Das Projekt "Entwicklung und Bau einer Siebschleuder als Versuchsapparatur im Demonstrationsmassstab zur weitergehenden Mischwasserbehandlung" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Bundesstiftung Umwelt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Durchschlag und Bever Ingenieurgesellschaft.
Das Projekt "Deformationsabhängige hydraulische Materialfunktionen von Böden" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, Institut für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Professur für Bodenkunde.Das Forschungsvorhaben dient der Untersuchung der Auswirkungen von Deformationsprozessen (Quellung/Schrumpfung, mechanische Belastung) auf die hydraulischen Materialeigenschaften von Böden (Wasserretentionsfunktion und hydraulische Leitfähigkeit). Auch die Inkonsistenzen bei der Bestimmung von Wasserretentionsfunktionen, die sich aus der üblichen Vernachlässigung von Quellung und Schrumpfung ergeben, sollen analysiert werden. Unter den 6 Deformationsfreiheitsgraden kommt der Volumenänderung der offensichtlichste Einfluss auf das Wasserretentionsverhalten zu. Auf der Grundlage von Messungen des Wasserretentionsverhaltens unterschiedlich vorverdichteter Proben unter simultaner Erfassung der Probenvolumina wird die Entwicklung parametrisierter Beschreibungsmodelle der Wasserretentionsfunktion j(h, e) in Abhängigkeit von Saugspannung h und Porenziffer e angestrebt. Dabei soll die am weitesten verbreitete Formulierung der Wasserretentionsfunktion nach van Genuchten (1980) durch die Verwendung porenzifferabhängiger Parameter js(e), jr(e), a(e), n(e) und m(e) erweitert werden. In analoger Weise werden ungesättigte hydraulische Leitfähigkeitsfunktionen unter Erfassung des Probenvolumen bestimmt und porenzifferabhängige Erweiterungen ku(h,e) des Beschreibungsmodells nach Mualem (1976a) und van Genuchten (1980) entwickelt.
Das Hauptziel der Abwasserbehandlung ist, Gewässerbelastungen weitgehend zu reduzieren. Dabei fällt Klärschlamm an, der inzwischen zumeist in getrockneter Form thermisch verwertet wird. Die Rückgewinnung und Wiederverwertung von Stoffen wie Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm trägt dazu bei Nährstoffkreisläufe zu schließen. Rund 10 Milliarden Kubikmeter Abwasser jährlich 8.659 öffentliche Kläranlagen haben im Jahr 2022 nach Erhebungen des Statistischen Bundesamtes über 8,33 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³) Abwasser behandelt und anschließend in Oberflächengewässer eingeleitet. Die behandelte Abwassermenge sank damit gegenüber der Erhebung im Jahr 2019 um 0.72 Mrd m³. Diese Abwassermenge setzte sich aus rund 4,82 Mrd. m³ Schmutz-, 1,49 Mrd. m³ Fremd- und 2,02 Mrd m³ Niederschlagswasser zusammen (siehe Tab. „In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge“). Schmutzwasser ist jenes Wasser aus privaten Haushalten sowie aus gewerblichen und industriellen Betrieben, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Als Fremdwasser wird jenes Wasser bezeichnet, das nicht gezielt in die Kanalisation eingeleitet wird, also etwa in diese aus dem Boden einsickert. Fast 100 Prozent biologisch gereinigt Die rund 8.700 Kläranlagen haben im Jahr 2022 rund 99,99 % des Abwassers biologisch und weniger als 0,005 % ausschließlich mechanisch behandelt (siehe Tabelle). In einem Großteil der Anlagen wird Stickstoff in zwei Schritten entfernt. Nitrifizierung: Dabei