Ziel des Vorhabens sind Bestandsaufnahmen des Belastungszustandes der norddeutschen Tidefluesse und Kuestengewaesser in Hinblick auf Schwermetalle sowie die Bilanzierung dieser Schadstoffe. Die Durchfuehrung erfolgt in enger Wechselwirkung mit hochaufloesenden hydrographischen Messungen (WA 31-059) und der Simulation der Transportvorgaenge mit mathematischen Modellen. Analysiert werden - bis in den extremen Spurenbereich - Schwebstoff-, Filtrat- und Sedimentproben sowie Gewebe aquatischer Organismen. Zur Absicherung der Richtigkeit der Ergebnisse kommen verschiedene analytische Verfahren zum Einsatz: die Aktivierungsanalyse mit thermischen Neutronen (instrumentell, radiochemisch oder mit Aktivkohle), die Aktivierungsanalyse mit 14 MeV-Neutronen, die Totalreflexions-Roentgenfluoreszenz, die optische Emissionsspektroskopie mit Plasmafackel sowie die prompte Neutroneneinfang-Gammaspektroskopie. Im Vordergrund der bisherigen Untersuchungen standen die Unterweser und die Wattenmeere an der Westkueste Schleswig-Holsteins. Die laufenden Arbeiten konzentrieren sich auf die Elbe.
Die gegenwaertige Technik der Entsorgung der Rueckstaende, die beim Betrieb von Abscheideranlagen fuer Fette nach DIN 4040 anfallen, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Inhalt aller Abscheideraeume komplett abgepumpt und als Mischung aus Abwasser, Fett und Schlamm entsorgt wird. In Abhaengigkeit vom Wartungszyklus und der Belastung der aufgeleiteten Abwaesser bestehen die zu entsorgenden Rueckstaende bis zu 95 Prozent aus Abwasser. Da idR nicht 'sortenrein' gesammelt wird, kommt meist nur eine Beseitigung der Rueckstaende auf dem Wege der Schlammbehandlung auf kommunalen Klaeranlagen in Frage. Eine weitere Schwachstelle der gegenwaertigen Praxis der Entsorgung von Fettabscheidern ist, dass die Abscheideraeume sowie die Zu- und Ableitungen der Fettabscheider nicht ordnungsgemaess gereinigt und gewartet werden. Dies ergibt sich bei den Schlammsaugwagen allein schon aus Gruenden des unzureichend mitgefuehrten Vorrats an Wasser. Als Alternative dazu kann der Einsatz mobiler Schlammsaug-/Entwaesserungsanlagen empfohlen werden. Ein Beispiel fuer eine derartige Anlage ist die kombinierte Schlammsaug-/Entwaesserungseinheit (KSE) der Fa Simson Moos, Sonderburg/Daenemark. Neben der Entsorgung abflussloser Sammelgruben fuer haeusliche Abwaesser wird diese Anlage in einigen Bundeslaendern auch schon zur Entsorgung von Fettabscheiderinhalten eingesetzt. Es wurden jedoch bisher noch keine Nachweise darueber erbracht, ob 1) die Beschaffenheit des Filtrats eine Rueckleitung in die Abscheideranlagen erlaubt, 2) die eingesetzten Flockungshilfsmittel unbedenklich und 3) die in der mobilen Anlage separierten und gesammelten Fette einer Verwertung zugaenglich sind. Um gesicherte Antworten auf diese Fragen zu erhalten, wurde das IWS mit der Erarbeitung eines entsprechenden Gutachtens beauftragt.
In dem Projekt ERA3 soll eine Kultivierung von Mikroalgen in unverdünnten Deponiesickerwassern und Filtraten aus der Bioabfallvergärung erforscht und eine in die Abwasserbeseitigung integrierte Kultivierungstechnik, dieser speziellen nährstoffreichen Abwässer entwickelt werden. Zudem soll die Effizienz der Nährstoffumwandlung und Ressourcenverwertung in der halbtechnischen Pilotanlage des Lehr- und Forschungszentrums:metabolon erforscht werden. Das Projekt ist über einen Zeitraum von drei Jahren (von Juli 2017 bis Juni 2021) angesetzt.
