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Teilprojekt 8

Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von aquadrat ingenieure GmbH durchgeführt. ln HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen . Das Teilvorhaben von aquadrat ingenieure fokussiert die Schnittstelle zwischen Forschung und Praxis. aquadrat ingenieure möchte sein Wissen zur Abwasserbehandlung Richtung landwirtschaftlicher Abwasserverwertung ausbauen und der Praxis im Hessischen Ried vermitteln. aquadrat ingenieure bringt seine Fähigkeiten und Kenntnisse in der Hygiene und Expertise bei der Bewertung der Abwasserqualität in der Abwasseraufbereitung (AP2) ein. Zudem leitet aquadrat ingenieure die Fallstudie im Hessischen Ried und untersucht das Potenzial solcher Lösungen in der Region. Es übernimmt die Kommunikation an interessierte Kläranlagenbetreiber und Landwirte. Auch bringt sich aquadrat ingenieure in den Stakeholderdialog und die Ergebnisverwertung ein.

Investigation of innovative pollute clean-up and avoidance strategy for surface water and groundwater resources at the Amu Dary lowers

Das Projekt "Investigation of innovative pollute clean-up and avoidance strategy for surface water and groundwater resources at the Amu Dary lowers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Bauingenieur- und Vermessungswesen, Fachgebiet Gewässerguetemodellierung durchgeführt. The overall aim of the project is to achieve an improvement of the socio-economical conditions by increasing the usability of polluted groundwater resources at the lower Amu Darya and by avoiding or minimising future risks (sustainable development). Specific research objectives of this project are: 1) the development of site specific risk assessment and ecosystem monitoring protocols including human health; 2) to investigate the feasibility of pesticide wash out by waste water re-use; 3) to produce innovative approaches for low energy pollution removement plants; 4) development of strategies and optimisation models for minimization of agricultural pollution loads and optimisation of the distribution of the water. Amu Darya lowers were declared 'Disaster zone' in 1991 by the UN. The Amu-Darya River is one of the two main effluents of the Aral Sea. More than 3 million inhabitants live at the lower Amu-Darya (on the territories of Uzbekistan and Turkmenistan). By extreme pesticide concentrations no more groundwater resources are left, that can be used as drinking water. Child mortality is at a peak level at Central Asia and cancer diseases are widespread. The planned use of the Kaparas reservoir for drinking water supply leads to a total change of the actual water pathways. Hence there is an enormous scarcity of surface water for irrigation and a higher demand of usable groundwater to expect. The project objectives are studied in multiple spots, which will be crucial along the water chain from Kaparas reservoir to the Aral Sea. The estimation of spatial and temporal distributions both for resources and for pollutions by innovative monitoring and modelling strategies will provide the basis for an efficient concentration of efforts. Considering the severe deterioration of soil and water resources the only way for a future purification is a combination of different partial measures focusing on most polluted areas. The treatment of waste waters and its re-use will provide new water quantities for irrigation and drainage, if more water from Kaparas could not longer be used for irrigation. While water flow in mountainous areas provides good possibilities to pass constructed wetlands, the lower Amu-Darya is characterised by a very low slope and hence a very low flow energy level. The main challenge of the presented research project is to investigate the energy requirements of several technologies and the possibilities of wastewater re-use for washing out and through flow in contaminated soils. The detailed documentation of present and future possible pathways and pollution loads will provide the network along which energy requirements, technical requirements and the usability of local resources must be investigated. The latter relates directly to the economical feasibility of possible technologies and must be strongly taken into account. Related to this, risk assessment parameters for the functioning of ecosystems including human health will be adapted to