werden Ammonium-Ionen mit Hilfe von Bakterien in Nitrat-Ionen umgewandelt. Denitrifizierung: Dabei werden Nitrat-Ionen mit Hilfe von Bakterien in molekularen Stickstoff umgewandelt. Bei einem Großteil des Abwassers erfolgt darüber hinaus die Entfernung von Phosphor. Hierbei werden Phosphat-Ionen entweder durch Zugabe von Salzen ausgefällt oder mit Hilfe von Bakterien ausgetragen und in den Klärschlamm überführt. Bei 3,7 % des Abwassers wurde in 2022 zusätzlich eine Elemination von Spurenstoffen durchgeführt. Als weitere zusätzliche Verfahrensstufen kamen Filtration und Desinfektion des Abwassers zur Anwendung. Klärschlamm aus öffentlichen Kläranlagen Auf Kläranlagen fiel im Jahr 2023 Klärschlamm mit einer Trockenmasse von etwa 1,63 Millionen Tonnen an (siehe Tabelle Destatis , abgerufen am 31.03.2025). Rund 81 % des Klärschlamms wurde 2023 thermisch verwertet (2013: 58 %). Nur noch rund 18 % des Klärschlamms wurde stofflich verwertet (2013: 42 %). Knapp 13 % wurden aufgrund der enthaltenen Nährstoffe landwirtschaftlich verwertet (2013: 27 %). Rund 0,6 % wurde bei landschaftsbaulichen Maßnahmen wie z. B. Rekultivierung eingesetzt (2013: 11 %). Die Deponierung unbehandelter Klärschlämme ist seit 2005 untersagt. Rohstoffquelle Abwasser und Klärschlamm Abwasser enthält neben einer Vielzahl von anthropogenen Spurenstoffen auch viele Stoffe, die es lohnt aus dem Abwasser zu recyceln. Dies betrifft vor allem die Rückgewinnung von Nährstoffen. Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff in der Pflanzenernährung. Der weltweite Phosphorverbrauch vor allem in Form von Mineraldünger ist in den letzten Jahren deutlich angestiegen an. Deutschland und die EU sind bei mineralischen Phosphatdüngemitteln vollständig von Einfuhren z. B. aus Russland abhängig, während derzeit immer noch phosphatreiche Abfälle und Abwässer meist ohne Nutzung der Nährstoffe entsorgt werden. Deshalb schränkt die 2017 novellierte Klärschlammverordnung ab 2029 die bodenbezogene Klärschlammverwertung gegenüber einer thermischen Vorbehandlung und anschließendem Phosphorrecycling erheblich ein. Gleichzeit wird damit der unerwünschte Eintrag von anthropogenen Spurenstoffen, wie Arzneimittel oder Bioziden, weiter eingeschränkt. Klärschlamm aus großen Kläranlagen und Klärschlamm, welcher die Grenzwerte für eine bodenbezogene Nutzung nicht einhält muss ab einem Phosphor-Gehalt von 20 g/kg Klärschlamm Trockenmasse einer technischen Phosphorrückgewinnung zugeführt werden. Die Rückgewinnung des Nährstoffes Phosphor hilft Stoffkreisläufe im Sinne nachhaltiger Ressourcennutzung und -schonung zu schließen. Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm Allein das kommunale Abwasser Deutschlands birgt ein jährliches Reservoir von mehr als 70.000 Tonnen (t) Phosphor. Zirka 65.000 t Phosphor finden sich im Klärschlamm wieder. In den letzten Jahren führt Deutschland im Schnitt jährlich mehr als 100.000 t Phosphor in Form von Mineraldüngern ein. Große Anteile kommen hiervon aus Russland. In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche entwickelt. Das Bundesumweltministerium fördert im Rahmen des Umweltinnovationsprogrammes die großtechnische Umsetzung innovativer Verfahren zur Phosphorrückgewinnung. Erste großtechnische Anlage zur Produktion zur Rückgewinnung von Phosphor – z. B. Herstellung von Phosphorsäure aus Klärschlammasche – werden aktuell umgesetzt.
