Das Projekt "Teilprojekt 3.4: Entwicklung, technische Auslegung und Realisierung der Demonstrationsanlage zur Aufbereitung der entstickten Gärreste bzw. des Abwassers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von wks Technik GmbH durchgeführt. In der Anlage soll in einem ersten Schritt das Ab- bzw. Prozesswasser durch eine Filtrationsanlage zur Entfernung der Feststoffe für den Schutz des nachgeschalteten Prozesses vor Verblockungen aufbereitet werden. In einem nachgeschalteten Konditionierungsschritt mittels Elektrodialyse werden selektiv die Nährstoffe N, P, und K aufkonzentriert bzw. abgetrennt. In einem nachfolgender Stufe wird dann eine Phosphor in der Form von Struvit ausgefällt und abgetrennt. Die verbleibende aufkonzentrierte Lösung kann dann ohne weiteres als Multinährstoffpräparat verwendet werden. Die labortechnische Entwicklung des Verfahrens wird dabei vom Fraunhofer IGB übernommen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse, Konzeptionierung und Validierung des Ortsnetzreglers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet für Energiesysteme und Energiemanagement durchgeführt. Der Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiemanagement der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) bündelt im Forschungsprojekt SmartAPO die in den letzten Jahren im Bereich Verteilnetze vollzogenen Forschungsarbeiten. Übergeordnetes Ziel ist es, die Integration von Erzeugungsanlagen und 'neuen Lasten' in Niederspannungsnetze durch Einsatz von Automatisierungstechnik in der Netzbetriebsführung zu fördern. Innerhalb des Projekts ist die Entwicklung eines Ortsnetzreglers geplant, der Grenzwertverletzungen zuverlässig detektiert und autonom (d.h. ohne Eingriff durch die Netzleitstelle) Aktoren zur Spannungshaltung sowie zur Lastflussbeeinflussung steuert, so dass immer ein zuverlässiger (im Sinne der Versorgungsqualität) und sicherer (im Sinne des Schutzes von Anlagen und Personen) Netzbetrieb gewährleistet ist. Das Besondere am Projekt ist die Berücksichtigung einer schlechten Datengrundlage, d.h. einer negativen Messwertredundanz und einer Kommunikationsinfrastruktur mit geringer Bandbreite. Darum ist das wesentliche wissenschaftliche Arbeitsziel der TUK die Erarbeitung eines Regelungskonzepts, das auch bei vermindertem Messumfang und relativ hohen Messzyklen einen zulässigen Netzbetrieb ermöglicht. Hierzu wird der Ansatz einer prädiktiven Regelung verfolgt. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der Ausgestaltung eines robusten, autonomen Systems. Einzelne invalide Messwerte sollen detektiert (siehe Funktionen aus SmartSCADA) und durch Ersatzmesswerte ersetzt werden. Eine der Netzzustandsschätzung nachgelagerte Plausibilisierungsfunktion soll die Genauigkeit der Netzzustandsschätzung bewerten. Fällt die Plausibilisierung negativ aus, z.B. aufgrund zu vieler ungenauer Ersatzmesswerte, muss eine 'fail-safe'-Funktion greifen. Die Ersatzwertgenerierung, Plausibilisierungsfunktion und 'fail-safe'-Funktion gilt es zu entwickeln und zu untersuchen. Für die Ersatzmesswertbildung und die Plausibilisierung wird ein Ansatz mit künstlichen neuronalen Netzwerken verfolgt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bypassexperimente" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum durchgeführt. Im diesem Vorhaben soll der Einfluss der Temperatur auf die Biofilmbildung und die damit verbundene Korrosions- und Scaling-Rate erforscht werden. Unter Einsatz eines Bypass-Systems und ergänzenden Laborexperimenten sollen Untersuchungen mit verschiedenen Werkstoffen und unterschiedlichen Injektionstemperaturen an verschiedenen Standorten durchgeführt werden. Es ist zu prüfen, ob es in den verschiedenen Anlagen zu einem signifikanten Wachstum von Biofilmen kommt. Grundlegende Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen dem Fluid und verschiedenen Spurenstoffen sowie den Strömungsprozessen und der Biofilmbildung werden mit dem Ziel durchgeführt, Handlungsempfehlungen für einen sicheren und effizienten Anlagenbetrieb abzuleiten. Die Verbesserung des Prozessverständnisses bildet die Basis für die Vorhersage von Problemen wie Scaling und Korrosion sowie von Verfahren zu ihrer Vermeidung. Die aus den Untersuchungen abzuleitenden Strategien zur Beeinflussung des Biofilmwachstums sollen dazu dienen, Konzept zur Kontrolle der Biofilmbildung und Minderung von Korrosionsprozessen in der obertägigen Anlage, Pumpen und untertägiger Installation zu entwickeln und daraus Empfehlungen für den Schutz der Injektionsbohrung und des Reservoirs abzuleiten. Im Bypass werden in einzelnen Versuchen die Einflüsse verschiedener Parameter, wie Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit, Sauerstoffzutritt und Biozide auf die Biofilmbildung