen, Schlamm-Diapire und Vulkane?-- Welche Prozesse kontrollieren die Bildung und Zersetzung von Gashydraten und wie wird der Methantransport durch Schlamm-Diapirismus beeinflusst? Lösen diese Prozesse große Rutschungen aus, wie häufig ereignen sich diese und wieviel Masse wird jeweils bewegt?-- Wie beeinflussen die Fluid- und Gasströme in Subduktionszonen die benthischen Lebensgemeinschaften, die Chemie des Meerwassers und den Ozean-Atmosphäre Austausch von 'Treibhausgasen'? Welche Rolle spielt der biologische Umsatz von Volatilen im Ozean?-- Welche Mengen der verschiedenen Volatile werden von Vulkanen in die Atmosphäre freigesetzt, aus welchen Quellen stammen sie und welche Prozesse bestimmen ihre Zusammensetzung?-- Wie werden die langzeitliche Klimaentwicklung und die geochemische Zusammensetzung der Atmosphäre, des Meerwassers und der Sedimente durch Recycling und Fraktionierung von Elementen in Subduktionszonen beeinflusst?
Die Kläranlage Annweiler der Verbandsgemeindewerke Annweiler wurde im Jahre 1966 errichtet und im Jahre 1998 nach den damaligen Anforderungen für Abwasserreinigungsanlagen der Größenklasse 3 auf die Reinigungsziele Kohlenstoffabbau sowie Nährstoffelimination für eine Ausbaugröße von 17.000 Einwohner und Einwohnergleichwerte ausgebaut. Tatsächlich angeschlossen sind z.Z. etwa 12.000 Einwohnerwerte (EW). Obwohl die Anlage vor ca. 4 Jahren ausgebaut wurde (zum damaligen Zeitpunkt unter weitest gehender Beibehaltung der bestehenden Baukörper und mit einem vergleichsweise geringen Kostenaufwand), weist die Kläranlage Annweiler z.Z. eine Reihe von betriebs- und verfahrenstechnischen Problemen auf, die wie folgt zusammengefasst werden können: - Das Verhältnis von BSB5 zu Stickstoff im Zulauf der Anlage ist recht gering, was zu niedrigen Umsatzgeschwindigkeiten bei der Denitrifikation führt. Dieser Effekt wird durch die sehr lange Aufenthaltszeit in der Vorklärung, die zu einer weiteren Abnahme der BSB-Verbindungen führt, noch verstärkt. - Die geringe Zulaufsäurekapazität kann zu einer Eigenhemmung der Nitrifikation führen und muss durch gezielte Zugabe von Kalk erhöht werden. - Die Sauerstoffzufuhr über die Oberflächenbelüfter unter Zuschaltung von Reinsauerstoff ist als nicht wirtschaftlich zu bezeichnen. - Das wohl drängendste Problem auf der Kläranlage Annweiler stellt das übermäßige Wachstum von fadenförmigen Organismen dar, die zu erheblichen Bläh- und Schwimmschlammereignissen mit der ständigen Gefahr des Abtreibens von Schlamm aus der Nachklärung führen. Diese treten ganzjährig auf, in den Wintermonaten sind die Schlammabsetzeigenschaften mit einem Schlammvolumenindex ISV von bis zu 280 ml/g jedoch noch schlechter als während der warmen Jahreszeit. Das übermäßige Wachstum der fadenförmigen Organismen ist hierbei auf vielerlei Faktoren zurückzuführen, die im Rahmen der angebotenen Studie näher beleuchtet werden müssten. - Die Kapazitäten im Rahmen der Schlammbehandlung sind nach Auskunft des Betriebspersonals unzureichend und müssen im Rahmen der Studie überprüft werden. - Die Überwachungswerte im Ablauf der Anlage werden nicht immer sicher eingehalten. Insbesondere beim Parameter Phosphor kam es im Laufe der letzten Jahre zu einigen Überschreitungen, die zu einer Erhöhung der Abwasserabgabe führen können. Aus den vorgenannten Defiziten der Anlage ergeben sich eine Reihe von Optimierungsansätzen. Die Vorgehensweise im Rahmen des Projektes beeinhaltet die folgenden Teilaspekte: Teil 1) Entwicklung eines Konzeptes zur zielgerichteten Bekämpfung der fadenförmigen Organismen durch chemisch-physikalische und verfahrenstechnische Maßnahmen; Erfolgskontrolle, Teil 2) Verfahrenstechnische Optimierung der Anlage, Teil 3) Einbindung der vorhandenen Messeinrichtungen in Automatisierungskonzepte.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 193 |
| Europa | 5 |
| Kommune | 3 |
| Land | 17 |
| Wissenschaft | 72 |
| Zivilgesellschaft | 11 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 193 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 193 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 187 |
| Englisch | 13 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 170 |
| Webseite | 23 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 118 |
| Lebewesen und Lebensräume | 155 |
| Luft | 91 |
| Mensch und Umwelt | 193 |
| Wasser | 171 |
| Weitere | 193 |