In Sachsen-Anhalt haben sich neben traditionellen Branchen wie Bergbau, Chemische Industrie, Maschinenbau und Nahrungsgüterindustrie auch neue Zweige wie Biotechnologie, Solarenergie und nachwachsende Rohstoffe etabliert. Das in diesen Bereichen aus der Produktion oder Verarbeitung anfallende Abwasser kann je nach Branche schwer abbaubare organische Substanzen, Schwermetalle, Gifte oder Salze enthalten. Zur Einleitung derartig belasteten Abwassers in öffentliche Kanalisationen bzw. öffentliche Kläranlagen (Indirekteinleitung) ist häufig eine Vorbehandlung des Abwassers erforderlich, da z.B. Schwermetalle und organisch gebundene Halogene einer biologischen Reinigung in einer kommunalen Kläranlage nicht zugänglich sind. Bei einer direkten Einleitung von Abwasser in ein Gewässer ist neben dieser gezielten Vorbehandlung oft eine biologische Endbehandlung erforderlich. Direkt einleitende Betriebe besitzen somit in der Regel mehrstufige Behandlungsanlagen, indirekt einleitende Betriebe "nur" spezielle Vorbehandlungsanlagen. Vorbehandlungsanlagen nutzen in erster Linie chemisch-physikalische Verfahren wie Fällung (für Schwermetalle), Flockung, Neutralisation (für saure oder alkalische Abwasser), Filtration (für Schwebstoffe), Nassoxidation mit Sauerstoff oder Ozon (für schwer abbaubare organische Stoffe) und Ionenaustausch (für salzhaltige Abwasser), seltener spezielle biologische Verfahren. Endbehandlungsanlagen nutzen in der Regel biologische Verfahren analog der Abwasserreinigungsanlagen für kommunales Abwasser, wobei die Bakterienstämme an das jeweilige Industrieabwasser adaptiert sind. Die Standorte wesentlicher industrieller und gewerblicher Abwassereinleitungen in Gewässer sind auf der Karte (pdf-Datei, 2,1 MB) dargestellt. letzte Aktualisierung: 27.11.2023
Das Projekt "ProBioLNG, Innovative Prozesskette zur ressourceneffizienten Erzeugung von Bio-LNG -Entwicklung einer ressourcen- und kosteneffizienten Prozesskette zur dezentralen Produktion von LNG auf der Basis innovativer Konversions-, Power-to-Gas- und Gasaufbereitungsverfahren" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: AIR LIQUIDE Forschung und Entwicklung GmbH.
Das Projekt "ProBioLNG, Innovative Prozesskette zur ressourceneffizienten Erzeugung von Bio-LNG' Entwicklung einer ressourcen- und kosteneffizienten Prozesskette zur dezentralen Produktion von LNG auf der Basis innovativer Konversions-, Power-to-Gas- und Gasaufbereitungsverfahren." wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Bildung und Forschung. Es wird/wurde ausgeführt durch: DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie.
Das Projekt "Innovationsraum: Halophyten und andere Makrophyten zur Filtration von nährstoffbelastetem Ab- und Oberflächenwasser in Freilandkultur" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: CRM - Coastal Research & Management GbR.
