Das Projekt "IWaTec - Integrated Water Technologies" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Zentrum für Wasser- und Umweltforschung durchgeführt. Egypt passed a revolution and changed its political system, but many problems are still lacking a solution. Especially in the field of water the North African country has to face many challenges. Most urgent are strategies to manage the limited water resources. About 80% of the available water resources are consumed for agriculture and the rest are for domestic and industrial activities. The management of these resources is inefficient and a huge amount of fresh water is discarded. The shortage of water supply will definitely influence the economic and cultural development of Egypt. In 2010, Egypt was ranked number 8 out of 165 nations reviewed in the so-called Water Security Risk Index published by Maplecroft. The ranking of each country in the index depends mainly on four key factors, i.e. access to improved drinking water and sanitation, the availability of renewable water and the reliance on external supplies, the relationship between available water and supply demands, and the water dependency of each countrys economy. Based on this study, the situation of water in Egypt was identified as extremely risky. A number of programs and developed strategies aiming to efficiently manage the usage of water resources have been carried out in the last few years by the Egyptian Government. But all these activities, however, require the availability of trained and well-educated individuals in water technology fields. Unfortunately, the number of water science graduates are decreasing and also there are few teaching and training courses for water science offered in Egypt. However, there is still a demand for several well-structured and international programs to fill the gap and provide the Egyptian fresh graduates with the adequate and up-to-date theoretical and practical knowledge available for water technology. IWaTec is designed to fill parts of this gap.
Das Projekt "Betriebsstabile Deammonifikation mit Swinging Redox" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Institut für Wasser und Umwelt, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Seit dem Jahr 2009 werden an der Technischen Universität München, vom Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft, Untersuchungen zur Deammonifikation im SBR durchgeführt, bei der mittels Intervallsteuerung und spezieller Regelstrategie das gleichmäßige Schwingen des Redoxpotentials (ORP) im Fokus steht. Postuliert wird bei dieser Methode die Unterstützung eines enzymgebundenen Ladungsaustauschs zur Regeneration der Biozönose im wechselnden Milieu von Oxidation und Reduktion. Die ORP-Amplituden zeigen während der aeroben und anoxischen Phasen typische Signale, die mit den Stickstoff-Konzentrationen korrelieren. Als Resümee ist herauszustellen, dass der Prozess mit Kläranlagen-Belebtschlamm und deammonifizierendem Schlamm aus vorangegangenen Untersuchungen angefahren werden kann. Gesamtstickstoff-Abbaugrade von 90 % werden bei einer Betriebs-Temperatur von 30 °C und Belastung von mehr als 380 gN/(m3 d) erreicht. Nach zwei Jahren Betriebserfahrung mit der Behandlung von KA-Zentraten aus Garching und Ingolstadt in mehreren 150 l SBR-Technikumsanlagen wurde von 2010 bis 2012 im Klärwerk Landsberg an einer Pilotanlage mit 20 m3 SBR eine automatische Steuerung entwickelt, die eine betriebsstabile Prozessführung ermöglicht. Seitdem sind im Rahmen von Master- und Studienarbeiten die optimalen Betriebsbereiche zur Deammonifikation im Technikum präzisiert worden. Um Substrat-Hemmung sowie Nitrat-Akkumulation zu vermeiden, ist bei der Prozessregelung strickt auf Konzentrationsgradienten und ORP-Amplituden-Grenzwerte zu achten. Für die Einfahrphase hat sich die Zugabe von einem Viertel Kläranlagen-Zulauf zum Zentrat bewährt, um besonders im Teillastbereich ein ausreichendes Reduktionspotential vorzugeben. Weitere Additive sind im Regelbetrieb nicht erforderlich. Die jüngsten Ergebnisse zeigen, dass bei Voll-Last, das heißt bei einer Abbauleistung von mehr als 360 gN/(m3 d) und Zulaufkonzentrationen von 1.400 mg/l NH4-N, auch die Nitrat-Konzentration im Ablauf auf weniger als 5 % reduziert werden kann. Mit der Online-Messung von ORP, LF und pH ist der Prozess stabil zu führen. Ammonium, Nitrat und TS werden zwei bis dreimal pro Woche gemessen.
Das Projekt "Verbesserung der Klaerschlamm-Konditionierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt.
