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Untersuchungen zur Geochemie des Grundwassers und zur Verwendung von Klärschlamm und geklärtem Abwasser in der Landwirtschaft im Gaza Streifen

Das Projekt "Untersuchungen zur Geochemie des Grundwassers und zur Verwendung von Klärschlamm und geklärtem Abwasser in der Landwirtschaft im Gaza Streifen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Heidelberg, Institut für Geowissenschaften durchgeführt. 1.) Monitoringprogramm für Grundwasser, Abwasser und Boden soll auf das südliche Gebiet und auf früher von Israel besetzen Gebiete ausgeweitet werden. Eine möglich genaue Charakterisierung der eingetragenen Schadstoffe aus diffusen Quellen soll erreicht werden. 2.) die Bedingungen für die Wiederverwendung von geklärtem Abwasser und von Klärschlamm in der Landwirtschaft sollen untersucht werden.3) Dem Ursprung und die Eigenschaften von Nitrat im Grundwasser sollen u.a. durch die Untersuchungen von 15N und 18O Isotopen geforscht werden. Probenahme von Grundwasser, Abwasser, Klärschlamm und Boden zweimal jährlich. Feld- und Labormessungen von den palästinensischen Partnern monatlich. Anschließend sollen die analytischen Arbeiten durchgeführt werden. In Feldversuchen soll die Pflanzenaufnahme von Schadstoffen untersucht. Verbesserung der Wassersituation sowie Gewässerschutz durch die Verknüpfung verschiedener Aspekte der Wassermengen- und Wassergütebewirtschaftung. Einkommen der Bauern aufrechterhalten oder vergrößern Durch Entscheidungsträgern Maßnahmen in die Praxis umzusetzen. Beseitigung von Belastungsquellen Grundlagen schaffen notwendigen Maßnahmen zum Schutz des Wassers.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von wks Technik GmbH durchgeführt. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Entwicklung, dem Aufbau und Betrieb einer Verfahrenskette zur Herstellung von Frischwasser aus den Schlempen der Bioethanolproduktion von Molkereien und der zusätzlichen Prozesseseffektivierung durch aus Biogas gewonnener Energie. Die Sachsenmilch Leppersdorf GmbH kann die, nach der alkoholischen Gärung, anfallenden Reststoffe (Schlempen) momentan innerbetrieblich nicht weiter verwerten und muss diese kostenintensiv entsorgen. Zur Effektivierung der Prozesskette soll die Schlempe einem biologischen Abbau unterzogen, mineralische Inhaltsstoffe (MAP) gezielt abgetrennt und das so gewonnene Frischwasser in die Milch-Produktion zurückgeführt werden. Das während der anaerob-Behandlung entstehende Biogas trägt außerdem positiv zum Schluss des internen Stoff- und Energiekreislaufs bei. Die Arbeiten während des Projektes werden in enger Abstimmung der drei Partner erfolgen. Die wks group trägt die Verantwortung für Planung, Dimensionierung und den Aufbau der einzelnen Systemkomponenten. Die Sachsenmilch Leppersdorf GmbH stellt das zur Aufbereitung benötigte Substrat bereit und wird im Laufe des Entwicklungsprozesses das Verfahren aus wirtschaftlicher und verfahrenstechnischer Sicht bewerten und beurteilen. Das Fraunhofer IKTS wird die verfahrenstechnische Umsetzung des Gesamtverfahrens, die anfallende Analytik der Prozessstrecke sowie die Anpassung und Integration der zu verwendenden keramischen Filtrationsmodule betreuen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch modularer Aufbereitung und Monitoring bei der Abwasserwiederverwendung. Maßgebliche Voraussetzungen der Abwasserwiederverwendung sind die Kenntnis spezifischer Nutzungsbedingungen (z.B. periodische Schwankungen der nutzbaren Abwassermengen, saisonaler Bedarf der Landwirtschaft, Auswirkungen auf industrielle Prozesse) und des einzuhaltenden Rechtsrahmens (z.B. gesetzliche/ bilaterale Anforderungen). Die Betrachtung muss über die reine Wasserwiederverwendung hinausgehen, um Roh- und Reststoffanteile (Industrie) und Nährstoffströme (Landwirtschaft) in die Wiederverwendung einbeziehen zu können. Zudem ist die Akzeptanz der Landwirtschaft und ihrer Abnehmer (Verarbeitung, Handel, Verbraucher) hinsichtlich der betrachteten Verfahrensketten und Wasserqualitäten zu berücksichtigen. Daher müssen wichtige Fragen beantwortet werden: Welche Märkte sind vorhanden? Wie sehen an diesen Märkten die Nutzungsanforderungen aus? Zur Beantwortung der Fragen wird ein Anforderungskatalog für Qualitätskriterien zur Verwendung in Industrie und Landwirtschaft im nationalen, EU- und internationalen Rahmen erstellt. Anforderungen werden auch für weitere Bereiche wie Infiltration, Managed Aquifer Recharge (MAR) etc. erarbeitet. Eine Marktanalyse zur Identifizierung von ausgewählten internationalen Zielmärkten für spezifische Industriesektoren und Landwirtschaft mit entsprechenden Bedarfen wird für MULTI-Reuse Lösungen erstellt. Anhand von industriellen Fallstudien wird eine Definition von Datenanforderungen ermittelt. Alle genannten Arbeiten tragen zur Erarbeitung einer Exportstrategie bei, mit der sich die im Projekt entwickelten Innovationen in anderen Ländern vermarkten lassen. Durch die Entwicklung von Wissensprodukten/ Transferformaten (z.B. Broschüren, Fact Sheets etc.) werden die Forschungsergebnisse verbreitet und somit die Aufmerksamkeit in der Fachöffentlichkeit und der Praxis erhöht.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kunststoff-Spranger GmbH durchgeführt. Um eine Steigerung der Aquakulturerzeugung, insbesondere an hochpreisigen und stark nachgefragten Fischarten in Deutschland zu erreichen, treten Kreislaufanlagen (KLA) zunehmend in den Fokus des Interesses. Bei ihrem Betrieb muss mit Phosphor-Konzentrationen von etwa 2 - 30 mg - l-1 im Ablaufwasser gerechnet werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erprobung eines praxistauglichen Verfahrens zur Phosphor-Elimination im Ablaufwasser von KLA zur Fischerzeugung. Zur Ermöglichung einer breiten Anwendbarkeit unter Praxisbedingungen soll das bewährte Verfahren der chemisch-physikalischen Phosphorentfernung für KLA angepasst werden. Für dieses Ziel kooperiert ein Unternehmen mit Erfahrung bei Konzeption und Konstruktion intensiver Fischhaltungssysteme und von Abwasserbehandlungsverfahren mit zwei Instituten der angewandten Fischereiforschung. Das zu entwickelnde Verfahrensprinzip muss eine kompakte Baugröße in modulartiger Ausführungsweise für die Unterbringung unter den meist beengten Platzverhältnissen in (bereits existierenden) Kreislaufanlagen aufweisen. Vergleichsweise geringe Volumenströme mit mittleren bis hohen P-Konzentrationen müssen effizient bewältigt werden. Im Batchbetrieb erfolgen zunächst Laborversuche zur P-Fällung/Flockung aus dem Ablaufwasser von KLA. Darauf aufbauend wird ein Modul zur P-Elimination aus KLA-Ablaufwasser konstruiert und im Praxismaßstab getestet.