Das Projekt "SOLIDUS - Dimensionierung großtechnischer GAK-Filter durch Ermittlung der erzielbaren Feststoffbeladungen und Spülintervalle" wird/wurde gefördert durch: Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen. Es wird/wurde ausgeführt durch: RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft.Zur Spurenstoffelimination mit der 4. Reinigungsstufe eignet sich neben Ozon vor allem die Aktivkohle als Eliminationsmittel. Aktuell werden an verschiedenen Stellen nachgeschaltete Filter mit granulierter Aktivkohle gebaut und betrieben. Obwohl die Mikroschadstoffelimination in GAK-Filtern über Sorption erfolgt, findet im Filter auch der Rückhalt von abfiltrierbaren Stoffen (AFS) statt. Je nach AFS-Aufkommen muss der Filter dann in gewissen Zeitintervallen rückgespült werden, um den Filterwiderstand nicht zu groß werden zu lassen. Die Auslegung von Raumfiltern erfolgt meistens nach DWA-Arbeitsblatt A 203 ?Abwasserfiltration durch Raumfilter nach biologischer Reinigung? auf Basis der Raumbelastung (kg TS/kg Filtermateria) und der Filtergeschwindigkeit. Für GAK kann nach Angabe des Antragsstellers diese Einteilung aufgrund des geringeren Korndurchmessers von GAK und des breiteren Kornspektums nicht verwendet werden. Aus diesem Grund sollen im Projekt folgende Punkte ermittelt werden: - Ermittlung der für den praktischen Betrieb erforderlichen Spülintervalle durch Untersuchung der großtechnischen GAK-Filter in NRW. - Vergleich der in der Praxis bewährten Spülprogramme von GAK-Filtern. - Ermittlung der erzielbaren Feststoff-Raumbelastungen von auf- und abwärtsdurchströmten GAK-Filtern für relevante Lastfälle (Trocken- und Regenwetter). - Abfrage, Zusammenstellung und Diskussion der betrieblichen Besonderheiten von GAK-Filtern mit den Betreibern großtechnischer GAK-Filter. Folgende Arbeitspakete sollen zur Bearbeitung durchgeführt werden: - AP1: Charakterisierung der verwendeten GAK in den großtechnischen Filtern (ISA) - AP2: Charakterisierung der Feststofffracht auf vier großtechnischen GAK-Filtern (ISA) - AP3: Ermittlung der Druckverteilung im Filterbett großtechnischer GAK-Filter zur Bestimmung der Laufzeit bis zur erforderlichen Spülung (ISA) - AP4: Erstellung eines praxisrelevanten Bemessungsdiagramms zur Feststoffraumbelastung großtechnischer GAK-Filter (ISA, Hydro-Ingenieure) - AP5: Betriebliche Praxis und Besonderheiten bei der Spülung großtechnischer Filter (Hydro-Ingenieure, ISA) ? Fragebogen und Round the Table Gespräche - AP6: Abschlussbericht und Dissemination der Projektergebnisse (ISA, Hydro-Ingenieure) Als Ergebnis soll eine exakte Abschätzung der Bedingungen, vor allem für die Rückspülintervalle der Filter, die für den Bau von GAK-Filtern als 4. Reinigungsstufe notwendig sind, möglich sein. Hierzu gehören die Abschätzung der Notwendigkeit einer Vorfiltration, die Abschätzung der Rückspülmenge und Rückbelastung.
Das Projekt "NFCDI: Carbon Nanomembranen (CNM) zur kosteneffizienten Hybridaufbereitung von Abwasser mittels kombinierter Entsalzung und Filtration, Teilprojekt 3: Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: CNM Technologies GmbH.Ziel dieses Projekts ist es, eine energieeffiziente Aufreinigung von Brackwasser und Abwasser unter Verwendung von Carbon-Nanomembran-Multischicht-Elektroden zu entwickeln, um die zunehmenden Vorschriften über den zulässigen Höchstgehalt an vollständig gelöstem (Filtrattrockenrückstand, TDS) und suspendiertem Feststoff im Trinkwasser zu erfüllen. Hierfür wird ein Verfahren zur Aufreinigung von Brackwasser und Abwasser mittels ultradünner (0,5 -3 nm), mechanisch stabiler, großflächiger Carbon-Nanomembranen (CNMs) mit kontrollierter Porengröße und Oberflächenladung entwickelt, um vollständig gelösten und suspendierten Feststoff zu entfernen. In diesem Projekt werden Multischichten aus CNMs mit und ohne Oberflächenfunktionalisierung als Elektroden