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Optimierung des Humusmanagements im Freilandgemüseanbau, Modell- und Demonstrationsvorhaben: Optimierung des Humusmanagements im Freilandgemüsebau (HumusFuerGemuese)

Modellierung anaerober Umsetzungsprozesse mit dem Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1)

Für die mathematische Beschreibung anaerober Prozesse wurde von der IWA das Anaerobic Digestion Modell No. 1 (ADM1) entwickelt. Das ADM1 berücksichtigt einen allgemein gültigen Satz von Substraten und biochemischen Prozessen und wurde zunächst für die anaerobe Schlammstabilisierung entwickelt. Für die kinetischen Parameter werden Größenordnungen vorgegeben, die jedoch hohe Schwankungen aufweisen. Kalibrierte Stoffdaten und Angaben für die Zulaufcharakterisierung und -fraktionierung unterschiedlicher Abwässer fehlen. Eine Abbildung von reaktorspezifischen Bedingungen zur Behandlung industrieller Abwässer (z.B. für UASB-Reaktoren oder EGSB-Systeme) erfordert den Aufbau von mehrstufigen angepassten Modellen, die neben dem vierstufigen Prozess auch die entsprechenden verfahrenstechnischen Stufen abbilden. Die Ziele des Vorhabens sind:1.Modellentwicklung für verfahrenstechnische Varianten der anaeroben Industrieabwasserbehandlung zur verbesserten Abbildung aller Umsetzungsprozesse (z.B. UASB-Reaktor, zweistufiger Prozess; Verlängerungsphase des Antrages: EGSB-Reaktors, Modellkalibrierung, Übertragbarkeit auf großtechnische Anlagen),2. Bestimmung der wesentlichen Modellparameter und ihren Schwankungsbreiten durch Sensitivitätsanalysen, Kalibrierung und Validierung der Modelle mit Daten aus anaeroben Batchuntersuchungen und kontinuierlich betriebenen anaeroben Laborversuchen,3. Ermittlung von abwasser- und biomassenspezifischen Stoffdaten für eine Fraktionierung der Inhaltsstoffe industrieller Abwässer und von kinetischen Parametern der Biomasse im Rahmen von Laboruntersuchungen zur Anpassung des ADM1.

Integration und Entwicklung eines skalierbaren thermochemischen Energiespeichers zur ganzjährigen Versorgung von Quartieren mit erneuerbarer Wärme

Die ganzjährige Versorgung mit erneuerbarer thermischer Energie stellt eine zentrale Herausforderung der Energiewende dar. Die Gründe sind die saisonalen Zyklen des Energiebedarfs und die eingeschränkte Möglichkeit des Transports thermischer Energie. Das Projekt 'EEW' verfolgt das Ziel einer dezentralen, ganzheitlichen Sektorenkopplung auf Quartiersebene, die ganzjährig die Versorgung mit erneuerbarer Wärme sicherstellen kann. Die Grundlage für das Projekt bilden zwei vom Projektpartner GP Joule mitentwickelte Modellregionen - eine dominiert durch PV-Strom die andere durch Wind-Strom. Für diese Modellregionen wird der vom Projektpartner DLR entwickelte thermochemische Energiespeicher auf Basis von gebranntem Kalk und Wasser weiterentwickelt. Die Vorteile des Speichers liegen im denkbar günstigen und weltweit verfügbaren Speichermaterial 'Kalk' sowie in einer verlustfreien Speicherung. Die zentrale Herausforderung der Speichertechnologie liegt in der effizienten Reaktionsführung der Be- bzw. Entladungsreaktion die im Rahmen des Projekts auf Basis der Pflugscharmischer-Technologie des Projektpartners Lödige optimiert werden soll. Das Projektziel ist daher eine kostengünstige, ressourcenschonende und effizienten Speichertechnologie zur Kopplung des Strom- und Wärmesektors für die regenerative Wärmebereitstellung in der Nahwärmeversorgung von Wohnquartieren zu entwickeln. Das Projekt verfolgt dabei einen ganzheitlichen Lösungsansatz: Die Systemintegration, die experimentelle Hardwareentwicklung als auch die industrielle Skalierung und wirtschaftliche Verwertungsmöglichkeiten aus Hersteller- und Nutzersicht. Mit Abschluss des Projekts liegt ein Integrations- und Betriebskonzept für das Speichersystems in einem realen Nahwärmenetz vor und ist anhand belastbarer Betriebsdaten techno-ökonomisch bewertet. Damit kann im Anschluss an das Projekt die Technologie direkt im Feld demonstriert und von den Partnern wirtschaftlich verwertet werden.