Das Ziel dieses Projektes ist die energieeffiziente Kultivierung von Mikroalgen in Abwässern der Abfallwirtschaft als zusätzliches Verfahren zur Beseitigung bioverfügbarer Nährstoffe in die bestehende Abwasserbeseitigung an Deponie- und Entsorgungsstandorten zu integrieren, um hieraus über eine Nutzung der Ressourcen und die stoffliche Verwertung der Algenbiomasse eine zirkuläre Wertschöpfung zu generieren und somit zum Schutz der natürlichen Ressourcen beizutragen.
Die Vorteile der Integration der Mikroalgen in die Abwasserbehandlung der Abfallwirtschaft sind (laut Antragsteller):
- Senkung des Energie- und Ressourcenbedarfs
- Reduktion von Treibhausgasemissionen
- Reduktion der überschüssigen Belebtschlammbiomasse
- Produktion von verwertbarer Algenbiomasse
Die Algenbiomasse kann gut in der Bioabfallvergährungsanlage verwertet werden und dient so zur Methanertragssteigerung.
Die hieraus erzeugte Energie und das Abgas CO2 aus der Verstromung soll wiederum in den Mikroalgenkultivierungssystemen genutzt werden.
Je nach Algenart wären evtl. unterschiedliche Inhaltsstoffe extrahierbar, die z. B. als organische Kohlenstoffquelle für die Denitrifikation in der Deponiesickeraufbereitung wiederverwendet werden könnte.
Durch die Kombination mit den bereits etablierten verfahrenstechnischen Prozessen der Abwasserbeseitigung soll die Mikroalgenkultivierung in unverdünnten Deponiesickerwässern und Filtraten aus der Bioabfallvergärung somit zu einer nachhaltigeren Abwasserbeseitigung in der Abfallwirtschaft beitragen.
Im Projekt MULTI-ReUse wird zunächst der regionale und internationale Brauchwasserbedarf ermittelt und systematisch definiert (Quantität, Qualität, Lokalisierung). Hiernach erfolgen die Konzeption und der Bau der Versuchs- und Demonstrationsanlagen sowie der Messgeräte zum Online-Monitoring. Die Teil- und Gesamtprozesse werden während des Versuchsbetriebs optimiert. Unter Berücksichtigung dieser Ergebnisse erfolgen dann Langzeitversuche im großtechnischen Maßstab, die der großtechnischen Optimierung und der Ermittlung der zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit erforderlichen Daten dienen. Rohwasser, Zwischenprodukte und Filtrate werden zur Bewertung der einzelnen Aufbereitungsschritte und -kombinationen analysiert. Das Monitoring der Wasserqualität (physikalisch, chemisch) erfolgt mittels systematischer Probenanalysen und Online-Messung (biologisch, toxisch). Die Nachhaltigkeitsbewertung und Verbreitung und Vermarktung der Ergebnisse erfolgt projektbegleitend und darüber hinaus. Der OOWV führt zunächst unterstützende Arbeiten bei der Ausführung der AP1-Nutzungsanforderungen und Märkte und AP2-Innovation durch und übernimmt die Leitung des Arbeitspakets AP3 -Demonstration. In AP3 werden die Ergebnisse aus AP1 und AP2 für die Pilotierung der großmaßstäblichen Versuchsanlage genutzt. Der OOWV koordiniert und plant die erforderlichen Arbeiten der Projektpartner und der Stadt Nordenham, führt die Versuche, Analytik und weiterführende Untersuchungen durch. Der OOWV unterstützt ebenfalls die Arbeiten in den Arbeitspaketen AP4-Nachhaltigkeitsbewertung und AP5-Zielgruppenorientierte Verbreitung, Vermarktung.