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Optimierung der Schlammstabilisierung und Untersuchung der Entwaesserbarkeit des Ueberschussschlammes

Behandlung von Oelabscheider- und Strassensammlergut

Entwicklung neuer Verfahren fuer die Phasentrennung, Eindickung und Entwaesserung der Schlaemme sowie die Aufbereitung des Abwassers; die Abtrennung auch der nicht rezyklierbaren Anteile sind im Gewaesserschutz notwendig. Richtig gefaellt koennen sie verbrannt oder deponiert werden. Bearbeitet werden zwecks Gewaesserschutz insbesondere die oeligen Restanteile - nach Abtrennung recyclierbarer Oelfraktionen - die nicht in Wasser und Boeden gelangen duerfen. Die noch zurueckgehaltenen Fraktionen koennen als Oxide oder Sulfide gefaellt und verbrannt oder deponiert werden.

Entwicklung eines Verfahrens zur Bemessung von Schlammeindickern auf der Grundlage des Konsolidierungsansatzes

Bewertung und Optimierung des Betriebs von Membranbioreaktoren bei simultaner Pulveraktivkohlezugabe (MBR-Aktiv)

Zur Entfernung von organischen Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser ist die Adsorption an Aktivkohle ein effizientes Verfahren. Auf konventionellen Kläranlagen ist neben dem AFSF-Verfahren eine direkte Dosierung der pulverisierten Aktivkohle in das Belebungsbecken möglich. Dabei entfällt der Bau des Kontaktreaktors und einer Sedimentationsstufe. Allerdings wird im konventionellen Belebtschlammverfahren nach heutigem Kenntnisstand in jedem Fall ein zusätzlicher Filter für den sicheren Rückhalt der Aktivkohle benötigt. Die simultane Dosierung von pulverisierter Aktivkohle in Membranbioreaktoren bietet den Vorteil des vollständigen Rückhalts der Aktivkohle ohne zusätzlichen Filter. Ziel des Vorhabens sind Untersuchungen zur simultanen Aktivkohlezugabe in die Membranbioreaktoren (MBR) des Gruppenklärwerks Nordkanal in Kaarst. Anhand von zwei parallel betriebenen MBR (Versuchs- und Referenz-MBR) können die Auswirkungen der Aktivkohle auf die Membranbelebung und deren Reinigungsleistung untersucht werden. Neben dem vertiefenden Nachweis der generellen Eignung des Verfahrens PAK-MBR zur Spurenstoffelimination und der Verbesserung der Ablaufqualität stehen vor allem die veränderten Eigenschaften des belebten Schlammes hinsichtlich seiner Filtrierbarkeit und seiner Eindick-/Entwässerungseigenschaften im Vordergrund. Die einzusetzende Aktivkohle wird anhand von Kennzahlen und Adsorptionsmessungen ausgewählt und ihre Eignung während des Versuchsbetriebs eingehend evaluiert. Durch Verwendung groß- und halbtechnischer Methoden zur Schlammeindickung und -entwässerung wird ein Vergleich des Verhaltens von belebten Schlämmen mit und ohne PAK in den gängigen Aggregaten möglich. Verlässliche Aussagen zum Betriebsaufwand und zu den Kosten der PAK-Dosierung können ebenfalls durch den großtechnischen Maßstab getroffen werden. Diese werden in einer allgemeinen Betriebsanweisung für Betreiber zusammengefasst. Am Ende des Projektes steht eine eingehende und umfassende Bewertung des Verfahrens PAK-MBR und eine Abschätzung des Einsatzpotenzials in NRW als Grundlage für Entscheidungsprozesse kommunaler Abwasserentsorger in Bezug auf die vierte Reinigungsstufe zur Verfügung.

Untersuchungen zur Funktionsweise teilgeschlossener Kreislaufanlagen in Deutschland, Erarbeitung und Erprobung verfahrenstechnischer Lösungen der Reinigungswasseraufbereitung

