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Data presented here were collected between November 2019 to September 2023 within the research unit DynaCom (Spatial community ecology in highly dynamic landscapes: From island biogeography to metaecosystems, https://uol.de/dynacom/ ) involving the Universities of Oldenburg, Göttingen, and Münster, the iDiv Leipzig and the Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer. Experimental islands and saltmarsh enclosed plots were established in the back-barrier tidal flat and in the saltmarsh zone of the island of Spiekeroog (Germany). A recording current meter (RCM; SEAGUARD® Recording Current Meter, Aanderaa Data Instruments AS, Bergen/Norway) was installed in the back-barrier tidal flat near the experimental islands. The sensor was bottom-mounted in a shallow tidal creek (0.59 m NHN) using a steel girder buried in the sediment, which caused the sensor to be exposed during low tide. All low-tide data have been removed from the dataset. The system was equipped with a ZPulse Doppler Current Sensor (DCS), a conductivity sensor, an oxygen optode, and two analogue sensors for chlorophyll-a and turbidity (16445). All sensors were pre-calibrated by the manufacturer. Recorded data were internally logged until readout with the SeaGuard Studio software (V1.5.23). Salinity was derived in the SeaGuard Studio software using temperature-dependent, nonlinear seawater conductivity compensation following the Practical Salinity Scale (PSS-78). Subsequent data processing was done using MATLAB (R2024b). Turbidity and chlorophyll-a data were excluded from the final dataset, as the recorded signals show implausible values and did not pass quality-control criteria. Post-processing and quality control included (a) the removal of low tide data, data covering maintenance activities, and data affected by biofouling, (b) the removal of implausible values, c) an outlier detection using the Hampel filter method, and (d) visual checks. Identified outlier were removed and synchronously removed across all associated parameters of the respective sensor.
Druckgetriebene Filtrationsprozesse, wie z.B. die Querstrommikrofiltration, sind in ihrer Leistungsfaehigkeit durch Effekte wie Fouling und Konzentrationspolarisation bzw. Deckschichtwachstum beschraenkt. Ziel der hier genannten Arbeit ist es, durch eine gezielte Induzierung von Stroemungsinstabilitaeten in Form von Sekundaerstroemungen das Deckschichtwachstum an der Membran zu limitieren, somit hoehere Filtratfluesse zu erzielen und den Filtrationsprozess insgesamt effizienter zu betreiben. Die Stroemungsinstabilitaeten werden durch die Stroemungsfuehrung in maeanderfoermig gekruemmten Kapillarmembranen aufgrund von Zentrifugalkraeften erzeugt. In Technikumsversuchen mit Latex- und Hefesuspensionen konnte nachgewiesen werden, dass sich der Filtratfluss durch den Einsatz von Dean Wirbeln gegenueber der Filtration mit geraden Kapillarmembranen um bis zu 140 Prozent steigern laesst, die Effizienz des Prozesses kann bei gleichem spezifischen Filtratfluss sogar um bis zu 400 Prozent hoeher sein. Neben den experimentellen Untersuchungen erfolgt eine intensive theoretische Betrachtung des Filtrationsprozesses. Mit Hilfe einer CFD-Software werden die hydrodynamischen Vorgaenge untersucht und in Hinblick auf den Deckschichtaufbau analysiert. Die Berechnung mehrphasiger Stroemungen und der Ablagerungsmechanismen von Partikeln soll in Zukunft durch die Simulation des dynamischen Deckschichtaufbaus in maeanderfoermig gekruemmten Kapillarmembranen erfolgen und zur Optimierung von Filtrationsmodulen hinsichtlich der Hydrodynamik herangezogen werden.
