Die unterirdische Enteisenung und Entmanganung (UEE oder In-situ Aufbereitung) wird von uns bereits seit Jahrzehnten in Deutschland für die Aufbereitung von Grundwasser eingesetzt. Es ist klar, dass damit sehr effizient Eisen und Mangan aus Grundwasser entfernt und somit auch Ablagerungen in nachfolgenden Wasseraufbereitungsschritten vermieden werden können. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen aber die folgenden bisher offenen Fragen geklärt werden: 1. Können die positiven Resultate der Technologie aus Deutschland trotz unterschiedlicher Geologie und Grundwasserzusammensetzung auf Südostasien übertragen werden? Treten Nebenwirkungen durch den erhöhten Salzgehalt auf? 2. Wie weit kann Arsen bereits unterirdisch entfernt werden? 3. Wie lassen sich die bisher nur in Industrieländern eingesetzten, individuell ausgelegten und vollautomatisierten UEE-Anlagen für einen möglichst robusten und modularen Einsatz modifizieren (Stichwort Photovoltaik und Windenergie)? 4. Welche positiven Effekte bringt die unterirdische Entfernung von Eisen, Mangan und Arsen für eine nachfolgende Entsalzung (mit CDI / UO)? Diese Fragen sollen beantwortet werden mit Hilfe von a) der Neuentwicklung von UEE-Anlagen für einen dezentralen Einsatz in Südostasien inkl. Bau von Prototypen b) Installation, Betrieb und Bewertung von Pilotanlagen gemäß Punkt a) in Vietnam c) Bewertung der Ergebnisse aus Punkt b) im Rahmen des Gesamtprojekts WaKap Innerhalb vom Arbeitspaket AP3 werden wir in der ersten Hälfte der Projektlaufzeit eine Anlage zur unterirdischen Wasseraufbereitung für die dezentrale energieautonome Aufstellung in Südostasien entwickeln. Im Rahmen von Arbeitspaket AP4 werden wir in Vietnam mindestens eine, möglichst aber mehrere Pilotanlagen zur unterirdischen Aufbereitung planen und ausführen (zweites Jahr bis Ende Projektlaufzeit). Im Rahmen von AP5 werden wir alle Daten vom Teilbereich In-Situ-Wasseraufbereitung erfassen und ökologisch wie ökonomisch bewerten.
Zielstellung: Die Forellenerzeugung in den neuen Bundesländern wird in erster Linie in den vor 1990 erbauten Betonrinnenanlagen durchgeführt, die heute mit einem hohen Frischwassereinsatz arbeiten. Insbesondere im Rahmen der Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie ist eine Verringerung der von den Wasserbehörden zugestandenen Wassermengen nicht auszuschließen. Der Inhalt des Projektes besteht darin, durch Umbau mehrerer Rinnen ein Modul einer teilgeschlossenen Kreislaufanlage zu errichten und zu erproben, das mit einem spezifischen Grundwassereinsatz von ca. 1 m3/t*h arbeitet. Derartige Anlagen ermöglichen eine seuchen-biologisch günstige Betriebsweise, unabhängig von der fließenden Welle, mit einem günstigeren, geglätteten Temperaturgang sowie optimierten Wasserparametern. Aus Kostengründen und aufgrund der sich ergebenden produktionstechnologischen Vorteile für die Folgeproduktion wird dabei auf die Satzfischaufzucht orientiert. Material und Methode: Das Projekt beinhaltet neben der Untersuchung der verfahrenstechnischen Wirkungsweise der einzelnen Anlagenteile und der Gesamtanlage die Erfassung und Auswertung der erreichten Ergebnisse der Fischaufzucht, der Effekte der verbesserten Haltungsbedingungen und entsprechende ökonomische Betrachtungen. Ergebnisse: Die Modulanlage besteht aus zwei weiterhin zur Fischhaltung genutzten Rinnen. Eine weitere Rinne bzw. die entsprechenden Teile des Zu- und Ableiterkanals werden für die mechanische Reinigung, den Biofilter, bestehend aus Schwebbettfilter und getauchtem Tropfkörper, die Wasserförderung mit Propellerpumpen und die Sauerstoffbegasung mit schwimmenden Niederdruckbegasern genutzt. Die Grundwasserversorgung erfolgt über eine Enteisenung. Die beiden Produktionsrinnen werden zeitversetzt mit Setzlingen von 6 - 10 g Stückmasse besetzt. Nach durchschnittlich vier Monaten erfolgt die Abfischung von je ca. 1,8 t Satzfischen mit einer mittleren Stückmasse von ca. 100 g. Die Endbestandsdichte beträgt ca. 70 - 80 kg/m3 und die Verluste liegen unter 15 %. Auf diese Art und Weise werden ca. 10 t Satzfische pro Jahr in dem Modul erzeugt, die für eine Produktion von ca. 40 t Portionsforellen in der übrigen Rinnenanlage ausreichend sind. Es ergeben sich stabile Wasserwerte (NH4 kleiner als 1 mg/l, NO2 kleiner als 0,5 mg/l, NO3 kleiner als 50 mg/l), die keine wasserchemischen Untersuchungen während des Betriebs erfordern. Die bisherigen Aufwandsparameter betrugen 0,9 kg Futter, max. 3,0 kWh, 0,54 kg O2 und 0,33 kg NaHCO3 bezogen auf 1 kg Zuwachs und bilden die Voraussetzung für eine ökonomische Betriebsweise.
