Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Winkelnkemper GmbH durchgeführt. 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.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt. Der Mangel an Trinkwasser gehört zu den Hauptproblemen weltweit. Die Wasserversorgung in vielen Ländern Südostasiens wie z.B. in Vietnam, Kambodscha, Myanmar wird aber immer mehr durch den Klimawandel und die stark ansteigenden Bevölkerungszahlen bedroht. Die Verhältnisse in Vietnam können als repräsentativ für viele Länder insbesondere in Südostasien angesehen werden. Das Ziel des Projekts ist es einen kombinierten modularen Prozess zur Entsalzung von Meerwasser und von salinem Grundwasser zu entwickeln und vor Ort in Vietnam zu pilotieren. Durch eine innovative Kombination von kapazitiver Entionisierung und Umkehrosmose soll der Energieverbrauch deutlich verringert und die Wasserausbeute erhöht werden. Neben der Entfernung von typischen Salzionen wie NaCl wird auch die Entfernung von toxischen Arsensalzen untersucht, welche im südostasiatischen Raum ein großes Problem im Grundwasser darstellen. Die kombinierte Entsalzungsanlage wird autonom mittels regenerativer Energie (Photovoltaik, Wind) betrieben. Im Projekt wird begleitend eine wissenschaftliche Bewertungsmethodik entwickelt, so dass der Kombinationsprozess am in der letzten Projektphase ökologisch-ökonomisch bewertet werden kann. Auf Grundlage der Projektergebnisse wird nach Projektende durch die im Projekt beteiligten Firmen ein marktfähiger Prototyp entwickelt. Zunächst für den südostasiatischen Raum und später für den weltweiten Vertrieb. Arbeitsplanung: AP1: Pilotversuche (CDI, UO) im Labormaßstab mit Modellwässern (HsKA); AP2: Computerbasierte Systemanalyse des modularen Kombinationsprozesses hinsichtlich Energieoptimierung (HsKA); AP3: Entwicklung eines Konzepts zur autarken Versorgung der Prozesse mit regenerativer Energie (ISI); AP4: Pilotversuche des Kombinationsprozesses in Vietnam (SDVICO, SPIEGL, WINKEM); AP5: Ausarbeitung einer angepassten Methodik (ISI) ; AP6: Durchführung einer gesamthaften multidimensionalen Nachhaltigkeitsbewertung der Kombinationsprozesse (ISI); AP7: Projektmanagement(HsKA).
Das Projekt "CuveWaters: Integriertes Wasserressourcen-Management im zentralen Norden Namibias (Cuvelai Basin) und in der SADC-Region. Phase III: Transfer eines Multi-Ressourcen-Mix, Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bilfinger Water Technologies GmbH durchgeführt. Mit Phase III plant CuveWaters die bereits seit der Konzeption des Projekts angelegte Überleitung von erfolgreich angepassten Pilotanlagen zum Transfer der Technologien in die Region. Für die erfolgreiche Implementierung ist die Entwicklung und Standardisierung marktreifer Implementierungs-, Finanzierungs- und Betriebsführungskonzepte für alle Technologien des Multi-Ressourcen-Mix im Hinblick auf deren Transfer und die Duplizierung über die Projektlaufzeit hinaus angestrebt. Wichtige Grundlage bilden Wirtschaftlichkeitsanalysen der unterschiedlichen technischen Lösungen. Ziel der 3. Phase ist es, die wissenschaftlichen Projektergebnisse in die (Weiter-)Entwicklung von Strategie- und Implementierungsprogrammen auf nationaler und regionaler Ebene einzubringen. Arbeiten zu Monitoring, Evaluation und Optimierung an den bestehenden Pilotanlagen dienen sowohl der Sicherung der nachhaltigen Funktionsweise als auch der Schaffung optimaler technischer Voraussetzungen für die Ausstrahlung zu neuen zukünftigen Standorten. Die Arbeiten sind in vier Teilprojekten organisiert: TP1 Regen- und Flutwasserspeicherung, TP2 Grundwasserentsalzung, TP3 Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung, TP4 Transferförderung, Integration und Koordination. TP1, TP2, TP3 umfassen die Arbeitspakete Absicherung nachhaltiger Anlagen-Betrieb, Implementierung/Finanzierung, Schulungen Nutzer/Institutionen. TP4 besteht aus den Arbeitspaketen Akademische Ausbildung, Instrumente Entscheidungsunterstützung, strategische Vernetzung/Begleitung, Öffentlichkeitsarbeit, Leitung/Koordination/Integration.
