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Resource recovery from wastewater in the Americas - Assessing the Water-Soil-Waste Nexus (SludgeTec)

Das Projekt "Resource recovery from wastewater in the Americas - Assessing the Water-Soil-Waste Nexus (SludgeTec)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von United Nations University - Institute for Integrated Management of Material Fluxes and of Resources (UNU-FLORES) durchgeführt. Many infrastructural projects in the field of water supply and wastewater treatment in the developing world, including the Americas, have been undertaken with private sector participation in the past four decades. The success of these often large-scale, centralised infrastructures in providing access to clean water and sanitation, in particular to the poor, is strongly contested. Providing clean water and access to safe sanitation for all is one of the targets (6.2) agreed upon by the global community within the Sustainable Development Goals (SDGs). Centralised Wastewater Treatment Plants (WWTP) satisfy the demand of highly populated areas, but they do not fit with the new standards concerning water recycling and reuse, as well as nutrient recovery, as targeted inSDG 6.3 or the New Urban Agenda adopted at the latest UN-Habitat Conference - Habtitat III. In Latin America and the Caribbean more than half the region's urban population lives in cities with less than one million people. What is urgently needed are appropriate and locally accepted technical options for wastewater treatment that come with respective management of faecal sludge for small- to medium-sized cities. The overall goal of SludgeTec is to bring together international experts and local stakeholders to co-design a sustainable wastewater treatment and management system for two pilot areas in the Americas. A particular emphasis will be placed on understanding the social aspects of the pilot sites with medium to small volumes of wastewater. The two pilot areas were determined in collaboration with local project partners Universidad de San Carlos de Guatemala (USAC), and Fideocomiso de Infraestructura Ambiental de los Valles de Hidalgo, Mexico (FIAVHI). The concept of co-design has re-surfaced in the discourse around product development. The basic idea is to give the consumer or user of a product more say in its design, since this is the actor who will ultimately buy it. Here, the role of the researchers in the production of relevant knowledge in the interface between science and the public is at the forefront, with a clear emphasis on the creation of an area of interaction between those two spheres. Understanding (a) power relations, (b) different perspectives of the issue at hand, and (c) political directions are critical for the relative roles researchers play within the projects. Their behaviour can range from a reflective expert to a facilitator of a co-design process. We intend to use the SludgeTec project as a testing bed to expand the above methodologies of participation and co-design/co-production within the Water- Soil- Waste Nexus to the area of wastewater treatment as a new product and wastewater management as a new interface between science and public. (abridged text)

Teilprojekt Bau und Betrieb der Versuchsanlage

Das Projekt "Teilprojekt Bau und Betrieb der Versuchsanlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PASSAVANT Energy & Environment GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, zwei Versuchsanlagen zur gemeinsamen anaeroben Stabilisierung verschiedener Substrate (Klärschlamm, Fäkalschlamm, Bioabfall) zu planen, zu bauen, in Deutschland bzw. Vietnam zu betreiben und zu optimieren. Das Ziel ist es, einen maximalen Faulgasanfall bei gleichzeitig guter Prozessstabilität und verbessertem Entwässerungsergebnis zu erzielen. Weiterhin soll versucht werden, Stickstoff und Phosphor in hohem Maße im stabilisierten Schlamm zu binden, um einen möglichst hohen Düngwert des stabilisierten Schlammes zu erhalten, aber auch um die Rückbelastung auf der Kläranlage möglichst gering zu halten und somit Betriebskosten zu minimieren. Konzeption, Planung, Konstruktion und Bau der Versuchsanlagen/ Transport der Versuchsanlagen zum Einsatzort/ Inbetriebnahme der Versuchsanlagen/ Betrieb und Optimierung der Versuchsanlagen/ Auswertung der Versuchsergebnisse Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu dienen, die Faulungstechnologie für die gemeinsame Faulung von Septic Sludge anzupassen und so die Marktchancen für Faulungsanlagen in Vietnam und Südostasien zu verbessern. Falls möglich, ist geplant neue Verfahrenskonzepte zum Patent anzumelden.