Abfallüberwachungssystem ASYS im Land Brandenburg

Für eine effektive Überwachung der Abfallentsorgung sind aktuelle, umfassende und verlässliche Informationen zum Entsorgungsgeschehen erforderlich. Darüber hinaus sind diese Informationen so umfangreich, dass die Bereitstellung und Auswertung der erforderlichen Daten den Einsatz moderner Informationstechnologien erfordert. Um ihren Abfallbehörden die benötigten Informationen und EDV-Werkzeuge effektiv bereitstellen zu können, haben die Länder mit Abschluss der Verwaltungsvereinbarung gemeinsame Abfall DV Systeme - GADSYS ¿ eine enge Zusammenarbeit vereinbart. Die beiden Säulen dieser Zusammenarbeit sind eine gemeinsame Softwareentwicklung und ein intensiver Austausch von Daten und Informationen. Das Abfallüberwachungssystem ASYS bietet dem Anwender aus den Abfallbehörden die Möglichkeit, alle zur Überwachung der Abfallentsorgung notwendigen Daten effizient zu verwalten. Der inhaltliche Rahmen hierzu ergibt sich aus dem Kreislaufwirtschaftsgesetz und dem zugehörigen untergesetzlichen Regelwerk sowie den für den Bereich Abfall maßgeblichen europäischen Richtlinien sowie Verordnungen. Inhaltliche Schwerpunkte von ASYS sind dabei - Stammdatenpflege zu Entsorgern, Beförderern und Erzeugern - die Vorab- und Verbleibskontrolle der Abfallströme - Bearbeitung von Anzeigen und Erlaubnissen zu Sammlern, Beförderern, Händlern und Maklern - die Entsorgungsfachbetriebszertifikate - die grenzüberschreitende Abfallverbringung - funktional bietet ASYS die Möglichkeit, Daten automatisiert auf elektronischem Wege zwischen den ASYS-einsetzenden Behörden und mit den beteiligten Betrieben auszutauschen. Im elektronischen Nachweisverfahren erfolgt der Datenaustausch dabei über die ZKS-Abfall. Die Organisation von ASYS in Brandenburg erfolgt arbeitsteilig zwischen der Sonderabfallgesellschaft Brandenburg/Berlin mbH (SBB) und dem Landesamt für Umwelt (LfU). Darüber hinaus können auch die Landkreise und kreisfreien Städte auf die ASYS-Daten lesend zugreifen. ASYS dient des Weiteren in Brandenburg als Datenbasis für den LUIS-Dienst, der die Öffentlichkeit im Internet mit Informationen zu Entsorgungsanlagen und zugelassenen Beförderern informiert. Durch den Anschluss der ASYS-Datenbank an die Web-Applikation IPA-KON ist es dem BAG (Bundesamt für Güterverkehr) möglich, mobil auf die ASYS-Daten zuzugreifen

Industrielles Abwasser NRW - Direkt- / Indirekteinleitende Betriebe, Abwasserbehandlungsanlagen

In Nordrhein-Westfalen werden Daten zu der Abwasserbehandlung von industriellen und gewerblichen Einleitern von den zuständigen Wasserbehörden (Bezirksregierungen, untere Wasserbehörden) in der Datenbank ELKA (Einleiterkataster) erfasst. Es handelt sich um Stammdaten und zur Art der Behandlung. Es sind z.B. Daten zu den Namen der Betriebe oder Abwasseranfallstellen, Geodaten und zur Art der Behandlung/Behandlungsanlage vorhanden. Bei der Abwasserbehandlung von industriellem und gewerblichem Abwasser kommen mechanische Verfahren, chemisch-physikalische Verfahren sowie biologische Verfahren zum Einsatz. Bei Direkteinleitern wird das anfallende Abwasser am Standort des Industrie- oder Gewerbebetriebs gemäß seiner Verschmutzung so behandelt, dass es nach der Abwasserbehandlung direkt in ein Oberflächengewässer eingeleitet werden kann. In Nordrhein-Westfalen werden Daten zu direkt einleitenden Betrieben (Direkteinleiter) von den zuständigen Wasserbehörden (Bezirksregierungen, untere Wasserbehörden) in der Datenbank ELKA (Einleiterkataster) erfasst. Es handelt sich um Stammdaten und Daten zu den zugehörigen Einleitungsstellen. Es sind z.B. Daten zu den Namen der Betriebe, Geodaten und den zugehörigen Einleitungsstellen und dem Gewässer, in das eingeleitet wird vorhanden. Bei Indirekteinleitern erfolgt mit oder ohne eine Abwasservorbehandlung die Einleitung des anfallenden Abwassers in eine öffentliche oder private Kanalisation. Es wird zusammen mit dem häuslichen Abwasser in einer kommunalen Kläranlage abschließend mitbehandelt. In Nordrhein-Westfalen werden Daten zu indirekt einleitenden Betrieben (Indirekteinleiter) von den zuständigen Wasserbehörden (Bezirksregierungen, untere Wasserbehörden) in der Datenbank ELKA (Einleiterkataster) erfasst. Es handelt sich um Stammdaten und Daten zum Verbleib des Abwassers. Es sind z.B. Daten zu den Namen der Betriebe oder Abwasseranfallstellen, Geodaten und den kommunalen Kläranlagen, in die das Abwasser eingeleitet wird vorhanden. Diese Informationen sind über das Fachinformationssystem ELWAS-WEB (elektronisches wasserwirtschaftliches Verbundsystem für die Wasserwirtschaftsverwaltung in NRW) im Intranet und Internet verfügbar.