Das Projekt "CuveWaters: Integriertes Wasserressourcen-Management im zentralen Norden Namibias (Cuvelai Basin) und in der SADC-Region. Phase III: Transfer eines Multi-Ressourcen-Mix, Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. Mit Phase III plant CuveWaters die bereits seit der Konzeption des Projekts angelegte Überleitung von erfolgreich angepassten Pilotanlagen zum Transfer der Technologien in die Region. Für die erfolgreiche Implementierung ist die Entwicklung und Standardisierung marktreifer Implementierungs-, Finanzierungs- und Betriebsführungskonzepte für alle Technologien des Multi-Ressourcen-Mix im Hinblick auf deren Transfer und die Duplizierung über die Projektlaufzeit hinaus angestrebt. Wichtige Grundlage bilden Wirtschaftlichkeitsanalysen der unterschiedlichen technischen Lösungen. Ziel der 3. Phase ist es, die wissenschaftlichen Projektergebnisse in die (Weiter-)Entwicklung von Strategie- und Implementierungsprogrammen auf nationaler und regionaler Ebene einzubringen. Arbeiten zu Monitoring, Evaluation und Optimierung an den bestehenden Pilotanlagen dienen sowohl der Sicherung der nachhaltigen Funktionsweise als auch der Schaffung optimaler technischer Voraussetzungen für die Ausstrahlung zu neuen zukünftigen Standorten. Die Arbeiten sind in vier Teilprojekten organisiert: TP1 Regen- und Flutwasserspeicherung, TP2 Grundwasserentsalzung, TP3 Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung, TP4 Transferförderung, Integration und Koordination. TP1, TP2, TP3 umfassen die Arbeitspakete Absicherung nachhaltiger Anlagen-Betrieb, Implementierung/Finanzierung,Schulungen Nutzer/Institutionen. TP4 besteht aus den Arbeitspaketen Akademische Ausbildung, Instrumente Entscheidungsunterstützung, strategische Vernetzung/Begleitung, Öffentlichkeitsarbeit, Leitung/Koordination/Integration.
Das Projekt "Teilvorhaben: SmaCuMed-Energieversorgungssystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RAACH SOLAR GmbH durchgeführt. SmaCuMed entwickelt ein integriertes Konzept für die landwirtschaftliche Bewässerung basierend auf einer innovativen, kostengünstigen, robusten Grundwasserentsalzung gekoppelt mit einer intelligenten Überwachung und Steuerung. Entsalzungstechnologien gekoppelt mit intelligenter Bewässerung werden zukünftig einen wichtigen Wirtschaftszweig für die Landwirtschaft in den Mittelmeerländern darstellen. Der Anteil von Raach Solar ist, eine ausreichende und an das Gesamtsystem angepasste Energieversorgung zu sichern. In sonnenreichen Gebieten ist eine autarke Energieversorgung mittels Photo-Voltaik (PV) üblich. Das Problem in heißen Regionen ist aber, dass der elektrische Wirkungsgrad von PV-Anlagen mit steigender Temperatur abnimmt. Aus diesem Grund wird ein neuartiges Hybridsystem, eine Kombination von Photovoltaik mit integrierten thermoelektrischen Generatoren (Seebeck-Element) entwickelt werden, um den Gesamtwirkungsgrad zu steigern. Hierbei wird die Temperaturdifferenz zwischen dem durch die Solarstrahlung erwärmten PV-Element und der Temperatur des gepumpten Grund- oder Meereswassers mittels eines thermoelektrischen Generators zum Erzeugen der elektrischen Energie genutzt. Es wird damit nicht nur der ultraviolette Anteil der Solarenergie genutzt, sondern zusätzlich auch der infrarote Anteil (die Wärmeenergie) in elektrische Energie umgewandelt. Das Seebeck-Element dient weiter als Wärmesenke bzw. Kühlvorrichtung zum Kühlen des PV-Elements und kann somit zusätzlich den Wirkungsgrad der PV-Anlage vergrößern. Die Energieversorgung soll in/auf einer Box mit den Abmessungen ca. 2,4m x 2,4m x 2,4m angebracht werden. Tagsüber werden die 4 Seitenteile nach oben fixiert. In der Box sind die Wasserbehandlungsanlage, die Pumpe, Steuerung u.a. technisches Equipment untergebracht, das dann nachts bei heruntergeklappten Seitenteilen geschützt ist.