Problemstellung: Membranfiltrationsverfahren erlebten in der Aufbereitungstechnik von Wässern in den vergangenen 20 Jahren einen starken Zuwachs. Trotz des steigenden Einsatzes bleibt ein Problemfeld kommerzieller Membranen die Anhaftung und die Adsorption deckschichtbildender Substanzen (sogenanntes Fouling). Das Fouling wird im Niederdruckbereich (Mikro- bzw. Ultrafiltation) vornehmlich durch Partikeln und Kolloide (kolloidales Fouling), sowie organische Makromoleküle (organisches Fouling) und Mikroorganismen (Biofouling) verursacht. Bei Hochdruckfiltrationsverfahren wie der Nanofiltration kommt es vornehmlich zur Adsorption gelöster organischer Substanzen sowie zu Biofouling. Maßnahmen zur Fouling Kontrolle reichen von der Vorbehandlung von Wässern, über die hydrodynamische Optimierung der Strömung im Membranmodul bis zur physico-chemischen Anpassung der Oberflächeneigenschaften der eingesetzten Materialien (größtenteils Polymere). Im letzteren Handlungsfeld möchte vorliegendes Forschungsvorhaben offene Fragestellungen zu Wirkzusammenhängen zwischen Ladungseigenschaften der Membranoberfläche, den resultierenden Fouling und Rückhalteverhalten aufklären. Vorgehensweise: Mittels ionengestützter Beschichtung, Plasma Immersions Ionenimplantation und Beschichtung (PBII&D) genannt, wird die Oberflächenleitfähigkeit herkömmlicher Polymermembranen gezielt erhöht. Entsprechend behandelte Membranen werden in verschiedenen wässrigen Lösungen durch definiertes Anlegen eines elektrischen Potentials (- 1,5 V bis 1,5 V) auf das resultierende Fouling- und Rückhalteverhalten hin untersucht. Die Versuchsergebnisse werden mit bekannten Transportmodellen (elektrokinetische Modelle) verglichen und ggf. werden Modellanpassungen durchgeführt. Diese Erkenntnisse werden dazu genutzt, ein Modell zu erstellen, das zur Simulation des Trennverhaltens bei verschiedenen Betriebsbedingungen genutzt werden kann. Ein besseres, umfassendes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Oberflächenladung der Membran (Zetapotential) und resultierendem Fouling- bzw. Rückhalteverhalten könnte zur gezielten 'potentialgesteuerten Funktionalisierung' von Membranoberflächen eingesetzt werden.
Der Abwasserverband Braunschweig optimiert mit einer technischen Innovation die Energiebilanz seiner Kläranlage und gewinnt wertvolle Nährstoffe aus dem Klärschlamm zurück. Das Bundesumweltministerium fördert dieses Vorhaben mit knapp 2 Millionen Euro aus dem Umweltinnovationsprogramm. Ziel des Vorhabens ist eine energetisch optimierte Schlammbehandlung mit erhöhter Faulgasausbeute und damit erhöhter Stromproduktion sowie die Rückgewinnung der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser für den späteren Einsatz als Düngemittel. Das Vorhaben leistet somit einen wichtigen Beitrag zur Erhöhung der Energie- und Ressourceneffizienz in der Abwasserwirtschaft und ist insbesondere in Hinblick auf die Nährstoffrückgewinnung auf andere Abwasserbehandlungsanlagen übertragbar. Das jährliche Einsparpotenzial an CO2-Emissionen beträgt circa 430 Tonnen. Zudem führt das Verfahren zu einer Verbesserung der energetischen Bilanz der Kläranlage. Und so funktioniert das neue Verfahren: In einer Zentrifugenanlage wird ausgefaulter Überschussschlamm auf circa 15 Prozent Trockenrückstand entwässert und direkt einer thermischen Desintegration zugeführt, in der mittels Druckhydrolyse eine Erhöhung des abbaubaren Anteils des Schlamms erreicht wird. Damit fällt eine höhere Menge an Faulgas an, gleichzeitig sinkt die zu entsorgende Schlammmenge. Die beim Zentrifugieren anfallende hoch nährstoffreiche Flüssigkeit - das Zentrifugat - wird nacheinander den beiden Nährstoffrückgewinnungsstufen, der Magnesium-Ammonium-Phosphat-Fällung und der Ammoniak-Strippung, zugeführt. Sowohl das dabei gewonnene Magnesium-Ammonium-Phosphat als auch das Ammoniumsulfat sind von hoher Qualität und zum Einsatz als Düngemittel geeignet. Das Bundesumweltministerium fördert mit dem Umweltinnovationsprogramm erstmalige, großtechnische Anwendungen einer innovativen Technologie. Das Vorhaben muss über den Stand der Technik hinausgehen und sollte Demonstrationscharakter haben.