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V., Institut für Landschaftswasserhaushalt durchgeführt. Ziel von MULTI-Reuse-ZALF ist die Erstellung und Validierung von Qualitätskriterien von modular aufbereitetem Abwasser zur Wiederverwendung für die landwirtschaftliche Bewässerung. Hauptarbeiten sind die Erstellung eines Anforderungskatalogs für Qualitätskriterien im nationalen, EU- und internationalen Rahmen sowie die Erstellung einer Marktanalyse zur Identifizierung von ausgewählten internationalen Zielmärkten für die landwirtschaftliche Abwasser-Wiederverwendung. Neben Inhaltsstoffe, Regelwerken und besondere Nutzungsanforderungen werden auch zeitliche Aspekte des Bedarfs an Bewässerung und Düngung für definierte Nutzungsbedingungen untersucht. Die Ergebnisse der Marktanalyse werden für definierte internationale Zielregionen angepasst, und eine konkrete Exportstrategie für die landwirtschaftliche Abwasser-Wiederverwendung wird formuliert. Weiterhin werden die Varianten der landwirtschaftlichen Abwasser-Wiederverwendung hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit bewertet.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EnviroChemie GmbH durchgeführt. Im Teilprojekt 'Weitergehende Abwasserreinigung für Industriebetriebe zur internen Wiederverwendung oder Grundwasseranreicherung - Entwicklung und Bau einer MBR-Pilotanlage mit dritter Reinigungsstufe' sind für die EnviroChemie GmbH als Industriepartner für die Erstellung der Anlagentechnik zur Abwasserreinigung die folgenden Arbeitsziele maßgeblich: Identifikation von Produktionsbetrieben, Erarbeitung von technologischen Maßnahmen zur Reduzierung des innerbetrieblichen Wasserverbrauchs, Adaption von industrieller Abwassertechnik zur weitergehenden Abwasserreinigung mit Hilfe von Membrantechnik (MBR), Erarbeitung von Betriebsstrategien und Verifikation des Gesamtkonzeptes, Neuentwicklung bzw. Optimierung von Messaufnehmern und elektronischer Datenverarbeitung zur Fernüberwachung, Erschließung neuer Märkte bzw. Verbesserung der Marktposition. Nach einer Vorlaufphase sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Grundlegende Untersuchungen, Auswahl relevanter Industriebranche, Konzepterstellung zur Abwasserreinigung mit Membranfiltration (inklusive Vorversuche und Komponententests) Entwicklungsphasen: Detailplanung der Pilotanlage und Spezifikation der Anlagenkomponenten, Bau der Pilotanlage, Probebetrieb, Optimierungsbetrieb, Routinebetrieb, Ergebnisverbreitung / Marketing. In einer Nachlaufphase erfolgt die abschließende Berichterstellung und Ergebnisbewertung.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Huber SE Maschinen- und Anlagenbau durchgeführt. Ziel dieses Teilprojekts ist die erfolgreiche Entwicklung einer energieeffizienten MBR-Komplettanlage mit neuartigen Membranmaterialien zur Bereitstellung von hochwertigem Permeat für die weitere Nutzung (Schwerpunkt urbane Wasserwiederverwendung). Die Erprobung der Anlagentechnik soll am Standort Brasilien (KA Joao Pessao) erfolgen. HUBER-Beitrag im Rahmen des Verbundvorhabens: 1) AP4 - Water Reuse: Unterstützung bei der Erarbeitung von Recyclingkonzepten mit MBR für urbane Gebiete in Brasilien unter Berücksichtigung von 'Insellösungen' und 'Sewage Mining'2) - AP5.1 - Reclamation Technologies/Municipalites: Entwicklung einer energieeffizienten MBR-Komplettanlage (2xHUBER®BioMem-Filtrationseinheiten im Behälter mit Aggregaten, 50 m3/d; inkl. Vorreinigung) mit neuartigen Membranmaterialien3) AP6 - Case Study: Einrichtung einer energieeffizienten MBR-Komplettanlage in Joao Pessoa und Unterstützung bei der Bewertung der Anlagentechnik hinsichtlich Leistungsfähigkeit, Robustheit, usw.