Zielstellung: Am Beispiel der teilgeschlossenen Kaltwasser-Kreislaufanlage Wietzendorf soll eine Verfahrensweise für die Reinigungswasseraufbereitung in derartigen Anlagen erarbeitet oder zumindest erste Grundlagen und Erfahrungen dafür ermittelt werden. Ziel ist es auch, erste Anhaltspunkte für die Dimensionierung dieser Anlagen für die Reinigungswasseraufbereitung zu erhalten. Material und Methode: Im Rahmen der Realisierung und Erprobung einer effektiven Reinigungswasseraufbereitung sollen die vorhandenen Anlagenteile, d. h. zwei Absetzteiche und ein untergetauchter Stationärtropfkörper genutzt und gegebenenfalls ergänzt werden. Zur anlagentechnischen Nachrüstung bzw. Umgestaltung ist ein entsprechendes Konzept zu erstellen und nach dessen technischer Realisierung zu erproben sowie geeignete Betriebsparameter der Reinigungswasseraufbereitung zu ermitteln. Ergebnisse: Als Grundlage für die weiteren Arbeiten wurden die Zulaufgrößen der Reinigungswasseraufbereitung durch Messungen und Bilanzierungen erfasst und die Ablaufgrößen festgelegt. Vor Ort sowie nach Überführung einer entsprechenden Reinigungswassermenge an das IfB wurden verschiedene Standglasversuche durchgeführt, um die Absetz-, Siebungs- und Fällungs-eigenschaften des Reinigungswassers zu untersuchen. Das erste Konzept sieht folgende Stufen der Reinigungswasseraufbereitung vor: Auffang (Stapel)-Teich mit Belüftung und Wasserzirkulation, Flockungsmitteldosierung, Schlamm-Wassertrennung durch Rundbecken, Abschlag des Klarwassers aus den Rundbecken in den Schönungsteich sowie Eindickung des Schlamms aus den Rundbecken in einer Zweikammer-Schilftrockenbeet-Anlage und Rückführung des Sickerwassers in den Stapelteich. Im weiteren Bearbeitungsablauf wurden Vereinfachungen des Reinigungsablaufes unter Nutzung der örtlichen Gegebenheiten der Schlammstapelung und -verwendung vorgenommen.

Untersuchung zur biologischen Phosphorelimination - Vergleich des PHO-STRIP und PHOREDOX Verfahrens in halbtechnischem Massstab

Die biologische Phosphorelimination ist eine interessante Alternative zu den ueblichen Phosphat-Faellungsverfahren, weil Phosphat nur aus Teilstroemen (bei PHO-STRIP des Ruecklaufschlammes, bei PHOREDOX aus Waessern der Schlammeindickung und -entwaesserung) gefaellt zu werden braucht. Der Verbrauch an Faellungsmitteln ist erheblich geringer, der Schlamm wird weniger mit Faellungschemikalien belastet. Da die beiden bekannten Verfahren bisher jeweils nur in bestimmten Belastungsbereichen eingesetzt werden (PHO-STRIP hochbelastet, PHOREDOX schwachbelastet), soll die Anwendbarkeit beider Verfahren ueber ein breites Belastungsspektrum Br = 0,25-2,0 kg BSB5/m3.d in Parallelversuchen sowie mit und ohne Vorklaerung untersucht werden, um Bemessungsgrundlagen zu erhalten.

Einsatz von Talk als Hilfsmittel in der biologischen Abwasserreinigung

Verbesserung der Absetz- bzw. Eindickeigenschaften des Belebtschlamms durch Zugabe von Talk.

Teilprojekt 4: Kurz- und Langzeitverhalten von Karstgebirge in der Umgebung von unterirdischen druckwasserhaltenden Absperrbauwerken, Teilprojekt 17: Entwicklung und Umsetzung angepasster Technologien zur Abwasser- und Abfallbehandlung

Ausgangssituation: In vielen Teilen der Welt und auch in Indonesien, wo keine flächendeckende Kanalisation vorhanden ist, erfolgt die Entsorgung des häuslichen Abwassers größtenteils in einfachen, abflusslosen Sammelgruben, so genannten Septic Tanks. Eine ordnungsgemäße Entsorgung der darin angesammelten Fäkalschlämme ist in solchen Ländern nur selten sichergestellt. Zum größten Teil gelangen diese Schlämme unkontrolliert und in der Regel unbehandelt in Gewässer, auf unbenutzte Landflächen oder in die Landwirtschaft. Dies führt sowohl zu einer deutlichen Belastung der Umwelt mit Schmutzstoffen als auch zu einem erhöhten Risiko der Verbreitung von Krankheiten. Eine weitere Herausforderung für diese Länder stellt die umweltgerechte Entsorgung von Siedlungsabfällen dar. Ein Großteil des Siedlungsabfalls landet auf illegalen Deponien oder wird verbrannt, während die lokale Müllabfuhr nur einen geringen Teil des Abfalls erfasst. Diese unkontrollierten Entsorgungsmethoden führen meist zu einer starken Umweltbelastung und gesundheitlichen Schäden für die Anwohner. Huber Research: Eine viel versprechende Lösung der Abfall- und Fäkalschlammproblematik in Indonesien ist die gemeinsame Behandlung von Fäkalschlamm und Bioabfällen in semizentralen Anlagen. Für die Behandlung in den semizentralen Anlagen kommen grundsätzlich zwei Methoden in Frage, die Co-Kompostierung und die Co-Vergärung von Fäkalschlamm und Bioabfällen. Das Ziel beider Behandlungsmethoden ist die Bereitstellung von Behandlungsprodukten, welche als Kompost bzw. als Flüssigdünger in der Landwirtschaft verwendet werden können. Im Rahmen des Projekts beabsichtigt die Hans Huber AG, die Maschinentechnik für die mechanische Vorbehandlung des Fäkalschlamms weiter zu entwickeln und an die spezifischen Anforderungen von tropischen Ländern anzupassen. Darüber hinaus wird sie die Behandlungsstufen für die statische Eindickung des Fäkalschlamms sowie die thermophile Co-Vergärung mit Bioabfällen weiterentwickeln. Ziel ist, vergleichbare Untersuchungen unter unterschiedlichen Randbedingungen und Klimazonen durchzuführen und dabei die Prozessführung an die spezifischen Gegebenheiten anzupassen, um stets eine hohe Leistung des Systems zu gewährleisten.