Anlagenbezogener Immissionsschutz (StALU MS Neubrandenburg)

Immissionsschutzrechtlich relevante Daten der gemäß der Anhänge zur 4. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (4. BImSchV) genehmigungsbedürftigen Anlagen, die in den Landkreisen Demmin, Mecklenburg-Strelitz, Müritz und Uecker-Randow sowie der kreisfreien Stadt Neubrandenburg betrieben werden bzw. betrieben wurden oder deren Errichtung und Betrieb in den genannten Landkreisen und in der kreisfreien Stadt Neubrandenburg beantragt wurden.

Umweltprobenbank des Bundes (German Environmental Specimen Bank)

Die Umweltprobenbank des Bundes (UPB) mit ihren Bereichen Bank für Umweltproben und Bank für Humanproben ist eine Daueraufgabe des Bundes unter der Gesamtverantwortung des Bundesumweltministeriums sowie der administrativen und fachlichen Koordinierung des Umweltbundesamtes. Es werden für die Bank für Umweltproben regelmäßig Tier- und Pflanzenproben aus repräsentativen Ökosystemen (marin, limnisch und terrestrisch) Deutschlands und darüber hinaus für die Bank für Humanproben im Rahmen einer Echtzeitanalyse Blut-, Urin-, Speichel- und Haarproben studentischer Kollektive gewonnen. Vor ihrer Einlagerung werden die Proben auf eine Vielzahl an umweltrelevanten Stoffen und Verbindungen (z.B. Schwermetalle, CKW und PAH) analysiert. Der eigentliche Wert der Umweltprobenbank besteht jedoch in der Archivierung der Proben. Sie werden chemisch veränderungsfrei (über Flüssigstickstoff) gelagert und somit können auch rückblickend Stoffe untersucht werden, die zum Zeitpunkt ihrer Einwirkung noch nicht bekannt oder analysierbar waren oder für nicht bedeutsam gehalten wurden. Alle im Betrieb der Umweltprobenbank anfallenden Daten und Informationen werden mit einem Datenbankmanagementsystem verwaltet und aufbereitet. Hierbei handelt es sich insbesondere um die biometrischen und analytischen Daten, das Schlüsselsystem der UPB, die Probenahmepläne, die Standardarbeitsanweisungen (SOP) zu Probenahme, Transport, Aufbereitung, Lagerung und Analytik und die Lagerbestandsdaten. Mit einem Geo-Informationssystem werden die Karten der Probenahmegebiete erstellt, mit denen perspektivisch eine Verknüpfung der analytischen Ergebnisse mit den biometrischen Daten sowie weiteren geoökologischen Daten (z.B. Daten der Flächennutzung, der Bodenökologie, der Klimatologie) erfolgen soll. Ausführliche Informationen und eine umfassende Datenrecherche sind unter www.umweltprobenbank.de abrufbar.

Deponien - Betriebsdaten (StALU MS Neubrandenburg)

Jahresberichte

Solartechnische Demonstrationsanlagen Katholische Kirchenstiftung St. Brigitta, Unterhaching