Umkehrosmose- (UO) und Nanofiltrationsmembranen (NF) sind bekannt für ihre hohe Selektivität gegenüber gelösten Stoffen und neu auftretenden Schadstoffen, die in verschiedenen Wassertypen vorhanden sind. Elemente mit spiralförmig gewickelten Membranen sind die am häufigsten verwendete Membrankonfiguration in UO/NF-Anlagen. Sie bestehen aus mehreren Taschen aus Dünnschichtverbundmembranen (TFC), einem Permeatrohr sowie Spacer (Abstandshalter) für Permeat (Produkt) und Feed (Zulauf). Feed-Spacer bilden einen Strömungskanal zwischen zwei benachbarten Taschen. Sie spielen eine wesentliche Rolle für die Flüssigkeitscharakteristika innerhalb der Feed-Strömungskanäle und folglich bei der Beeinflussung der Querströmungsgeschwindigkeit und des Druckabfalls. Dies beeinflusst Membranverschmutzung (Fouling) und Energieverbrauch und damit die Betriebskosten. Feed-Spacer sind vorteilhaft, um den Massentransport, die Fluidmischung und die Scherrate zu verbessern, was die Konzentrationspolarisation (Ansammlung zurückgehaltener Stoffe in einer Grenzschicht nahe der Membranoberfläche) und das Scaling (Überschreiten des Löslichkeitsgleichgewichts von Salzen) mildern sollte. Es wird jedoch auch beobachtet, dass Spacer zu Zonen mit schlechtem Massentransport führen, in denen dann partikuläres Fouling und Biofouling verstärkt auftreten. Die Nutzung von synergetischen Einflüssen einer Oberflächen-Mikrostrukturierung der Membran (regelmäßiges Muster im Mikro- oder Nanometerbereich auf der aktiven Seite) sowie des Designs und der Ausrichtung der FeedSpacer kann potenziell eine Flüssigkeitsmischung fördern und den Massentransport durch eine erhöhte Scherrate an der Membranoberfläche und in den Feed-Spacer-Strukturen verbessern. Dies mildert die Adhäsion von Partikeln und Biofouling erheblich, reduziert die Konzentrationspolarisation und erhöht somit den durchschnittlichen Permeatfluss und den für das Einsetzen von Fouling kritischen Fluss. Bisher wurden das Partikelablagerungsverhalten und die Neigung zu Biofouling in mit Spacern gefüllten Kanälen oberflächenstrukturierter TFC-Membranen weder in theoretischen (Simulation) noch experimentellen Studien untersucht. Das vorgeschlagene Forschungsprojekt soll das Verständnis grundlegender Design- und Betriebsaspekte im Hinblick auf neue und innovative Entwicklungsansätze fördern. Basierend auf experimentell ermittelten räumlichen Verteilungen von Partikeln und Biofoulants in Feed-Spacern soll die Topographie der Membranoberfläche an die Geometrie der Feed-Spacer angepasst und spezifisch gestaltet werden. Dies führt zu einer neuen Generation maßgeschneiderter Membrantaschen, die verbesserte Trennleistung und Antifouling-Eigenschaften aufweisen. Dieses neue Entwicklungskonzept wird eine Erhöhung der Prozesseffizienz und der Modullebensdauer sowie eine Verringerung des Energieverbrauchs bewirken und damit nachhaltigere und kostengünstigere Wasserreinigungsprozesse ermöglichen.