Teilprojekt 2: Nutzung von Haushaltsabwässern zur Versorgung einer Bioreaktorfassade mit Wasser und Nährstoffen

Das Projekt "Teilprojekt 2: Nutzung von Haushaltsabwässern zur Versorgung einer Bioreaktorfassade mit Wasser und Nährstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik durchgeführt. Thema/ Zielsetzung: Das generelle Konzept des Vorhabens HAWANA besteht in der effizienten Nutzung von Haushaltsabwasser durch einen neuen innovativen Ansatz, der die Ressource Wasser schont bei gleich-zeitiger Energiegewinnung. Konkret sollen häusliche Abwässer (Grau- bzw. Schwarzwasser) durch den Einsatz eines Membranbioreaktors (MBR) so aufbereitet werden, dass Biogas erzeugt und die gereinigte flüssige Phase in einer Bioreaktorfassade für die Produktion von Algenbiomasse genutzt werden kann. Das beantragte Projekt umfasst die Entwicklung der Anwendungstechnik bis zur Demonstration der Machbarkeit anhand eines Prototyps. Dafür sind zunächst Laborversuche geplant, in denen die Abwasseraufbereitung mittels MBR in Bezug auf eine Verwertung der im Ab-wasser enthaltenen Nährstoffe durch die Algen untersucht und dahingehend optimiert werden soll, diese möglichst verlustfrei zu nutzen. Gleichzeitig werden die Möglichkeiten zur Verhinderung von toxischen Effekten auf die Algen und der Kontamination der Biomasse untersucht, um so eine Prozessführung zu entwickeln, mit der optimale Wachstumsraten und Zusammensetzungen der Biomasse erzielt werden. Anhand der so gewonnenen Ergebnisse soll dann die an einem Wohn-haus vorhandene Bioreaktorfassadentechnik um eine MBR Anlage erweitert werden, um daran die Machbarkeit einer Wiederverwertung des Abwassers aus dem Haus demonstrieren und die Leistungsfähigkeit testen zu können. Anhand der so gewonnenen Daten wird eine Stoffstrommodellierung und Wirtschaftlichkeitsanalyse für eine Kopplung von Bioreaktorfassade und Abwasserwiederverwertung erstellt. 2. Stand der Wissenschaft und Technik, Neuheit des Lösungsansatzes, Patentlage: Im Rahmen der Internationalen Bauausstellung 2013 in Hamburg wurde von der Firma SSC GmbH eine 200 qm Bioreaktorfassade an einem Wohngebäude (dem sogenannten BIQ - Das Algenhaus (Foto Frontseite) realisiert, mit der eingestrahltes Tageslicht in Algen-Biomasse und Wärme kon-vertiert wird. Grundlagen der Bioreaktorfassade sind eine Anlagen- und Verfahrenstechnik sowie spezielle, thermisch isolierte Photobioreaktoren aus Glas, die in den Jahren 2008 bis 2012 von der SSC GmbH in Kooperation mit verschiedenen Unternehmen und norddeutschen Forschungseinrichtungen entwickelt wurden. Die dabei entstandenen Innovationen sind als Patente und in wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht. Mit dem BIQ konnte weltweit zum ersten Mal die Machbarkeit der großtechnischen Produktion von Mikroalgen-Biomasse im urbanen Bereich erfolgreich nachgewiesen werden. Im Rahmen eines Monitorings wird seit März 2013 an der Demoanlage seine gesellschaftliche Akzeptanz sowie die Leistungsfähigkeit der Technologie untersucht. Die Leistungsfähigkeit der Bioreaktorfassade errechnet sich aus der Effizienz der Konversion von Licht in Biomasse und Wärme, die in Summe 48 % beträgt, wovon 10 % auf die Biomasse und 45 % auf die Wärme entfallen. (Text gekürzt)

Demonstrating Managed Aquifer Recharge as a Solution to Water Scarcity and Drought (MARSOL)