Untersuchung des Umweltentlastungspotenzials der Thomomat-Technologie am Beispiel der Eindickung von Klärschlamm aus der kommunalen Abwasserreinigung

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Eine gute Eindickung von Klärschlamm ohne den Einsatz maschineller Eindicker und ohne Flockungsmittel führt zu erheblichen Kosteneinsparungen und kann es ermöglichen, bestehendes Faulraumvolumen zur Co-vergärung zu nutzen und somit zur regenerativen Energiegewinnung beizutragen. Von Herrn Dieter Thom wurde für die verbesserte Abscheidung von Öl-Wasser-Gemischen ein Gerät (Thomomat) entwickelt, welches auch bei Überschussschlämmen den Absetzvorgang deutlich beschleunigen und zu wesentlich höhere Feststoffkonzentrationen führen sollte. Im Rahmen des Projektes sollten systematische Vorversuche zur Wirkung des Thomomaten auf die Schlammeindickung durchgeführt werden. Ziel war es, in einem großtechnischen Standeindicker im Batch- Betrieb die Eindickwirkung mit und ohne Einsatz der Thomomat-Technologie zu vergleichen. Fazit Ziel der Untersuchungen war es, die postulierte positive Wirkung des Thomomaten auf die Schlammein-dickung zu untersuchen. Vom Hersteller wurden deutlich bessere Eindickprozesse vermutet, die mit denen einer maschinellen Überschussschlammeindickung vergleichbar sein sollten. Dies konnte in keiner Versuchsphase und nicht annähernd bestätigt werden. Der in den verschiedenen Versuchsreihen erzielte Feststoffgehalt nach Eindickung schwankte mit und ohne Thomomat in einem für die statische Eindickung üblichen Bereich. Somit sind durch den Einsatz des Thomomaten auch keine signifikanten Kostenvorteile zu erwarten.

Neue Ansätze für eine verbesserte Beurteilung möglicher Umweltrisiken von Arzneimitteln

In den letzten Jahren sind Rückstände einer Vielzahl von Arzneimitteln in Oberflächengewässern, im Grundwasser und im Boden nachgewiesen worden. Für einige dieser Substanzen, wie z.B. das in Verhütungsmitteln eingesetzte Ethinyl östradiol, wiesen Forscher bereits Wirkungen auf Fische und andere Organismen nach, doch für die meisten der etwa 3000 Arzneimittelwirkstoffe, die in der EU zugelassen sind, ist bisher unbekannt, ob sie Langzeitwirkungen auf Organismen in der Umwelt haben. Auch hinsichtlich der Abschätzung der Eintragsmengen von Arzneimitteln in die Umwelt besteht noch erheblicher Forschungsbedarf. Gemeinsam untersuchen die Wissenschaftler Eintragspfade von Arzneimitteln in die Umwelt, wobei das Hauptaugenmerk auf Einträgen durch Weidetiere wie Kühe und Schafe und durch die Ausbringung von Dung, Gülle und Klärschlamm liegt. Außerdem erforschen sie die langfristigen Wirkungen von Arzneimitteln auf verschiedene Wasser - und Bodenorganismen. Im ersten Projektjahr wurden analytische Methoden entwickelt und erste Langzeitstudien gestartet. So wurde z.B. mit der Untersuchung der Auswirkungen des vor allem in der Viehzucht eingesetzten Antiparasitikums Ivermectin auf Wasser - und Bodenorganismen begonnen. Im kommenden Jahr laufen zwei umfassende Feldstudien mit Ivermectin an, in denen Einträge über behandelte Rinder, das Verhalten von Ivermectin im Boden und mögliche Wirkungen auf Bodenorganismen erfasst werden. Außerdem werden weitere Arzneimittel, wie z.B. der in der Humanmedizin eingesetzte Betablocker Atenolol, untersucht.Auf Grundlage der erzielten Ergebnisse werden die Forscher Empfehlungen erarbeiten, wie die bestehenden, von der europäischen Arzneimittelbehörde EMEA entwickelten Verfahren zur Erfassung und Bewertung möglicher Umweltrisiken von Arzneimitteln verbesser t werden können. Die Projektergebnis se werden daher nicht nur für Wissenschaftler, sondern auch für Behörden und für die pharmazeutische Industrie von hoher Relevanz sein.

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