Zielstellung: Die Binnenfischerei des Bundeslandes Sachsen-Anhalt umfasst eine diversifizierte Erwerbsfischerei mit dem Schwerpunkt der Forellenerzeugung in Durchflussanlagen, eine nahezu flächendeckend vertretene Angelfischerei und ein stetig zunehmendes Potenzial an Braunkohletagebauseen. In den vergangenen Jahren haben sich die Rahmenbedingungen für die Fischerei stark verändert. Das betrifft vor allem die von der Umsetzung der Maßnahmen der EG-Wasserrahmenrichtlinie zunehmend beeinflussten Forellenanlagen. Für diese sind die Erarbeitung und Praxiseinführung von Verfahren mit einer höheren Wassernutzungsintensität und eine verbesserte Reinigungswasseraufbereitung zukünftig von Bedeutung. Im Rahmen des Transfers wissenschaftlich-technischer Erkenntnisse in die Praxis besteht die Aufgabe, Behörden und Verbände fachlich zu beraten sowie Stellungnahmen und Kurzgutachten zu aktuellen Problemen zu erarbeiten. Ergebnisse: In der Anlage Thießen wurde die 2014 begonnene Umstellung auf den offenen Kreislauf wissenschaftlich begleitet. Dabei kommen Niederdruck-Sauerstoffbegaser und durch Frequenzumrichter gesteuerte Propellerpumpen geringer Förderhöhe zur Anwendung. Ziel dieser Maßnahmen ist die Senkung des spezifischen Frischwassereinsatzes bzw. des Oberflächenwasserbedarfes im Sommer bis auf ca. 185 l/s. Die sehr viel höheren Energieaufwendungen und der zusätzliche Aufwand an technischem Sauerstoff sowie die schwankenden Wassermengen machen die Erarbeitung weiterer Steuerungsmöglichkeiten zur Kostenoptimierung erforderlich, mit denen begonnen wurde. Für diese Betriebsweise der Anlage wurde das Produktionszyklogramm einschließlich der dafür notwendigen Aufwendungen und Kosten überarbeitet. Die Erprobungen von Gestaltungsmöglichkeiten einer internen mechanischen Reinigung zur Emissionsverringerung des Ablaufwassers in den ostdeutschen Rinnenanlagen führten zu einer praktikablen Variante. Dabei erfolgt die konzentrierte Schlammentfernung über die Grundablässe nach vorheriger Abdeckung der Sedimentationsbereiche. Als wichtige Komponente teilgeschlossener Kreislaufen wurde eine Enteisenungsanlage bautechnisch verbessert und einer weiteren funktionellen Erprobung unterzogen. Zur Minimierung der Energiekosten wurde eine offene Filteranlage realisiert, der eine Kaskade zum Sauerstoffeintrag und zur CO2-Entfernung vorgeschaltet wurde. Bei den steigenden Zulaufkonzentrationen bis über 4 mg/l Gesamteisen (GFe) ergaben sich Auslaufkonzentrationen von 0,5 - 0,4 mg/l GFe. Nach dem Rückspülen steigt die Eisenkonzentration auf ca. 1 mg/l an. Ein zweites wichtiges Problem in teilgeschlossenen Kreislaufanlagen und offenen Kreislaufanlagen mit höherer Wassernutzungsintensität stellt die Akkumulation des von den Fischen abgegebenen CO2 dar. In der teilgeschlossenen Modulanlage in Thießen traten bei intensiver Anlagenauslastung Werte bis zu 40 mg/l auf. (Text gekürzt)
Betriebstechnische und energetische Optimierung einer Pilotanlage zur unterirdischen Enteisenung und Entmanganung, die aufgrund zu hoher Eisen- und Mangangehalte für die Wärmeenergiegewinnung aus Grundwasser über eine Brunnenanlage betrieben werden soll. 1. Planungsleistungen zur Konzeptionierung und Energieoptimierung der Anlage für die unterirdische Enteisenung und Entmanganung (UEE). 2. Ausschreibung und Bauaufsicht für die UEE-Anlage. 3. Durchführen eines Testbetriebes über etwa sechs Monate inkl. Datenerhebung, Vorortmessung, Laständerungen etc. 4. Auswertung, Dokumentation und Bewertung der erhobenen Messdaten.