Entwicklung eines Wassernutzungskonzeptes für aride Gebiete am Beispiel der Insel Sal/Kap Verden: Grundlegende Untersuchung und Konzepterstellung (Phase 1) und Pilotversuch (Phase 2)

Das Projekt "Entwicklung eines Wassernutzungskonzeptes für aride Gebiete am Beispiel der Insel Sal/Kap Verden: Grundlegende Untersuchung und Konzepterstellung (Phase 1) und Pilotversuch (Phase 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prack Consult durchgeführt. Ziel des Forschungs- und Entwicklungsprojektes ist es, ein nachhaltiges Wassernutzungskonzept zu entwickeln, bestehend u.a. aus kompakten modularen Kläranlagen, die unter den gegebenen Klimabedingungen (extreme Trockenheit) betriebsstabil und ökonomisch funktionieren. Hierbei soll in einem dritten Schnitt das entwickelte Konzept inklusive Technik im 1:1 Maßstab auf der Insel Sal umgesetzt und auf weitere aride Standorte übertragen werden. Mittels einer Grundlagenermittlung sollen für die Implementierung eines Pilotversuchs (Behandlung von Abwasser und Fäkalschlamm sowie Meer- bzw. Brackwasser) die technischen, wirtschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen geschaffen sowie ein Wassernutzungskonzept entwickelt werden. Für die Abwasserbehandlung soll eine kostengünstige und technisch einfache Lösung gefunden werden, die die Wasser-/Abwassersituation auf der Insel Sal verbessert. Des Weiteren soll eine Rückübertragung der im Zielland gewonnenen Erkenntnisse und Erfahrungen für die Weiterverbreitung der Kläranlagentechnik und des KSVE-Verfahrens auf dem europäischen und außereuropäischen Markt stattfinden.

IBÖ-3: Entwicklung und Evaluierung einer mobilen Demonstrationsanlage für die dezentrale Verwertung von Fäkalschlamm

Das Projekt "IBÖ-3: Entwicklung und Evaluierung einer mobilen Demonstrationsanlage für die dezentrale Verwertung von Fäkalschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltmikrobiologie durchgeführt. Menschliche Fäkalien stellen einen nahezu ungenutzten Reststoff dar. Gegenwärtig werden diese unter verhältnismäßig hohem Einsatz von Energie und Trinkwasser entsorgt. In Industrieländern wie Deutschland stellt die Entsorgung und Verwertung von menschlichen Fäkalien vor allem dann eine große Herausforderung dar, wenn kein oder nur ein unzureichender Anschluss an ein zentrales Abwassernetz besteht, und insbesondere wenn die Fäkalien nur temporär und in stark variierenden Mengen anfallen, z. B. auf Festivals, Campingplätzen und Großbaustellen. Ziel des Projektes BioFAVOR II ist die Schaffung einer technischen und ökonomischen Lösung zur direkten dezentralen Entsorgung von Fäkalien und die gleichzeitige Nutzbarmachung der Fäkalien für eine bio-basierte Wirtschaft. Im Rahmen des Ideenwettbewerbs 'Neue Produkte für die Bioökonomie' soll, aufbauend auf konzeptionellen Entwicklungen und Evaluierungen aus der vorrangegangen Sondierungsphase, die technische Machbarkeit und Marktrelevanz eines neuartigen, dezentralen, einfach skalierbaren Konzeptes zur Entsorgung und Aufwertung von Fäkalien gezeigt werden.

Untersuchung einer Faekalschlammbehandlung und der Behandlung von Prozessabwaessern aus der Schlammbehandlung

Das Projekt "Untersuchung einer Faekalschlammbehandlung und der Behandlung von Prozessabwaessern aus der Schlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt.