Methanisierung und Verstromung von Biomasse in Wietzendorf

Das Projekt "Methanisierung und Verstromung von Biomasse in Wietzendorf" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Gießen-Friedberg, Fachbereich Bauingenieurwesen, Zentrum für Umwelttechnologie durchgeführt. Mit expandierender Stärkeproduktion haben die Abwasserprobleme bei der von der Emsland-Stärke GmbH betriebenen Kartoffelstärkefabrik in Wietzendorf zugenommen. Der größte Teil des bei der Stärkegewinnung anfallenden Abwassers, das mit Eiweiß, Mineralien und anderen Stoffen und insbesondere auch mit Salzen angereichert ist, wird z.Z. in Poldern zwischengespeichert und durch landwirtschaftliche Verregnung mittels Tankwagen bzw. Rohrsystem entsorgt. Ein weiteres Nebenprodukt - der faserige, entstärkte Kartoffelbrei (Pülpe) - wird als Futtermittelbeimischung an die Landwirtschaft abgegeben. Durch das stetige Bewässern der umliegenden Heidebodenfelder mit dem Abwasser der Kartoffelstärkefabrik kommt es zur Überdüngung. Um dies zu vermeiden, müssten die Tank-LKW das Abwasser auf Felder ausbringen, die in einem vergrößerten Umkreis von 60 km bis auf 100 km entfernt liegen. Dadurch würden sich nicht nur die Transportkosten erhöhen, sondern auch die Umwelt würde in einem erheblichen Umfang belastet. Die Shieer-Agrar Bio-Recycling GmbH beabsichtigt daher, direkt neben dem Werksgelände der Stärkefabrik eine Abwasserreinigungsanlage zu errichten, in der jährlich bis zu 600.000 m3 Kartoffelabwasser und Pülpe zu Wasser in bis zu Trinkwasserqualität aufbereitet werden können. Dabei soll in einer zweistufigen Anaerobkläranlage (Biogasanlage) Methangas gewonnen werden, das anschließend in einer Kraft-Wärme-Kopplungsanlage energetisch genutzt wird. Die elektrische Leistung des Blockheizkraftwerks liegt bei ca. 8,4 MW. Ein Teil des erzeugten elektrischen Stroms dient der Versorgung der Abwasserreinigungsanlage, der Rest wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die entstehende Abwärme soll in der Kartoffelstärkefabrik genutzt werden. Als Gesamtnutzungsgrad der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage wird ein Wert von über 70 Prozent angegeben. Als weitere verwertbare Reststoffe fallen bei der Abwasseraufbereitung Eiweiß, Bioflüssigdünger und Kompost an, die vermarktet werden sollen. Das Vorhaben wird durch ein Messprogramm begleitet. Durch das neue Abwasserkonzept werden LKW-Fahrten zur Abwasserverregnung auf landwirtschaftlich genutzte Flächen vermieden und Dieselkraftstoff (ca. 600.000 l Dieselkraftstoff pro Jahr für 26.300 vermiedene LKW-Bewegungen) eingespart. Eine Übersäuerung der umliegenden Felder kann verhindert werden. Das bis zu Trinkwasserqualität aufbereitete Abwasser ermöglicht vielfältige Verwendungsmöglichkeiten in der Stärkefabrik, von Wasch- und Schwemmwasser bis hin zu Stärkeprozesswasser. Der Einsatz von Brunnenwasser mit Trinkwasserqualität im Stärkeproduktionsprozess kann damit um bis zu 200.000 m3 pro Jahr verringert werden. Durch die regenerative Stromerzeugung von 27.752 MWh/a kann der CO2-Ausstoß um 32.200 t/a vermindert werden. Durch die Nutzung der Fernwärme wird dieses CO2-Minderungspotential noch erhöht. Der wesentliche innovative Charakter der Anlage besteht in der Lösung der Abwasserproblematik der Kartoffelstärkefabrik und der Biogasgewinnu