Ein numerisches Bemessungswerkzeug zur sichereren technologischen Auslegung einer neuen in-situ-Enteisenungs- und Entmanganungstechnik zur Trinkwasseraufbereitung speziell für den russischen Markt soll weiterentwickelt und an gleichzeitig durchgeführten Feldtests kalibriert und validiert werden. Teilaufgaben sind: 1) Die Weiterentwicklung für hydraulisch komplexere Mehrbrunnen-Anlagen. Dies erfordert die Kombination bisheriger Programmbausteine mit weiteren Programmen, die die 2- / 3-dimensionale hydraulische Strömung im Einzugsbereich mehrerer aktiver Brunnen abbildet. 2) Die Erstellung einer graphischen Oberfläche, die den Nutzern die Dateneingabe, die Auswahl der Parameter auf Basis einer Datenbank und den Einsatz des Berechnungsprogramms erleichtert. 3) Feldtests mit einer existierenden Pilotanlage. Durch Monitoring, Analytik und Auswertung sollen Daten zur Kalibrierung und Validierung des in Entwicklung befindlichen Modells bereitgestellt werden. 4) Weitere Feldeinsätze sollen geplant und durchgeführt werden. Diese umfassen die Anlagenplanung und die Planung des Versuchsregimes, seine Auswertung und die Ableitung von Eingangsparametern für das Bemessungsprogramm.
Projektziel ist der Ausbau und fortgesetzten Einsatztest eines numerischen Bemessungs werkzeuges zur sichereren Auslegung einer neuen in-situ-Enteisenungs- und Entmanganungstechnik zur Trinkwasseraufbereitung speziell für den russischen Markt. Ingenieurtechnisch gut begründete Bemessungsvorschriften für diese Technologie existieren noch kaum, so dass deren Planung und Implementierung stärker als sonst üblich auf Erfahrungswerten beruht. Die in-situ-Enteisenungstechnologie wird aktuell unter extremen geologischen und hydrochemischen Bedingungen eingesetzt, weshalb entsprechende Planungswerkzeuge für die ingenieurtechnische Auslegung dringend erforderlich sind. Die bisher von den Antragstellern begonnene Entwicklung eines geochemisch hydraulisch-gekoppelten numerischen Modells als sicherere Planungs-Grundlage wird für die in-situ-Enteisenungstechnologie durch Nutzung leistungsfähigerer Software für eine breitere Anwendung ertüchtigt. Dies setzt einen intensiv gemonitorten Versuchsbetrieb vor Ort in Russland an bereits bestehenden Pilot-Anlagen im Feldmaßstab voraus. Folgende umzusetzende Modell-Entwicklungs- und Feldarbeiten werden umgesetzt: Teilaufgabe 1: Das bestehende Modell soll mit dem Ziel einer breiteren Einsetzbarkeit für die Anwendung in hydraulisch weit komplexeren Mehrbrunnen-Anlagen weiterentwickelt und ertüchtigt werden. Dies erfordert die Kombination bisheriger Programmbausteine mit weiteren Programmen, die die 2- / 3-dimensionale hydraulische Strömung im Einzugsbereich mehrerer aktiver Brunnen abzubilden vermag. Diese Programme werden hinsichtlich ihrer Eignung für die konkrete Problemstellung geprüft. Teilaufgabe 2: Das bestehende Berechnungsprogramm wird auf Basis kommerzieller weit verbreiteter und getesteter Programme eine graphische Oberfläche erhalten, die den Nutzern die Dateneingabe, die Auswahl sinnvoller Parameter auf Basis einer zu erstellenden Datenbank und den Einsatz des Berechnungsprogramms deutlich erleichtert. Teilaufgabe 3: Weitere und fortgeführte Feldtests werden mit einer existierenden Pilotanlage durchgeführt. Durch Monitoring und der zugehörigen Analytik und Auswertung werden Daten zur Kalibrierung und Validierung des in Entwicklung befindlichen Modells bereitgestellt.
