Durch den Einsatz von Enzymen und adaptierten apothogenen Bakterien, sowie durch eine Optimierung der Betriebsbedingungen wurde versucht, die Bioabbaubarkeit von Fettsubstanzen in aeroben Abwasserreinigungsanlagen bei Stossbelastung zu verstaerken und somit der Schlammbildung entgegen zu wirken. Der Einfluss auf die Sauerstoffuebertragung, Schlammbiozoenose und Nitrifilation wurde ebenso untersucht. In Laborversuchen und am Beispiel einer kommunalen Abwasserreinigungsanlage wurde ein neues Bakterien- und Enzympraeparat auf dessen Wirksamkeit getestet.
Zielsetzung und erste Arbeiten:Poly-(R)-3-hydroxybutyrat (PHB). ein Polymeres, das aus nachwachsenden Rohstoffen biotechnisch produziert und weitgehend dem Anspruch der Nachhaltigkeit gerecht wird, weist allerdings als Werkstoff auf Grund hoher Kristallinität erhebliche Nachteile auf. Diese wurden im Verlauf einer Machbarkeitsstudie überwunden, indem Copolyesterurethane (PEU) aus PHB-diol - Blöcken und aus einer bio-abbaubaren Makro-diol Co-komponente segmentweise aufgebaut und mit Diisocyanat verknüpft wurden. Die entstehenden zäh/ei.astischen, ähnlich wie PHB leicht bioabbaubaren Materialien wurden durch Synthese von Kompositen mit kostengünstigem, möglichst sortenreinem Recycling-Material von den Herstellungskosten her in einen Bereich abgesenkt, der in der Größenordnung von Erdölbasierten Kunstoffen liegt.Ergebnisse:Im nachfolgenden Projekt wurde das Syntheseverfahren auf umweltgerechte Katalysatoren und Lösemittel-Kombinationen ausgerichtet. Eine Pilotproduktion im 100 kg-Maßstab wurde durch Verzahnung der beiden Verfahrensstufen miteinander und mit der Lösemittel-Rückgewinnung rationalisiert; sie ergab 111 kg PEU (96 Prozentd. Th.).Kompositmaterialien mit Recycling-Celluloseacetat führten nur bedingt zur Eigenschaftsverbesserung. Dagegen ergab sich durch Einarbeiten von Naturfasern, wie Flachs oder Holzmehl (Projektpartner IAF, Reutlingen), eine Verstärkung der mechanischen Stabilität um fast 100Prozent. Die Stoffrichtung der Entwicklung wurde im Hinblick auf den Projektpartner LAWAL auf Spritzgussverarbeitung festgelegt. Hierzu wurde ein Marketing-Konzept erarbeitet, das u. a. Bedarf im Bereich von Verschlusselementen und in der Möbelindustrie feststellt. Begrenzend sind allerdings Probleme mit dem Ausgangsmaterial PHB: dessen Produktionskapazitäten sind zu klein, die Qualität ist wechselnd, eine Konkurrenzsituation. die sich auf den Preis auswirken könnte, ist noch nicht erkennbar. Eine Ökobilanz-Betrachtung, gegenüber PVC, ergibt auf Basis einer vergleichenden Wirkabschätzung nach CML einen eindeutigen Vorteil des PEU in den Wirldcategorien Treibhauseffekt, Ozonabbau, Bildung vonPhotooxidantien, Versauerung, Eutrophierung. Ressourcenverbrauch, Humantoxizität und Ökotoxizität.Neue Ergebnisse lassen auf gleicher Basis einen Bio-Werkstoff '2. Generartion'erwarten, bei dem PEU nur noch als Additiv zu PHB-co-HV verwendet wird. Erste mechanische Untersuchungen ergeben nach Füllen mit Flachs oder Holzmehl Zug- oder Biegefestigkeiten. die mit Hochdichte-Polyethylen oder Polypropylen vergleichbar sind.Zusammenfassung:Bio-Polyester-urethane (PEU) erfüllen weitgehend alle Voraussetzungen eines optimalen Biowerkstoffs: Das Material basiert überwiegend auf nachwachsendem Rohstoff und ermöglicht ein breites Temperaturfenster für die thermoplastische Verarbeitung. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich in weiten Grenzen variieren. Durch Einarbeiten von kostengünstigen Fasermaterialien ergeben sich Komposite, usw.
Wissenschaftliches Ziel des Vorhabens ist die Klärung der Frage, auf welchem Weg Motoröl mit Biodieseleintrag dahingehend stabilisiert werden kann, dass die unerwünschte Ölschlammbildung verzögert oder verhindert wird. Im ersten Schritt werden die bislang ermittelten Kenntnisse über den Mechanismus der Wechselwirkungen von Biodieselmolekülen im Motoröl überprüft. Danach werden Additive ausgewählt und erprobt, die die Oligomerisierung von Alkylestern verhindern. Zur Durchführung dieser Untersuchungen muss zunächst ein Verfahren zur Ölschlammbildung im Labor weiterentwickelt werden. Die Alterung des Motoröls wird derzeit im Labor durch einen Aufbau simuliert, der ursprünglich bei der Volkswagen AG entwickelt und erprobt wurde und sich zur Generierung von Ölschlamm eignet. Durch eine Variation des Temperaturprofils und ggf. der Alterungsbedingungen soll das Optimierungspotenzial verdeutlicht werden, sodass das Auftreten von Alterungsprodukten wie z.B. Oligomeren sensitiver erfasst werden kann. Dieses ist die Grundlage zur mechanistischen Aufklärung und zur Untersuchung der Effizienz von Additiven bzw. Additivpakten. Um die besten Ergebnisse unter realen Bedingungen zu erproben, werden die Laborversuche durch Motorentests auf den Motorenprüfstand, z.B. im Johann Heinrich von Thünen-Institut in Einzylindermotor und im Anschluss bei Volkwagen in Realmotoren überprüft.