<p> <p>Antifouling-Beschichtungen sollen Bootsrümpfe vor Bewuchs schützen. Die Produkte enthalten aber meist giftige Biozide, welche anschließend in die Umwelt gelangen und die Ökosysteme schädigen können. Es ist daher wichtig, die Beschichtungen so anzuwenden, dass Mensch und Umwelt möglichst wenig belastet werden.</p> </p><p>Antifouling-Beschichtungen sollen Bootsrümpfe vor Bewuchs schützen. Die Produkte enthalten aber meist giftige Biozide, welche anschließend in die Umwelt gelangen und die Ökosysteme schädigen können. Es ist daher wichtig, die Beschichtungen so anzuwenden, dass Mensch und Umwelt möglichst wenig belastet werden.</p><p> <p>Es gibt unterschiedliche Methoden, den Bootsrumpf vor Bewuchs zu schützen. Die etablierteste Maßnahme ist die Verwendung biozidhaltiger Antifouling-Beschichtungen. Aus diesen lösen sich biozide Wirkstoffe nach und nach heraus, um an der Grenzfläche zum umgebenden Wasser die Bewuchsorganismen zu töten oder auf andere Weise zu schädigen. Die giftigen Wirkstoffe werden also direkt und beabsichtigt in die Gewässer eingetragen und können dort, neben den eigentlichen Zielorganismen, auch andere im Gewässer lebende Organismen schädigen.</p> <p>Die bioziden Antifouling-Produkte werden europaweit durch die Biozid-Verordnung EU 528/2012 reguliert. Unter den 11 zurzeit in der EU verkehrsfähigen Antifouling-Wirkstoffen werden die kupferbasierten Antifouling-Biozide besonders häufig verwendet. Kupfer ist prinzipiell in der Umwelt nicht abbaubar. Es lagert sich in den Sedimenten der Binnengewässer oder Meere an und kann dort lebende Sedimentorganismen schädigen. Zwischen 2013 – 2015 konnten beispielsweise in etwa 10% der Messstellen der Bund/Länder Arbeitsgemeinschaft Wasser (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/lawa-0">LAWA</a>) kritische Kupferkonzentrationen in Schwebstoffproben nachgewiesen werden. Das Umweltbundesamt schätzt (siehe <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/sind-kupferhaltige-antifouling-anstriche-ein">Hintergrundpapier</a>), dass etwa 19 Prozent der gesamten Kupfereinträge in deutsche Oberflächengewässer von Beschichtungen von Sportbooten stammen. Die Verwendung von bioziden Antifouling-Beschichtungen im Freizeitbereich trägt somit erheblich zur Schadstoffbelastung deutscher Oberflächengewässer bei.</p> <p>Dabei ist ein Verzicht auf biozidhaltige Produkte gerade im Sportbootbereich oft möglich und sollte immer in Erwägung gezogen werden. Alternative biozidfreie Produkte sind auf dem Markt durchaus verfügbar. 71 Prozent der Sportboot-Liegeplätze in Deutschland befinden sich in Binnenrevieren. Die Zusammensetzung und die Menge an Bewuchs sind im Vergleich zu Nord- und Ostsee hier weniger problematisch, sodass ein Verzicht auf Biozide gerade im Landesinneren möglich ist. Aber auch in Gewässern mit anspruchsvolleren Bewuchs-Bedingungen wie in der Nord- oder Ostsee kann unter bestimmten Voraussetzungen auf Biozide verzichtet werden.</p> <p>Auch bei der Verwendung biozidhaltiger Beschichtungen bestehen Möglichkeiten, den Bewuchsschutz umweltverträglicher zu gestalten. So konnten zum Beispiel Untersuchungen im EU-Forschungsprojekt CHANGE zeigen, dass Produkte mit geringeren Kupfer-Konzentrationen beziehungsweise geringeren Freisetzungsraten als üblich in vielen Bereichen der Ostsee einen ausreichenden Bewuchsschutz bieten.</p> <p>Eine Palette an möglichen Maßnahmen zeigt der Leitfaden des Umweltbundesamtes „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/antifouling-im-wassersport-was-ist-das-beste-fuer">Antifouling im Wassersport</a>“ auf. Dieser soll Bootsbesitzende umfänglich über das Thema Antifouling informieren, aufklären und sensibilisieren. So sollten bei der Produktwahl zum Beispiel grundsätzlich immer die Nutzungsgewohnheiten und die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigt werden. Neben allgemeinen Informationen zum Thema Fouling, Antifouling und den Umweltrisiken werden auch die gängigsten biozidfreien Bewuchsschutzmethoden kurz vorgestellt und der aktuelle Stand der Zulassung von biozidhaltigen Antifouling-Produkten in Deutschland und anderen europäischen Ländern zusammengefasst.</p> <p>Insgesamt bilden drei Kapitel zu den Themenblöcken Produktauswahl, Umgang mit Antifouling-Produkten und Reinigung von Bootsrümpfen den Kern des Leitfadens. Diese Inhalte sind jeweils in „verbindliche“ und „vorbildliche“ Maßnahmen unterteilt. Dies soll den Anwenderinnen und Anwendern erleichtern zu erkennen, was zwingend zu beachten ist oder im Sinne der Umwelt und des Gesundheitsschutzes zusätzlich umgesetzt werden kann.<br> </p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>
Klaerschlamm ist das wichtigste Nebenprodukt der Abwasserreinigung. Man hatte lange gehofft, den ausgefaulten Klaerschlamm als Duenger verwenden und die Schlamminhaltsstoffe so wieder in die Naturkreislaeufe zurueckfuehren zu koennen. Die Schadstoffe, die der Schlamm enthaelt, Schwermetalle und xenobiotische organ. Verbindungen stellen jedoch die landwirtschaftl. Wiederverwertung des Schlamms immer mehr in Frage. Es gibt keine Rezepte fuer die Verwertung oder 'Beseitigung' des Schlammes. Die anaerobe Ausfaulung hat sich fast ueberall durchgesetzt. Fuer die meisten Beseitigungsarten braucht es zusaetzliche Behandlungsverfahren. Sowohl die Verbrennung als auch die Deponierung des Schlammes sind mit signifikanten Umweltbelastungen (Belastung der Atmosphaere mit Schwermetallen, Verbrennungsprodukten; Infiltration von Schadstoffen in Grundwasser und Gewaessern) verbunden. Die Verfahrenstechnik Schlamm (biol. Stabilisierung, Flockung, Elutriation, Hygienisierung, Entwaesserungs- und Filterungsprozesse) ist sehr vielseitig. Leider fehlen der EAWAG bisher die Mittel zur Aneignung einer umfassenden Kompetenz in diesen Techniken.