Teilprojekt wissenschaftlich-technische Begleitung

Das Projekt "Teilprojekt wissenschaftlich-technische Begleitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. Hintergrund und Aufgabenstellung: Die Situation der Abwasserbehandlung in der Sozialistischen Republik Vietnam ist dadurch gekennzeichnet, dass sowohl in den Städten als auch auf dem Land keine oder kaum Abwasserbehandlungsanlagen in Betrieb sind. So werden beispielsweise in Hanoi nur zwei Abwasserbehandlungsanlagen mit einem Zufluss von insgesamt 3.000 m3/d betrieben, die von Japan als Anschauungsobjekte finanziert wurden. Diese Ausbaugröße kann bei einer Einwohnerzahl von etwa 4 Millionen nur als Tropfen auf dem heißen Steinbezeichnet werden. Unterhalb der Wohngebäude sind so genannte Septic-Tanks (Fäkal-Gruben, Klärgruben) eingebaut, in denen dass Abwasser aus den Toiletten behandelt wird. In den Septic-Tanks setzen sich die im Abwasser enthaltenen Feststoffe ab; das überlaufende Wasser wird entweder, wenn vorhanden, in einen öffentlichen Kanal eingeleitet oder versickert unkontrolliert in den Untergrund. Aufgrund dieser Einleitungen in den Untergrund ist z.B. das Grundwasser, das als Rohwasser für die Wasserversorgung verwendet wird, im Großraum Hanoi stark mit Ammonium (etwa 100 mg/l NH4-N) belastet. Aufgrund der Einleitung ungereinigten Abwassers sind auch die Flüsse sehr stark verschmutzt, so dass es zu Problemen bei der Aufbereitung dieses Wassers zu Trinkwasser kommt. Der Schlamm aus den Septic-Tanks wird nur in (seltenen) Einzelfällen geräumt. So wird in einem Bericht aufgezeigt, dass in Hanoi nur etwa 250 m3/a Schlamm aus Septic-Tanks (teilweise von privaten Unternehmern, aber auch von der Stadt) abgefahren wird (SANDEC, 2001). Dieser Schlamm wird unbehandelt an die Bauern in der Umgebung von Hanoi als Dünger in der Landwirtschaft, aber auch in Aqua-Kulturen zur Produktion von Fischen verkauft. Die Bereitschaft der Bauern ist groß den Naturdünger abzunehmen, obwohl ein kleines Entgelt zu entrichten ist. Für Vietnam wird empfohlen, weiterhin die dezentrale Abwasserbehandlung gegenüber der zentralen Abwasserbehandlung zu bevorzugen. Zu diesem Schluss kommt die 2005 von der Swiss Agency for Development and Cooperation veröffentlichte Studie 'Overview of Water and Sanitation Sector in Vietnam'. Diese Empfehlung wird von den Vertretern der Ministerien nicht uneingeschränkt geteilt, die in urbanen Bereichen eher zentrale Lösungen für die Abwasserbehandlung anstreben. Im Rahmen des hier beantragten Verbundvorhabens wird deshalb alternativ ein Ver- und Entsorgungskonzept entwickelt, das die Vorteile beider Systeme (zentral/dezentral) ausnutzt und deren Nachteile vermeidet. (Text gekürzt)

Anwendung des Sequencing Batch Reactor (SBR)-Verfahren zur Faekalschlammbehandlung

Das Projekt "Anwendung des Sequencing Batch Reactor (SBR)-Verfahren zur Faekalschlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Gewässerreinigungstechnik durchgeführt. Auch in Zukunft werden in der Bundesrepublik Deutschland ca. 10 Prozent der Bevoelkerung nicht an oeffentliche Kanalisation angeschlossen sein, sondern ueber Haus-Klaeranlagen entsorgt werden. In Gebieten, wo die anfallenden Faekalschlaemme aus den Hausklaergruben nicht in kommunalen Klaeranlagen mitbehandelt werden koennen, sind kompakte, betriebssichere und wartungsarme Anlagen zur Faekalschlammbeseitigung erforderlich. Das Projekt zielt darauf ab, eine Behandlungsanlage fuer Faekalschlaemme zu konzipieren, ihre Wirksamkeit zu demonstrieren und sie betrieblich zu optimieren. Das Konzept umfasst die Feststoffabtrennung mit Hilfe einer Zentrifuge und die biologische Behandlung des Zentrates mit dem Sequencing Batch Reactor-Verfahren (SBR). Hierbei werden neben dem Abbau der Kohlenstoffverbindungen auch eine vollstaendige Nitrifikation/Denitrifikation und biologische Phosphorelimination angestrebt. Fuer diese Aufgaben wird eine geeignete Bauform des SBR-Reaktors entwickelt und die Betriebsweise optimiert. Zur Beschreibung des Prozesses wird ein mathematisches Modell entwickelt. Alternative Betriebsstrategien werden im Labormassstab erprobt; mit einer halbtechnischen Anlage werden Ergebnisse verifiziert und die Prozessstabilitaet untersucht.

Teilprojekt 17: Entwicklung und Umsetzung angepasster Technologien zur Abwasser- und Abfallbehandlung

Das Projekt "Teilprojekt 17: Entwicklung und Umsetzung angepasster Technologien zur Abwasser- und Abfallbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Huber SE Maschinen- und Anlagenbau durchgeführt. 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.