Das Projekt "Demonstrating Managed Aquifer Recharge as a Solution to Water Scarcity and Drought (MARSOL)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Referat VI A: Forschungsförderung durchgeführt. Southern Europe and the Mediterranean region are facing the challenge of managing its water resources under conditions of increasing scarcity and concerns about water quality. Already, the availability of fresh water in sufficient quality and quantity is one of the major factors limiting socio economic development. Innovative water management strategies such as the storage of reclaimed water or excess water from different sources in Managed Aquifer Recharge (MAR) schemes can greatly increase water availability and therefore improve water security. Main objective of the proposed project MARSOL is to demonstrate that MAR is a sound, safe and sustainable strategy that can be applied with great confidence and therefore offering a key approach for tackling water scarcity in Southern Europe. For this, eight field sites were selected that will demonstrate the applicability of MAR using various water sources, ranging from treated wastewater to desalinated seawater, and a variety of technical solutions. Targets are the alleviation of the effect of climate change on water resources, the mitigation of droughts, to countermeasure temporal and spatial misfit of water availability, to sustain agricultural water supply and rural socio-economic development, to combat agricultural related pollutants, to sustain future urban and industrial water supply and to limit seawater intrusion in coastal aquifers. Results of the demontration sites will be used to develop guidelines for MAR site selection, technical realization, monitoring strategies, and modeling approaches, to offer stakeholders a comprehensive, state of the art and proven toolbox for MAR implementation. Further, the economic and legal aspects of MAR will be analyzed to enable and accelerate market penetration. The MARSOL consortium combines the expertise of consultancies, water suppliers, research institutions, and public authorities, ensuring high practical relevance and market intimacy.

(Isfahan I) - Teilprojekt 3 - Siedlungswasserwirtschaft

Das Projekt "(Isfahan I) - Teilprojekt 3 - Siedlungswasserwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von P2M Berlin GmbH durchgeführt. Der Fluss Zayandeh Rud bildet die Lebensgrundlage weiter Teile der Provinz Isfahan. Wasser stellt in der Region ein sehr knappes Gut dar. Durch verschiedene Nutzer (Landwirtschaft, Industrie, Haushalte, etc.) wächst das jährliche Defizit zwischen Dargebot und Nachfrage rapide. In den vergangenen Jahren fanden die Bürger Isfahans das Flussbett mehrfach vollständig ausgetrocknet vor, sogar die Zuteilung von Bewässerungswasser für die Landwirtschaft musste teilweise eingestellt werden. Die Trinkwasserversorgung der Stadt Isfahan sowie der umliegenden Städte und Dörfer basiert zu rund 80 % auf Flusswasser, das im Oberlauf des Zayandeh Rud entnommen und aufbereitet wird. Anhand von Pilotprojekten wurde exemplarisch untersucht, wie an verschiedenen Ansatzpunkten innerhalb des Sektors Siedlungswasserwirtschaft zur nachhaltigen Wasserbewirtschaftung im Einzugsgebiet des Zayandeh Rud beigetragen werden kann. Die daraus abgeleiteten Ergebnisse bildeten eine wesentliche Grundlage für den Aufbau der Entwicklungsszenarien und eines langfristigen Wasserbewirtschaftungssystems. Konkret wurden innerhalb des Sektormoduls Siedlungswasserwirtschaft die folgenden Pilotprojekte umgesetzt: - Trinkwasserverbrauchsmuster privater Haushalte (Pilotprojekt A) - Reduzierung von unbezahltem Wasser (Pilotprojekt B) - Abwasserreinigung zur Wiederverwendung in der Landwirtschaft (Pilotprojekt D) - Klärschlammkonzept (Pilotprojekt F) Im Rahmender Verlängerungsphase wurden die folgenden, zusätzlichen Pilotprojekte umgesetzt: - Optimierung der Belüftungssteuerung auf der Kläranlage Isfahan Nord - Zustandsuntersuchung einer Kanalisationshaltung - Industrieabwasserreinigung Moorche Khort. Die Ergebnisberichte zu den einzelnen Pilotprojekten beschreiben den angetroffenen Zustand und hinterfragen die Betriebsführung. Bei Abweichungen von den deutschen Standards wird das Optimierungspotential identifiziert und Handlungsempfehlungen benannt.

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