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Im REPLAWA-Verbund werden die zentralen Fragen zum Thema Plastik in der Umwelt in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und -behandlung untersucht. Das ISWW entwickelt dabei u.a. eine Analysemethodik für die Mikroplastikdetektion in Klärschlämmen. Darauf aufbauend werden großtechnischen Kläranlagen hinsichtlich ihrer Mikroplastikfrachten v.a. in Bezug auf die Schlammbehandlung bilanziert, sowie der Eintrag in die Landwirtschaft durch die Abwasserverregnung und Schlammverwertung evaluiert. Filtrationstechnologien zur Reduktion der Plastikeinträge werden neben der Schlammfaulung gezielt in dotierten halbtechn. Versuchsanlagen untersucht. Aus den Ergebnissen werden Strategien zur Sensibilisierung von Verbrauchern und Betreibern sowie zur Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. Die sozialwissenschaftliche Forschung des ISW-IB im Projektverbund ermittelt, inwiefern die internationale Debatte um die Regulierung von Plastik geeignet sind, die technisch möglichen Lösungen zu realisieren. Dabei interessiert insbesondere die internationale Normgenese im Bereich Mikroplastik und Abwasser. Es wird untersucht, inwiefern politische Lösungen mit den technischen Problemen und Herangehensweisen korrespondieren, sowie das mögliche Verhältnis von konsumentenorientierten Lösungen zu technischen 'End-of-pipe-Lösungen', die im REPLAWA-Verbund untersucht werden. ISWW: AP1: Methodenentwicklung Schlammaufschluss für Mikroplastikanalyse und Dotierung halbtechn. Versuche AP2: Untersuchung Einträge in Landwirtschaft und Grundwasser im Verregnungsgebiet Braunschweig AP3: Bilanzierung Mikroplastikfrachten auf Kläranlage Braunschweig, Unterstützung der TU Berlin bei Beprobung weiterer Kläranlagen AP4: Durchführung halbtechn. Versuche zur weitergehenden Mikroplastikabscheidung sowie Schlammfaulung AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops ISW-IB: AP5: Sozialwissenschaftliche Analyse AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops.

Ensuring Health and Food Safety from Rapidly Expanding Wastewater Irrigation in South Asia

Das Projekt "Ensuring Health and Food Safety from Rapidly Expanding Wastewater Irrigation in South Asia" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Umweltsozialwissenschaften und Geographie, Professur für Physische Geographie durchgeführt. Identification the risks and benefits associated with the use of untreated wastewater in urban and peri-urban fodder and vegetable cropping systems in India and Pakistan, with a particular focus on livelihoods, livestock and food safety. The project activities are in Hyderabad (India) and Faisalabad (Pakistan). Main task is the creation of a project GIS database and field mapping.

Die Belastbarkeit von Landflaechen durch Abwaesser und ihr Einfluss auf die Grundwasserbeschaffenheit

Das Projekt "Die Belastbarkeit von Landflaechen durch Abwaesser und ihr Einfluss auf die Grundwasserbeschaffenheit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Institut für Wasserwirtschaft und Landschaftsökologie durchgeführt. Die Grundwasserqualitaet (15 Inhaltsstoffe) wurde innerhalb und ausserhalb des Abwasserverregnungsgebietes bei Braunschweig erfasst. Bei Ueberstau mit Abwasser wurde die Kontamination des Boden- und Sickerwassers erfasst.

Impact of effluent irrigation on soil water dynamics and sustainable land use: Synergistic effects of altered soil structure and wettability

Das Projekt "Impact of effluent irrigation on soil water dynamics and sustainable land use: Synergistic effects of altered soil structure and wettability" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Bodenphysik durchgeführt. Die Arbeit soll klären, welchen Einfluss die Beregnung von Abwässern auf die hydraulischen Eigenschaften der Böden und damit auf ihr Wasserhaltevermögen hat. Die Untersuchungen werden an bereits existierenden Beregnungsversuchen in Israel durchgeführt. Beim Israelischen Partner werden die Veränderungen der Benetzungseigenschaften der Böden als Konsequenz der Abwasserberegnung untersucht, sowie die daraus folgende Instabilität von Infiltrationsfronten nach Beregnung oder Niederschlagsereignissen. Parallel dazu werden am UFZ die biologisch induzierten Veränderungen der Bodenstruktur mit Methoden der Röntgen-Mikrotomographie analysiert, sowie deren Einfluss auf die hydraulische Leitfähigkeit entlang des Bodenprofils. Damit werden die beiden für den Bodenwasserhaushalt wichtigen Wirkungspfade der Abwasserberegnung untersucht, was schließlich zu einer besseren Beurteilung der Abwasserberegnung für einen nachhaltige Landnutzung führen soll.