Untersuchungen zur Erfassung der Lasteinwirkungen auf Rohre aus Polyethylen hoher Dichte und Erarbeitung der statischen Berechnungsverfahren bei Umwelt entlastender und grabenloser Rohrverlegung mit dem Raketenpflug (Pflugschwert mit Aufweitkörper)

Das Projekt "Untersuchungen zur Erfassung der Lasteinwirkungen auf Rohre aus Polyethylen hoher Dichte und Erarbeitung der statischen Berechnungsverfahren bei Umwelt entlastender und grabenloser Rohrverlegung mit dem Raketenpflug (Pflugschwert mit Aufweitkörper)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Georg Föckersperger GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: In den 90er Jahren wurde durch die Fa. Föckersperger GmbH das Raketenpflugverfahren auf der Grundlage des für den Fernmeldekabel- und Rohrleitungsbau bereits seit langem bewährten Rohrpfluges entwickelt. Das Raketenpflugverfahren erweitert die Anwendungsgrenzen des Rohrpfluges in den Bereichen Rohrdurchmesser und Rohrmaterialien. Erfahrungen aus Bauprojekten zeigten, dass Fehler in der Bauaus-führung v. a. in der Überschreitung der zulässigen Zugkräfte von Rohren aus Polyethylen hoher Dichte mit viskoelastischem Verformungsverhalten auftraten. Ziel dieses Projektes war es deshalb, die auftretenden Zugbelastungen auf das Rohr in Abhängigkeit der geometrischen-, Einbautechnischen- und geo-technischen Einflussgrößen abzuschätzen. Außerdem sollte ein realitätsnaher Modellansatz zur Be-schreibung des Tragverhaltens von mit dem Raketenpflugverfahren verlegten Rohren entwickelt werden. Fazit: Bei kleinen Anschlussgrößen wurde bisher davon ausgegangen, dass die dezentrale Entsorgung von Abwasser die ökonomische Möglichkeit darstellt. Die zentrale Lösung unter Verwendung des Pflugverfahrens stellt jedoch nicht nur eine ökonomische Möglichkeit durch die geringen Investitionskosten, den niedrigeren Betriebskosten für die Abwasserreinigung und den Wegfall der Kosten für Entsorgung der Fäkalschlämme, sondern auch eine ökologische durch die wesentlich betriebssichere Führung dar. Der Einsatz dieses wirtschaftlichen Verfahrens wird auch langfristig erforderlich sein, da einerseits die Kommunen unter einem finanziellen Druck stehen und andererseits nicht nur die Verbesserung, sondern auch der Erhalt der Ver- und Entsorgungsstruktur (Leitungssanierung) notwendig ist. Nur so kann der hohe Standard mit wirtschaftlichem Mitteleinsatz auch künftig gesichert werden. Die in diesem Forschungsvorhaben erzielten Erkenntnisse konnten bereits in das Ende 2002 erscheinende ATV-DVWK-M 139 Fräs- und Pflugverfahren für den Einbau von Abwasserleitungen und -kanälen integriert werden. Mit diesem Merkblatt wird das Pflugverfahren als a.a.R.d.T etabliert. Die im Rahmen der statischen Modellierung gewonnenen Erkenntnisse sollten in das sich zur Zeit in Überarbeitung befindliche Regel-werk ATV-A 161 eingebunden werden.

Pilotphase: Übertragung und Anpassung des Klärschlammvererdungsverfahrens an thailändische Verhältnisse

Das Projekt "Pilotphase: Übertragung und Anpassung des Klärschlammvererdungsverfahrens an thailändische Verhältnisse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Prack Consult durchgeführt. Die Klärschlammvererdung (KSVE) ist ein neues Verfahren zur Behandlung von Klärschlämmen aus biologischen Kläranlagen. In diesem Prozess lässt sich eine starke Entwässerung des Klärschlamms, eine Massenreduzierung sowie eine Hygienisierung durch die von Schilfpflanzen in Klärschlammpoldern hervorgerufenen Effekte der Vererdung und der Verdunstung erzielen. In Europa aus Wirtschaftlichkeitsgründen entwickelt, bietet das Verfahren in Entwicklungs- und Schwellenländern aufgrund der geringen erforderlichen Technik zusätzlich Effekte (Beschäftigungswirksamkeit, Energiekostenersparnis, Hilfsmitteleinsparung). Die bereits durchgeführte Machbarkeitsstudie hat gezeigt, dass diese wirtschaftlichen Vorteile auch in Thailand zu erwarten sind. Im beantragten Vorhaben (Pilotversuch) soll am Standort Phuket (Thailand) anhand einer Pilot-Anlage die Übertragbarkeit des Verfahrens untersucht werden. Folgende Projektziele sind vorgesehen: 1. Transfer einer KSVE-Anlage aus Europa auf einen tropischen Standort. 2. Substrate für die KSVE (Untersuchungen u.a. an Fäkalschlamm). 3. Schwermetallentfrachtung (des Klärschlammes durch den Einsatz metallophiler Pflanzen). 4. Rückübertragung der Erfahrungen.

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