Das Projekt "CuveWaters: Integriertes Wasserressourcen-Management im zentralen Norden Namibias (Cuvelai Basin) und in der SADC-Region. Phase III: Transfer eines Multi-Ressourcen-Mix, Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) GmbH durchgeführt. Ziel der dritten Projektphase von CuveWaters ist die Übernahme der Anlagen durch relevante namibische Partner sowie deren Befähigung zum eigenverantwortlichen und längerfristigen Betrieb. Auf der Basis erfolgreich verankerter Anlagen wird darüber hinaus die Verbreitung der Ergebnisse aus der pilothaften Umsetzung des Multi-Ressourcen-Mix angestrebt. Damit soll auf allen Handlungsebenen - vom Nutzer zu den Ministerien und privaten Unternehmen, von akademischen Institutionen vor Ort hin zu deutschen Technologieanbietern - ein dauerhafter Mehrwert erreicht werden. Die Arbeiten sind in vier Teilprojekten organisiert: TP1 Regen- und Flutwasserspeicherung, TP2 Grundwasserentsalzung, TP3 Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung, TP4 Transferförderung, Integration und Koordination. Für die Etablierung der Zielerreichung des Gesamtprojekts übernimmt das ISOE in TP1-TP3 Aufgaben, um für alle Technologielinien naturbezogene Anpassungen über Monitoring und Schulungen, institutionelle Einbettung sowie Absicherung von Übergabe- und Diffusionsprozessen (einschl. Implementierungskonzepte) zu gewährleisten. In TP4 fördert das ISOE den Ergebnistransfer über akademisches Capacity Development, strategische Vernetzung, Öffentlichkeitsarbeit und Unterstützung von Planungs- und Entscheidungsprozessen. Übergeordnet führt das ISOE den bewährten transdisziplinären und integrativen Projektcharakter einschließlich der Leitung- und Koordinationsstrukturen fort.