Das Projekt "ReNOx 2.0: Simultane Rückgewinnung von Nährstoffen (NH4+ & PO43-) aus biogenen Roh- und Abwässern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leoben, Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes durchgeführt. Biogene Roh- und Abwässer enthalten große Mengen gelöster Nährstoffe (NH4+ & PO43-), welche derzeit unter hohem Energie- und Kosteneinsatz, z.B. in Kläranlagen, entfernt werden müssen. Im Projekt 'ReNOx 2.0' werden die Möglichkeiten zur simultanen Rückgewinnung und industriellen Verwertung von NH4+ und PO43- erforscht. Dafür wird ein zeolithbasiertes, hybrides Verfahren ('Ionentauscher-Loop-Stripping'; kurz 'ILS') genutzt, welches im Vorgängerprojekt 'ReNOx' entwickelt und bereits erfolgreich an kommunalen Kläranlagen zur NH4+-Rückgewinnung aus Trübwasser eingesetzt wurde. In 'ReNOx 2.0' wird dieses Verfahren zur gleichzeitigen Phosphorrückgewinnung weiterentwickelt und zusätzlich auf neue Anwendungsfeldern ausgeweitet (Gärreste, Gülle, Deponiesickerwasser, industrielle Abwässer). Im Vorgängerprojekt zeigte sich, dass die komplexen Wechsel-wirkungen konkurrierender Ionen in Abwässern eine Weiterentwicklung des Ionentauschermaterials Zeolith und die zugehörige Anpassung des Verfahrens erfordern, um auf die Anforderungen neuer Medien reagieren zu können.
Die Ziele des Projektes 'ReNOx 2.0' sind daher 1.) die Erweiterung der Einsatzbereiche des ILS-Verfahrens, 2.) die Steigerung der NH4+-Rückgewinnung durch gezielte Optimierung des eingesetzten Zeoliths, 3.) die Erforschung der Fixierung und energieschonenden, nasschemischen Rückgewinnung von gelöstem Phosphor mit Hilfe des gezielt modifizierten Zeoliths und 4.) die Prozessintensivierung durch simultane Abscheidung und selektive Rückgewinnung von NH4+ und PO43- innerhalb eines einzigen, prozesstechnisch optimierten Verfahrens (=ILSplus-Verfahren).
Dazu wird optimierter Zeolith nach einem neu zu entwickelnden Prozess im Labormaßstab hergestellt und zur simultanen NH4+/PO43--Rückgewinnung aus realen Medien erprobt. Anschließend wird eine bestehende, mobile Pilotanlage im Containermaßstab gezielt adaptiert und die N&P-Rückgewinnung an unterschiedlichen Standorten in Einsatzumgebung erprobt. Begleitet werden die Versuche von einer umfassenden Modellierung des Gesamtprozesses inklusive einer Bewertung der industriellen Umsetzbarkeit des Verfahrens. Die erzeugten Produkte werden im Sinne einer biobasierten 'circular economy' auf ihre Verwendbarkeit als industrielle N-P-Dünger bzw. in anderen, zu erarbeitenden Anwendungsfeldern hin untersucht und eine Analyse der Auswirkungen auf branchenspezifische und nationale Stoffkreisläufe und Wertschöpfung vorgenommen.