Gebäudecharakteristik und Konzeption der Anlagentechnik: Photovoltaik (PV)-Anlage: Kirche in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 580 m2 Bruttogeschossfläche zzgl. Sakristei und Kapelle im Anbau, Verwendung als Katholische Kirche. Solarthermie (ST)-Anlage: Wohnhaus mit Pfarrbüros in Betonbauweise, Flachdach, Baujahr 1970, 400 qm BGF, Verwendung als Pfarrhaus. Generator (PV-Module): Die Module werden aufgeständert auf dem Flachdach der Kirche montiert. Die Ständerkonstruktion trägt 2 Modulreihen, wird aus Edelstahl gefertigt und zur Optimierung der Sonneneinstrahlung an der Flachdachbrüstung der Nordseite montiert. Die Neigung beträgt 30 Grad. Die Ausrichtung ist Südost - 10 Grad. Es wurden 2 Strangwechselrichter vom Typ SMA verwendet. Strang 1: Typ SMA 2500 mit 2500 W, 18 Module und Strang 2 mit Typ SMA 2000 mit 2000 W, 16 Modulen. Modul-Typ Isofoton I-159/12MC zu je 159 W und 1,294 m2. Die Generatornennleistung beträgt 5,4 kW. Solarthermische Anlage: Die Montage erfolgt aufgeständert mit ca. 40 Grad Neigung in Südausrichtung auf dem Flachdach des Pfarrhauses. Die Nettofläche beträgt 7.6 m2, vorhandener 400 l Speicher, externer Plattenwärmetauscher. Die Verrohrung erfolgt in 18 mm Kupferrohr, Kollektor: LB Kollektorbausatz der Firma Wagner, Regelung ebenfalls Fa. Wagner. Geplante Maßnahmen zur Verbreitung: Erstellung und Veröffentlichung einer Studie, Info dazu an die örtlichen Presse (Süddeutsche Zeitung). Mitteilungen an die Bürger der politischen Gemeinde auf Bürgerversammlungen durch den Bürgermeister. Darstellung anlässlich des großen Zukunftsfestes in Unterhaching im Oktober 99. Begleitung des Projektes in der örtlichen und kirchlichen Presse. Infoständer an mehreren Sonntagen zur Darstellung des Projektes und zur Gewinnung von Spenden. Gemeinsame Aktionen/Veröffentlichungen mit den ISAR-Amperwerken (Netz-Einspeisung). Erstellung von Prospekten (Beschreibung des Projektes, Darstellung der Realisierung und der Förderung, der Eigenbeteiligung, technische Daten etc.) PR-Maßnahmen in Zusammenarbeit mit der Clearingstelle Kirche und Umwelt und dem Umweltbeauftragten der Diözese. Schautafeln vor der Kirche mit Anzeige der gewonnen Solarenergie. Vorträge und Führungen. Ausstellungen im Foyer des Rathauses. Fazit: Das Projekt kann als gelungen bezeichnet werden, es wurde von sehr vielen Gemeindemitgliedern, Bürgern und der Presse entsprechend gewürdigt. Aus unserer Sicht ist die Bundesförderung Ihren Zielvorstellungen durch Ihre Unterstützung der Solarmaßnahmen ein Stück näher gekommen.

Schlammindexvorhersage mittels künstlicher Intelligenz zum effizienteren Ressourceneinsatz in der Abwasserbeseitigung

Mit der Abwasserbehandlung auf Kläranlagen gehen eine Vielzahl von chemischen und biologischen Prozessen simultan einher. Diese sich gegenseitig beeinflussenden Prozesse, deren Auswirkungen, wenn sich bestimmte Parameter im Prozess ändern und wie Veränderungen vorhergesagt werden können, stellt die Betreiber der Anlagen zum Teil vor große Herausforderungen. Die meisten Einflüsse auf den Prozess bei sich ändernden Umständen sind bereits bekannt, lassen sich aber nur mit großem Aufwand darstellen. Im laufenden Betrieb fällt eine große Anzahl an Messparametern mit entsprechenden Daten an, die zentral abgespeichert werden. Hierbei handelt es sich zum einen um fest eingestellte Betriebswerte, zum anderen aber auch um Daten zu Verbräuchen und sich in Abhängigkeit der Prozesse ergebende Daten. Diese Daten stehen dabei meistens direkt bzw. indirekt in Beziehung zueinander. Bedingt durch die sehr großen Mengen an Daten war es bisher nur sehr schwer möglich, alle anfallenden Messwerte hinsichtlich eines Zielparameters auszuwerten. Eine Möglichkeit zur Analyse, die in den letzten Jahren mehr Beachtung gewinnt, besteht über die Nutzung von künstliche Intelligenz (KI), die durch tausende Rechenoperationen pro Sekunde Muster aufdecken kann. Über die Auswertung historischer Daten kann mit Nutzung der KI ein mathematischer Zusammenhang hergestellt werden. Dieser Zusammenhang soll für die Erstellung zukünftiger Prognosemodelle verwendet werden. Das zum Einsatz kommende Prognosemodell beruht dabei auf einem Digitalen Zwilling der Kläranlage, welcher, verbunden über die Sensoren der Kläranlage, diese virtuell abbildet und in Echtzeit mit seinem wirklichen Vorbild vernetzt ist. Diesem Vorgehen liegt der pragmatische Annahme zugrunde, dass der genaue Einfluss eines bestimmten Parameters zunächst nicht bekannt sein muss, sofern er mathematisch beschrieben werden kann. Das erstellte Modell kann dann beliebig auf Zielparameter eingestellt werden. Im Zuge des Forschungsvorhabens soll dieser Ansatz für die Anwendbarkeit einer möglichen Prognose der Absetzbarkeit des Belebtschlamms vorgenommen werden, explizit der Schlammindexvorhersage (ISV) im Belebtschlammverfahren.

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