Das Projekt "CuveWaters - Integriertes Wasserressourcen-Management im zentralen Norden Namibias (Cuvelai-Delta). 2. Projektphase. Teilprojekt: Soziale Ökologie & Koordination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) GmbH durchgeführt. Ziel von CuveWaters ist ein integriertes Wasserressourcen-Management (IWRM) im nord-namibischen Cuvelai-Etosha-Basin. Das ISOE leitet und koordiniert das internationale Verbundprojekt. Forschungsansatz: Der Ansatz von CuveWaters ist transdisziplinär: Wissenschaft und Technologie werden mit dem Alltags- und Praxiswissen der Menschen vor Ort verknüpft. Technologien: Als Beitrag zu einem Integrierten Wasserressourcen-Management (IWRM) werden unterschiedliche Technologien entwickelt, regional angepasst und als Pilotanlagen aufgebaut. Mit den Anlagen sollen alternative Wasserquellen erschlossen und ein Multi-Ressourcenmix etabliert werden. Das bedeutet, unterschiedliche Wasserquellen, -arten und -qualitäten für verschiedene Zwecke zu nutzen. Zum Beispiel in hoher Qualität als Trinkwasser und in niedriger Qualität, um Gärten zu bewässern. Zu den in CuveWaters eingesetzten Technologien gehören: Regenwassersammlung, solargekoppelte dezentrale Grundwasserentsalzung, unterirdische Wasserspeicherung und ein städtisches Abwasser- und Sanitärkonzept mit anschließender Wasserwiederverwendung. Gesellschaftliche Strategien: Entscheidend ist bei CuveWaters, dass die Bevölkerung die Entwicklung und Umsetzung der Technologien begleitet und beeinflusst. Die technische Umsetzung wird gemeinsam mit den Bewohnern vor Ort besprochen und angepasst.Technologische Innovationen werden zudem immer an Capacity-Development gekoppelt. Das heißt, dass die Menschen vor Ort ausgebildet werden: für den Bau, die Wartung, die Bedienung der Anlagen oder auch im Gartenbau. Auf diese Weise wird Selbstverantwortung gestärkt und Arbeitslosigkeit und Armut reduziert. In CuveWaters entwickelt das Team zudem Konzepte zu Good Governance und unterstützt institutionelle Prozesse. Begleitend untersuchen die WissenschaftlerInnen die sozial-ökologischen Rahmenbedingungen. Hintergrund: Im Cuvelai-Etosha-Basin lebt fast die Hälfte der namibischen Bevölkerung. Die Region ist geprägt von klimatischen Extremen: Dürren und Überflutungen wechseln sich jahreszeitlich ab und dauern oft monatelang an. An vielen Stellen ist zudem das Grundwasser so salzhaltig, dass Menschen es nicht trinken können. Verschärft wird die Situation noch durch ein starkes Bevölkerungswachstum, eine relativ hohe Siedlungsdichte und anhaltende Urbanisierung. Mit dem passenden IWRM-Konzept wird die Versorgungssicherheit mit Wasser für die Menschen in der Region auf nachhaltige Weise erhöht und damit auch die Voraussetzungen verbessert, mit den Folgen des Klimawandels umzugehen.
Das Projekt "SmaCuMed-Water - Entwicklung und Test eines integrierten Konzepts für die landwirtschaftliche Bewässerung in Mittelmeerländern - Pilotierung in Marokko" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Karlsruhe - Technik und Wirtschaft, Institut für Angewandte Forschung durchgeführt. SmaCuMed-Water entwickelt und testet ein integriertes Konzept für die landwirtschaftliche Bewässerung in Mittelmeerländern basierend auf einer nachhaltigen, innovativen, kostengünstigen und robusten Grundwasserentsalzung gekoppelt mit einer intelligenten Überwachung und Steuerung. Entsalzungstechnologien gekoppelt mit intelligenter Bewässerung werden zukünftig einen wichtigen Wirtschaftszweig für die Landwirtschaft in den Mittelmeerländern darstellen. SmaCuMed wird hierbei zur Bewusstseinsbildung und zur Akzeptanz in der Bevölkerung sowie bei lokalen Behörden beitragen, was insbesondere zur Bekämpfung der Auswirkungen des Klimawandels auf die landwirtschaftliche Produktivität immer wichtiger wird. Die Innovation von SmaCuMed besteht darin ein neues Konzept für ein nachhaltiges All-in-one Bewässerungssystem zu entwickeln und vor Ort in Marokko zu pilotieren. Marokko ist ein typisches mediterranes Land, welches unter großer Wasserarmut leidet. Das Konzept basiert auf einer mobilen würfelförmigen Einheit, welche mit hocheffizienten PV Panels ausgestattet ist, so dass ein autonomer Betrieb möglich ist. Hierbei wird ein modulares Entsalzungssystem für Brackwasser eingesetzt, welches aus einer kapazitiven Entionisierung (CDI) besteht, welche zusätzlich mit einer Niederdruck-Umkehrosmose (ND-UO) gekoppelt ist. Bei niedrigen Salzkonzentrationen reicht eine Behandlung mittels CDI aus; bei höheren Salzkonzentrationen wird eine Kombination aus ND-UO und CDI eingesetzt. Die Entsalzung und die Bewässerung mit dem entsalzten Wasser wird mittels IoT basierten Sensoren in Echtzeit überwacht. Zusätzlich werden die neuen Technologien mittels einer Lebenszyklusanalyse (LCA) bewertet und optimiert. Das Projekt wird durch Seminare und Trainingskurse begleitet, um eine möglichst hohe Akzeptanz in der Bevölkerung und bei den lokalen Stakeholdern zu erreichen.