maßgeschneidert, die die deutschen Partner (MPI Mainz; Universität Bielefeld, CNM Technologies GmbH) zur Verfügung stellen werden. Diese CNMs werden dann vom israelischen Partner (Bar-Ilan University, Ramat-Gan) für die kapazitive Deionisierung (CDI) verwendet, um die Effizienz der Wasseraufreinigungstechnologie zu maximieren. Zusätzlich wird ein einstufiges Niederenergie-Hybrid-Verfahren entwickelt, in dem CDI und Filtration gleichzeitig verwendet werden. In dem beantragten Projekt ist CNM Technologies verantwortlich für die Entwicklung einer vorindustriellen Fertigung von Multilagen-CNMs für die kapazitive Deionisierung und die Hybrid-CDI-Filtration. Dabei sollen die Fertigung der an der Universität Bielefeld entwickelten CNMs, die in den praktischen Tests an der Bar-Ilan Universität als geeignet angesehen werden, skaliert werden. Zudem arbeitet die CNM Technologies an der Verbesserung von Produktionsschritten wie der Quervernetzung und des Transfers von Multilagen-CNMs.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation^NFCDI: Carbon Nanomembranen (CNM) zur kosteneffizienten Hybridaufbereitung von Abwasser mittels kombinierter Entsalzung und Filtration, Teilprojekt 2: Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität Bielefeld, Bielefelder Institut für Nanowissenschaften - Physik supramolekularer Systeme und Oberflächen.Ziel dieses Projekts ist es eine energieeffiziente Aufreinigung von Brackwasser und Abwasser unter Verwendung von Carbon-Nanomembran-Multischicht-Elektroden zu entwickeln, um die zunehmenden Vorschriften über den zulässigen Höchstgehalt an vollständig gelöstem (Filtrattrockenrückstand, TDS) und suspendiertem Feststoff im Trinkwasser zu erfüllen. Hierfür wird ein Verfahren zur Aufreinigung von Brackwasser und Abwasser mittels ultradünner (0,5 -3 nm), mechanisch stabiler, großflächiger Carbon-Nanomembranen (CNMs) mit kontrollierter Porengröße und Oberflächenladung entwickelt, um vollständig gelösten und suspendierten Feststoff zu entfernen. In diesem Projekt werden Multischichten aus CNMs mit und ohne Oberflächenfunktionalisierung als Elektroden maßgeschneidert, die die deutschen Partner (MPI Mainz; Universität Bielefeld, CNM Technologies GmbH) zur Verfügung stellen werden. Diese CNMs werden dann vom israelischen Partner (Bar-Ilan University, Ramat-Gan) für die kapazitive Deionisierung (CDI) verwendet, um die Effizienz der Wasseraufreinigungstechnologie zu maximieren. Zusätzlich wird ein einstufiges Niederenergie-Hybrid-Verfahren entwickelt, in dem CDI und Filtration gleichzeitig verwendet werden. Die Universität Bielefeld und CNM Technologies werden CNMs für die Wasseraufbereitung entwickeln. Dazu gehören die Herstellung von Monoschichten mit den vom MPIP hergestellten Präkursormolekülen, strahlungsinduzierte Vernetzung, Transfer auf Trägerstrukturen sowie Charakterisierung (XPS, UPS, STM, SEM, HIM) von Monolagen und CNMs. Multischichten von CNMs werden bereitgestellt. Ladungen in CNMs werden entweder mit geeigneten Präkursormolekülen (bereitgestellt vom MPIP), Herstellung von Monolagen aus diesen Präkursormolekülen und strahlungsinduzierter Vernetzung oder durch Funktionalisierung von neutralen CNMs realisiert. CNMs mit Ladungen werden mit XPS, STM und anderen Oberflächenanalysetechniken sowie Wasserpermeationsmessungen analysiert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 71 |
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| Wirtschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 70 |
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| License | Count |
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| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 55 |
| Lebewesen & Lebensräume | 55 |
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| Mensch & Umwelt | 72 |
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| Weitere | 72 |