Das international zusammengesetzte Konsortium des Projekts 'ReNOx 2.0' besteht aus Forschungseinrichtungen, Anlagenbauunternehmen, Rohstofflieferanten sowie potentiellen Anwendern des Verfahrens und Nutzern der Produkte, wodurch die gesamte Prozesskette abgebildet und interdisziplinär beforscht wird. Nach Abschluss von 'ReNOx 2.0' soll die zukünftige Vermarktung von kompakten Nachrüstanlagen zur wirtschaftlichen Rückgewinnung von überschüssigem NH4+ und PO43- aus bisher nicht genutzten Quellen durch den Anlagenbaupartner möglich sein (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Abwasserverband Braunschweig durchgeführt. In HypoWave wird erstmals ein hydroponisches System zur Pflanzenproduktion untersucht, das mit speziell für den Einsatz in diesem System aufbereitetem kommunalem Abwasser betrieben wird und ohne ein Substrat zur Verankerung der Pflanze auskommt. Ziel ist es, ausgehend von einer Pilotierung in Wolfsburg und unter Berücksichtigung der nötigen Governance ein hydroponisches System zu entwickeln, bei dem eine optimale Nährstoffaufnahme der Pflanzen bei gleichzeitiger Minimierung von Schadstoffen wie Schwermetallen, organischen Spurenstoffen oder pathogenen Keimen im Produkt gewährleistet ist. Zugleich erlaubt dieses System durch die Wiederverwendung eine Verbesserung der Wasserverfügbarkeit. Mittels Fallstudien und einer Wirkungsabschätzung wird untersucht, wie sich die Anforderungen verschiedener Standorte unterscheiden und wo sich Einsatzmöglichkeiten und Marktsegmente für das hydroponische System abzeichnen. Das AVB-Teilvorhaben konzentriert sich auf die Schnittstelle zwischen Forschung und Praxis. AVB besitzt langjähriges Wissen im Bereich der Abwasserverwertung in der Landwirtschaft. Dieses Wissen stellt er in Form von Beratung und Unterstützung zur Verfügung. AVB begleitet die Pilotierung und übernimmt die Schwermetallanalytik. Zudem liefert AVB Stoffströme für das Nährstoffmanagement (AP2): AVB baut eine Nährstoffrückgewinnungsanlage (MAP-Fällung & Ammonium-Strippung) zur Entfrachtung des Zentrates aus der Schlammentwässerung; auch wird in einer neu errichteten Schule Urin separiert. Zusätzlich bringt AVB sein Wissen und seine Kontakte in den Stakeholderdialog und die Ergebnisverwertung ein.
Das Projekt "Technologische Weiterentwicklung des Verfahrens zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm mittels CO2-Extraktion (Budenheim ExtraPhos®-Verfahren)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rotaria Energie- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die Chemische Fabrik Budenheim hat in Zusammenarbeit mit dem Frauenhofer Institut und der Frauenhofer Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie ein Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm entwickelt und im Labor und Technikumsmaßstab getestet. Rotaria wurde als Anlagenbauer mit der Errichtung der Pilotanlage betreut. Eine damit vergleichbare Anlage existiert bisher nicht. Daher ergaben sich im Rahmen der Umsetzung Fragen zur anlagen- und maschinentechnischen Weiterentwicklung. Im Rahmen der Umsetzung wurden eigene Ideen zur Optimierung des Verfahrens sowie zur Anlagentechnik entwickelt, mit dem Ziel das Verfahren insbesondere Richtung Energiebedarf und Phosphorausbeute zu verbessern. Hier besteht noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Gegenstand des Projektes ist die anlagentechnische Weiterentwicklung der CO2-Einbringung und Extraktion, der optimale Einsatz von Fällungs- und Flockungsmitteln, sowie der Trennung von Schlamm und Trübwasser und der letztendlich erfolgreichen Abscheidung des durch Kalkmilch gefällten Dicalciumphosphats.
Das Projekt "Teilprojekt G" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ATEMIS GmbH Ingenieurbüro für Abwassertechnik Energie-Management und innovative Systementwicklung durchgeführt. Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die weitere Reduzierung des Stickstoffgehalts im Ablauf der Kläranlagen im Suzhou Industriepark (SIP) über das bisherige sehr gute Niveau hinaus, bis die verschärfte Zielkonzentration von 6 mg/L TN zuverlässig eingehalten werden kann. Das Ziel des Arbeitspaketes von ATEMIS ist es, durch verfahrenstechnische Ergänzungen (Deammonifikation) die Reinigungsleistung der Kläranlagen der chinesischen Partner zu verbessern. Entsprechend der Einordnung in das Gesamtkonzept bringt das Ingenieurbüro ATEMIS dazu seine Erfahrungen über Planung, Bau und Betrieb (insbesondere Anfahrbetrieb) von Reaktoren für die biologische Deammonifikation von stickstoffreichen Abwässern ein.