Die Amberger Kaolinwerke AKW sollen in die Lage versetzt werden, eine Pilotaufbereitungsanlage zu errichten, die demonstriert, dass unter Einbeziehung der vorhandenen infrastrukturellen Gegebenheiten spezielle eisenarme Qualitäten von Kaolinen wirtschaftlich auf mikrobiologischem Wege produziert werden können. Ziel ist ausdrücklich die Einsparung von Chemikalien und Ressourcen sowie die Erschließung neuer Märkte durch Einführung spezieller eisenfreier Kaoline. AKW übernimmt die Projektleitung bzw. Koordination der Projektierung der Pilotversuche zur Produktion mikrobiologisch aufbereiteter eisenarmer Tone und ist darüber hinaus an allen weiteren Arbeitsschritten des Verbundprojekts beteiligt. AKW und WBB sind verantwortlich für die Einhaltung von realistischer experimenteller Vorgehensweise der akademischen Partner im Sinne industrieller Prozesse und marktgerechter Produkte. Neben der Auswahl und Bereitstellung der Rohstoffe werden Anwendungstests erzeugter Qualitäten durchgeführt, bzgl. Marktfähigkeit beurteilt und schließlich die verfahrenstechnische Umsetzung der mikrobiologischen Enteisenung als Pilotanlage im eigenen Betrieb gewährleistet. Die kommerzielle Verwertung der Ergebnisse erfolgt gemäss den Regelungen des Kooperationsvertrages.
Deutschland und Korea sind weltweit Anbieter hochentwickelter Systeme für die Trinkwasseraufbereitung. Die Prozess-kenntnisse zur Uferfiltration (UF) und Einbindung in kostengünstige Systeme in anderen Ländern wird zur Zeit auf der EXPO in Saragossa demonstriert. Im Ausland führt die Wasserverschmutzung zu Problemen mit der Oberflächenwassernutzung und bei UF zu anoxischen Verhältnissen inklusive Eisenrücklösung. Eine Kombination mit der unterirdischen Enteiseung (UE) wurde bisher nur im Wasserwerk Linz umgesetzt, geplant vom Projektteilnehmer Dr. Eichhorn. Südkorea hat große Probleme mit Eisen in Uferfiltratfassungen, jedoch komplizierte Randbedingungen. Die mögliche Kopplung von UF und UE, Einsatzgrenzen und Prozesssteuerung sollen wiss. untersucht werden. Dabei können laufende Feldversuche eines laufen-den BMBF-Projekts genutzt werden. Ziel ist die Aufnahme des UF-Standortes Dresden in die Liste der demonstration sites der IAH-UNESCO sowie die Beantragung von Vorhaben im 7. EU FP sowie bei der Asian Development Bank (UF in Indien unter ähnlichen Randbedingungen wie in Korea).
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 44 |
| Europa | 1 |
| Land | 6 |
| Weitere | 1 |
| Wissenschaft | 19 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 43 |
| Umweltprüfung | 4 |
| unbekannt | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 6 |
| Offen | 43 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 49 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 4 |
| Keine | 34 |
| Webseite | 11 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 37 |
| Lebewesen und Lebensräume | 42 |
| Luft | 23 |
| Mensch und Umwelt | 49 |
| Wasser | 49 |
| Weitere | 49 |