Data presented here were collected between September 2018 to September 2023 within the research unit DynaCom (Spatial community ecology in highly dynamic landscapes: From island biogeography to metaecosystems) involving the Universities of Oldenburg, Göttingen, and Münster, the iDiv Leipzig and the Nationalpark Niedersächsisches Wattenmeer. Experimental islands and saltmarsh enclosed plots were established in the back-barrier tidal flat and in the saltmarsh zone of the island of Spiekeroog (Germany). To measure local turbidity, a turbidity recorder equipped with a Seapoint® turbidity meter (RBRsolo Tu, RBR Ltd., Ontario/Canada) was installed in the back-barrier tidal flat near the experimental islands in a shallow tidal creek (0.9 m NHN). Another one was installed at the saltmarsh edge (1.2 m NHN). Both loggers were bottom mounted through a steel girder (buried 0.3 m deep in the sediment) and were positioned 15 cm above sediment surface, as was determined by using a portable differential GPS. This resulted in the sensor falling dry during low tide. The turbidity recorders were pre-calibrated by the manufacturer (Seapoint Sensors, Inc., NH/USA). Recorded data were internally logged and exported using Ruskin software V2.24.3.x (RBR Ltd., Ontario/Canada). Subsequent data processing was done using MATLAB (R2024b). Post-processing and quality control included the removal of (a) low tide data (sensors exposed to air), (b) data covering maintenance activities, (c) data affected by biofouling, and (d) implausible values, i.e. negative values and values exceeding the linear response range of the sensor (1250 NTU). According to manufacturer specifications, the linear measurement range extends up to 1250 NTU, while 750 NTU represent a more conservative estimate of linearity. Therefore, 1250 NTU was adopted as the upper threshold for valid measurements in this dataset.
Bei der Zitronensaeureherstellung aus Melasse fallen grosse Mengen hochkonzentrierter Abwaesser an, deren Reinigung durch den Einsatz der anaeroben Verfahren wirtschaftlich tragbar wird. Die bei diesem Prozess entstehenden grossen Mengen an Faulgas koennen einen bedeutenden Teil des Primaerenergiebedarfes der Fabrik decken. Bedingt durch die Zusammensetzung des Abwassers treten eine Fuelle von Problemen mikrobiologischer und technologischer Natur auf.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 529 |
| Europa | 1 |
| Kommune | 10 |
| Land | 52 |
| Weitere | 14 |
| Wirtschaft | 4 |
| Wissenschaft | 303 |
| Zivilgesellschaft | 24 |
| Type | Count |
|---|---|
| Daten und Messstellen | 45 |
| Ereignis | 1 |
| Förderprogramm | 520 |
| Text | 25 |
| Umweltprüfung | 7 |
| unbekannt | 5 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 37 |
| Offen | 565 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 513 |
| Englisch | 124 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 5 |
| Datei | 45 |
| Dokument | 25 |
| Keine | 384 |
| Webseite | 152 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 357 |
| Lebewesen und Lebensräume | 487 |
| Luft | 316 |
| Mensch und Umwelt | 602 |
| Wasser | 471 |
| Weitere | 595 |