Das Projekt "Teilvorhaben: SolarMD" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SolarSpring GmbH durchgeführt. Im ländlichen Raum Tunesiens gibt es vielerorts Grundwasservorkommnisse mit erhöhtem Salzgehalt durch übermäßige Tiefbrunnenbewirtschaftung, Meerwasserinfiltration oder anderen geologisch begründeten Ursachen. Das Ziel des Vorhabens bezieht sich auf Test und Optimierung der Technologie Membrandestillation (MD) für Entsalzungsanwendungen mit hohen Endkonzentrationen im Retentat. Das Verfahren eignet sich zur Konzentration von Salzlösungen bis hin zu sehr hohen Salinitäten, wodurch die Menge an Konzentrat zur Entsorgung entscheidend vermindert wird. Zusätzlich ist MD durch die Möglichkeit des flexiblen Betriebs bei variablen Temperaturen und der hohen Prozessdynamik sehr gut zur Kopplung Solarthermie oder Abwärme geeignet. Das Hauptziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines effizienten und robusten solar betriebenen Membrandestillationssystems welches unabhängig von der Speisewassersalinität in der Lage ist qualitativ hochwertiges Süßwasser bei einer möglichst geringen Menge an Konzentrat zu produzieren. AP1 Ermittlung und Analyse der Randbedingungen / AP2 Simulationsstudien und experimentelle Untersuchungen / AP3 Entwicklung und Konstruktion / AP4 Auslegung und Aufbau Monitoringsystems / AP5 Auslegung und Programmierung der Systemregelung / AP6 Installation und Kommissionierung der Demonstrationsanlage / AP7 Betrieb & Monitoring / AP 8 Auswertung und Verwertung.
Das Projekt "Salzwasseraufbereitung zur Injektion in hydraulischen Barrieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Grundwasserwirtschaft, Juniorprofessur für Schadstoffhydrologie durchgeführt. Innerhalb des Vorhabens soll das dringend erforderliche Wissen zu den möglichen Entsalzungsverfahren für die zentrale oder dezentrale Wasseraufbereitung nach verschiedenen Randbedingungen für die Anwendung der Pump & Treat Methode zusammengetragen werden. Ziel ist es dabei, ein Modell zu entwickeln, welches je nach den gegeben Voraussetzungen die Qualität und Quantität des entsalzten Wassers für geeignete Verfahrenstechniken berechnet. Zukünftig soll dieses Modell mit einem Grundwasserströmungs- und Transportmodell kombiniert werden, um die effektiven Flüsse zwischen den negativen und positiven hydraulischen Barrieren berechnen und unter Beachtung verschiedener hydrogeologischer Gegebenheiten optimieren zu können. Mit den Ergebnissen soll somit eine Möglichkeit geschaffen werden, mit Hilfe von zentralen Nachhaltigkeitsstrategien, einer nachhaltige Energieversorgung und -nutzung in der Wirtschaft einen ausreichenden Zugang zu Trinkwasser und Nutzwasser an den Küstengebieten zu gewährleisten und gleichzeitig durch neuen Wissensstand die Wettbewerbsfähigkeit und Resilienz des Standorts Deutschlands zu stärken.
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