Untersuchungen zur Steuerung des Stickstoffgehaltes bei der Abwasserverregnung und Auswirkungen auf das Grundwasser

Das Projekt "Untersuchungen zur Steuerung des Stickstoffgehaltes bei der Abwasserverregnung und Auswirkungen auf das Grundwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Abwasserverband Wolfsburg durchgeführt. Die Verregnung von gereinigtem Abwasser ist das wirkungsvollste Verfahren der weitergehenden Abwasserreinigung. Das damit verbundene Recycling von Wasser und Naehrstoffen schont die natuerlichen Ressourcen. Kernproblem der zur Zeit existierenden Verregnungssysteme ist die starke Verfrachtung von Nitrat ins Grundwasser bei Verregnung in der vegetationsarmen Zeit. Die Loesung dieses Problems soll mit der geplanten Abwasserbehandlungsanlage erprobt und demonstriert werden. Im Winter soll nur stickstoffarmes Abwasser verregnet werden. Zur Stickstoffelimination soll das Verfahren der Kaskadendenitrifikation eingesetzt werden.

Wissenschaftlich-technische Begleitung fuer die Planung, den Bau, das Einfahren und den Betrieb einer grosstechnischen Anaerob/Aerob-Anlage in der Weizenstaerkeindustrie

Das Projekt "Wissenschaftlich-technische Begleitung fuer die Planung, den Bau, das Einfahren und den Betrieb einer grosstechnischen Anaerob/Aerob-Anlage in der Weizenstaerkeindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von H. Kröner GmbH & Co. KG durchgeführt. Basierend auf den Ergebnissen des einjaehrigen Betriebes einer halbtechnischen Versuchsanlage (gefoerdert vom BMFT, Zeichen 02-WA236/BCT 2470) wird erstmals eine grosstechnische Anlage zur getrennten Versaeuerung des Weizenstaerkeabwassers mit anschliessender Methanisierung in einem Festbettreaktor erstellt und unter Betriebsbedingungen hinsichtlich Leistungsfaehigkeit und Wirtschaftlichkeit untersucht. Das anaerob vorbehandelte Abwasser wird nach Durchfluss durch ein Zwischenklaerbecken in einem hochbelasteten Kunststofftropfkoerper aerob nachbehandelt. Von besonderem Interesse sind die Untersuchungen zur Einarbeitung, Abbauleistung und Betriebsstabilitaet der zweistufigen Anlage. Neben der Gewinnung und innerbetrieblichen Nutzung des verwertbaren Faulgases stellt diese Konzeption der Produktionsabwasser-Vorbehandlung eine entscheidende Verbesserung gegenueber der nach den A.A.R.D.T. ueblichen Abwasserverregnung dar.

Teilvorhaben: Bindung und Abbau chemischer Rückstände im Klärschlamm

Das Projekt "Teilvorhaben: Bindung und Abbau chemischer Rückstände im Klärschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Berlin, Institut für Physische Geographie, Arbeitsgruppe Geoökologie durchgeführt. Das PRIMA-Vorhaben 'Risk reduction of chemical residues in soils and crops - impact due to wastewater used for irrigation (RESIDUE)' ist ein Verbundvorhaben, das umfangreiche Studien zur Transformation und zum Verbleib von pharmazeutischen Resten im Klärschlamm und Abwasser durchführt. Dabei steht die Vorbehandlung insbesondere von Klärschlämmen durch unterschiedliche Kompostierungstechniken und Pflanzenkohle-Einsatz im Vordergrund. Das Teilvorhaben der AG Geoökologie am Fachbereich Geowissenschaften der Freien Universität Berlin hat hier die zentrale Aufgabe, optimale Techniken zur Herstellung von Komposterden unter Verwendung von Pflanzenkohle zu entwickeln, die gewonnenen Substrate physikalisch, physikalisch-chemisch, chemisch und biologisch zu charakterisieren und an die Projektpartner für weiterführende Lysimeter- und Felduntersuchungen zu liefern.

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