Das Projekt "SASSCAL: Southern African Science Service Centre for Climate Change and Adaptive Land Management; Topic: Water-related vulnerabilities and risks in southern Africa (water use)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für sozial-ökologische Forschung (ISOE) GmbH durchgeführt. The current processes of global change are an enormous challenge for societies worldwide. The SASSCAL is a joint initiative of Angola, Botswana, Namibia, South Africa, Zambia, and Germany, responding to the challenges of global change. Aim and Scope: SASSCAL will improve the capacities to provide sound science-based solutions for current problems and future risks in the region, in particular regarding climate change and the associated demands concerning land management practices of local players. To this end, the centre will contribute to strengthening existing and developing new capacities for application-oriented scientific research and science-policy consultations on climate change, adapted land-use and sustainable development in the region. SASSCAL will support national, regional and local institutions and service providers to develop relevant advisory and implementation skills. It will have a regional scope and the work of the Centre will be defined in partnership with the respective scientific communities, the users of science products, policy-makers, and decision-makers. Research: SASSCAL intends to cover a variety of research issues in state-of-the-art climate change and land management research, responding to the regional definition of needs and demands. The task of the ISOE project team is to analyse to what extent water-related vulnerabilities and risks for the population and ecosystems are developing within the context of global change and how these might conceivably be reduced. Research approach: Many natural and social processes mutually influence water resources in the southern part of Africa. Climate change and changes in land use, as well as population and economic growth act as localised forms of global change on the current and future state of the resource and as such influence peoples living conditions. The project team is developing a vulnerability and risk analysis for the catchment area of the Cuvelai-Basin in northern Namibia and southern Angola. First the 'status quo and expected trends in patterns of water demand are being studied, differentiated according to spatial and social characteristics and with the help of social-empirical surveys, consultations with experts and mapping. Using this as a starting point, researchers calculate water demand and availability in order to discover the water supplys vulnerabilities and risks for the population and ecosystems. The aim is to identify areas of relevance for decision-makers which are particularly threatened by supply gaps and their consequences (hot spot areas). Next the researchers will be developing supportive measures for an adapted and integrated management of water resources. usw.
Das Projekt "AKTIFILT Plus - Spurenstoffentfernung durch die Kombination von Ozonung und Pulveraktivkohleadsorption mit anschliessender Raumfiltration(Aktifilt Phase 2)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Holinger AG durchgeführt. Aufbauend auf die Revision der Schweizer Gewässerschutzverordnung sollen rund 100 der insgesamt 700 Schweizer ARA so aufgerüstet werden, dass der Eintrag von schädlichen Mikroverunreinigungen in die Umwelt reduziert wird.
Als eine der wirksamsten Methoden zur Elimination von Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser hat sich die Adsorption an Pulveraktivkohle (PAK) erwiesen. Im Projekt AKTIFILT, UTF 450.06.13, wurden verschiedene Verfahrensoptionen und die Nutzung bestehender Anlagekomponenten geprüft sowie die optimale Kombination von PAK mit Flockung/Fällung getestet.
Aufbauend auf diesen positiven Ergebnissen, soll nun mit diesem Folgeprojekt die optimale Verfahrenskombination der Ozon- und PAK-Dosierung untersucht werden.
Auf der ARA Basel sind Versuche geplant, um das Verfahren im Pilotmassstab zu testen und der Pro Rheno AG als Betreiberin dieser ARA sollen die Erkenntnisse aus dem Projekt die Entscheidung bei der Auswahl der anlagenspezifischen optimalen Technologie für die geplante Erweiterung um eine 4. Reinigungsstufe erleichtern. Auch das Amt für Industrielle Betriebe BL als Betreiberin mehrerer ARAs im Grossraum Basel wird von den Labor- und Pilotversuchen profitieren, indem sie die Ergebnisse auf andere ARAs übertragen und in den Fällen in die Planung zur anlagenspezifischen optimalen Technologie einbeziehen kann.
Projektziele:
Auf der mit einer Rückführung des PAK-haltigen Schlammwassers aus der Filterrückspülung in die biologische Reinigungsstufe ausgestatteten Pilotanlage auf der ARA Basel sind Pilotversuche für die Verfahrenskombination von Ozon- und PAK-Dosierung durchgeführt, die optimalen Betriebsbedingungen zur Elimination von Mikroverunreinigungen und zur effizienten Prozessführung bestimmt und der PAK-Schlupf der Filtration ermittelt.
Das Projekt "Depiction of Water as an Intermediate Input in Computable Generalized Equilibrium Models" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Agrarpolitik und Landwirtschaftliche Marktlehre, Fachgebiet Agrar- und Ernährungspolitik durchgeführt. Water scarcity is increasing in many regions of the world. There are three levels on which competition for water occurs: between countries, among different sectors within one country such as agriculture, industry and urban consumers and among different producers within one sector. Because of the common pool properties of water the degree of government intervention in this sector is strong and political lobbying is common. In this project a regionalized CGE (Computable General Equilibrium) shall be developed in which water is incorporated as an intermediate input differentiated according to water quality. This will allow to analyze the effects of various water price and policy scenarios from an efficiency as well as a distributive perspective.