Erstmaliger Betrieb einer Sanitäranlage mit Trenntoiletten, Sammel und Speichersystem. Überwachung der Anlage. Wartung der Anlage+ Installation einer Füllstandsmessung. Neben der Akzeptanz, dem Nutzerverhalten muss der tägliche Umgang mit der Anlage geprüft und optimiert werden. Hierzu gehören Reinigung der Toilette, Inkrustierungen in den Leitungen und deren Beseitigung, Schlammbildung in den Sammelbehältern etc. Diese Ergebnisse sind für eine weit verbreitete Nutzung der Technologie von großer Bedeutung. Einweisung, Beratung, Inbetriebnahme, Überwachung, Wartung der Anlage - mehrmals im Jahr - durch Roediger Personal. Einsatz von besonderen Reinigungsmitteln; Einbau einer Füllstandsmessung. Das Gesamtkonzept ist, nach erfolgreicher Testphase, eine wirtschaftlich bedeutende Alternative zu konventionellen Techniken, mit einem enormen Marktpotential insbesondere in Ländern ohne existierende Sanitär-Infrastruktur
Das Projektziel ist die Aufklärung der Wechselwirkungen zwischen Motoröl und neuen Kraftstoffen wie Biodiesel oder auch HVO. Im Vordergrund steht hierbei die thermische oder chemische Entfernung von Biodiesel aus Motoröl zur Verlängerung des Ölwechselintervalls. Ein Nebenziel des Projektes ist die Aufklärung, warum Dieselkraftstoff aus Motoröl bei 120 Grad Celsius destillativ entfernbar ist und welche Parameter dafür verantwortlich sind. Neben der chemischen Entfernung von Biodiesel aus dem Motoröl soll eine Sensorik weiterentwickelt werden, die den Ölzustand auch dann noch überwachen kann, wenn die Biodieselanteile im Motoröl chemisch modifiziert worden sind. Dazu werden die Messkapazitäten des vTI (Johann Heinrich von Thünen-Institut) eingesetzt. Auch die Problematik der Ölschlammbildung ist Thema des durchzuführen- den Projekts. Ölschlamm wirkt sich äußerst schädlich für den Motor aus. Das Auftreten von Ölschlamm wird nicht selten durch einen kapitalen Motorschaden begleitet. Die Firma ASG-Analytik unterstützt das Vorhaben durch Ölanalysen und gewinnt dadurch wichtige Erkenntnisse für die Erweiterung des eigenen Analytikangebots mit Blick auf additivierte Langlauföle.
Aerobic granular sludge-based systems have been recently proposed as a promising innovative alternative for wastewater treatment. Aerobic granular sludge may be developed in bubble column-type reactors operated in a sequencing batch mode with anaerobic and aerobic phases. The advantages are relatively low operating and maintenance costs and a high density biomass sludge blanket which results in a compact and efficient treatment system. For a successful operation of this promising treatment system, formation of physically and metabolically stable granular sludge is a prerequisite. A detailed understanding of the granule formation, the bacterial populations involved, and the physical structure is still missing and therefore we investigate three main objectives: (i) the competition and relative importance of PAO and GAO in granular sludge structure, (ii) granule formation and stability for optimized nitrogen and phosphorus removal, and (iii) the microbial assembly and community in relation to granular structure. A combination of process engineering approaches with the molecular characterization of the microbial communities of the granules is applied. The results of the first two project years showed that with propionate as substrate a more stable biological phosphorous removal by PAO could be achieved than with acetate. Microbial community characterization showed that it was indeed dominated by PAO in the propionate reactor whereas GAO were predominant when phosphorous removal was low in the acetate reactor. A new methodology to measure PAO activity in real time inside the reactor based on conductivity measurement was developed and will now be applied to study the competition between PAO and GAO in aerobic granular sludge. Different aeration strategies for improving nitrogen removal were also successfully tested leading to increased biological nitrogen removal. Furthermore, a detailed characterization of granule structure showed that they are composed of multiple micro-granules containing one population and that they resemble rather a cauliflower than an onion with several layers. This increased understanding of the granular sludge formation, activity and structure will allow tailoring aerobic granules with desired physical and metabolic characteristics which is required for a robust implementation and reliable operation of this novel system for the treatment of different kinds of wastewaters from municipalities or industry.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 45 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 19 |
| Zivilgesellschaft | 6 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 45 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 45 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 38 |
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| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 36 |
| Webseite | 9 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 16 |
| Lebewesen und Lebensräume | 37 |
| Luft | 18 |
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| Wasser | 40 |
| Weitere | 45 |