an Coupons unterschiedlicher Materialien untersucht. Die Biofilme auf den Coupons werden molekularbiologisch charakterisiert. Die organischen Verbindungen im Biofilm und dessen Isotopenparameter sowie die Scalings werden darüber hinaus analysiert, um eine Verfolgung und Quantifizierung der mikrobiellen Prozesse zu erzielen. Als Maßnahme gegen die Prozessstörungen soll ein Konzept zum aktiven kathodischen Korrosionsschutz erarbeitet werden und in der Großtechnik am Bypass getestet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Mikrobiologische Charakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Umweltmikrobiologie durchgeführt. Im diesem Vorhaben soll der Einfluss der Temperatur auf die Biofilmbildung und die damit verbundene Korrosions- und Scaling-Rate erforscht werden. Unter Einsatz eines Bypass-Systems und ergänzenden Laborexperimenten sollen Untersuchungen mit verschiedenen Werkstoffen und unterschiedlichen Injektionstemperaturen an verschiedenen Standorten durchgeführt werden. Es ist zu prüfen, ob es in den verschiedenen Anlagen zu einem signifikanten Wachstum von Biofilmen kommt. Grundlegende Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen dem Fluid und verschiedenen Spurenstoffen sowie den Strömungsprozessen und der Biofilmbildung werden mit dem Ziel durchgeführt, Handlungsempfehlungen für einen sicheren und effizienten Anlagenbetrieb abzuleiten. Die Verbesserung des Prozessverständnisses bildet die Basis für die Vorhersage von Problemen wie Scaling und Korrosion sowie von Verfahren zu ihrer Vermeidung. Die aus den Untersuchungen abzuleitenden Strategien zur Beeinflussung des Biofilmwachstums sollen dazu dienen, Konzept zur Kontrolle der Biofilmbildung und Minderung von Korrosionsprozessen in der obertägigen Anlage, Pumpen und untertägiger Installation zu entwickeln und daraus Empfehlungen für den Schutz der Injektionsbohrung und des Reservoirs abzuleiten. Biofilme auf Aufwuchsträgern, die von den Projektpartnern in den geothermischen Anlagen exponiert wurden, sollen mit konfokaler Laserscanning Mikroskopie untersucht werden. Dazu werden diverse histochemische Färbemethoden und fluoreszenzmarkierte Gensonden eingesetzt.
Das Projekt "KMU-innovativ: Einstiegsmodul REEKLI - Evaluierung der Umsetzbarkeit einer Biege-Torsions-Kopplung an geschlossenen Profilquerschnitten zur Umsetzung passiv adaptierbarer Rotorblätter von Kleinwindenergieanlagen (KWEA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von EAB Gebäudetechnik Luckau GmbH durchgeführt. Heutige KWEA weisen aufgrund der geringeren Leistungsausbeute sowie der im Vergleich hohen Anschaffungskosten teilweise Amortisationszeiten von über 20 Jahren auf. Dies liegt im Besonderen daran, dass die Rotorblätter dieser Anlagen keine Verstellmechanismen besitzen und die Auslegung, zum Schutz der Anlagen, für hohe Windgeschwindigkeiten erfolgen muss. Zur Überwindung dieser massiven Nachteile wurde ein Lösungsansatz, welcher die Entwicklung eines völlig neuartigen Rotorblattsatzes umfasst, entwickelt. Dieses soll sich je nach Windlast optimal an die aktuellen Bedingungen anpassen und somit die Leistungsausbeute bei jeder Windgeschwindigkeit deutlich erhöhen. Die Idee ist es, mithilfe anisotroper Koppeleffekte eine Biege-Torsions-Kopplung (BTK) im Blatt zu erreichen. Dies stellt jedoch enorme Anforderungen an die Umsetzung der BTK, welche bisher noch nicht betrachtet wurden und führt zu nicht abschätzbaren Entwicklungsrisiken, welche einer Umsetzung des FuE-Projektes im Wege stehen. Daher ist es angedacht, im Rahmen des KMU Innovativ Einstiegsmodul eine Machbarkeitsstudie zur Umsetzung einer derartigen BTK mit thermoplastischen glasfaserverstärkten Kunststoffen durchzuführen. Diese soll es uns ermöglichen, fundierte Aussagen über eine grundsätzliche Umsetzbarkeit zu generieren und somit das Entwicklungsrisiko auf ein kalkulierbares Maß reduzieren. Bei einer positiven Evaluierung soll uns diese befähigen, den erarbeiteten Lösungsansatz in einem Folgeprojekt umsetzen zu können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Standversuche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Merseburg (FH), Fachbereich Ingenieur- und Naturwissenschaften, Professur für Umwelttechnik,Wasser- und Recyclingtechnik durchgeführt. Im diesem Vorhaben soll der Einfluss der Temperatur auf die Biofilmbildung und die damit verbundene Korrosions- und Scaling-Rate erforscht werden. Unter Einsatz eines Bypass-Systems und ergänzenden Laborexperimenten sollen Untersuchungen mit verschiedenen Werkstoffen und unterschiedlichen Injektionstemperaturen an verschiedenen Standorten durchgeführt werden. Es ist zu prüfen, ob es in den verschiedenen Anlagen zu einem signifikanten Wachstum von Biofilmen kommt. Grundlegende Untersuchungen zu den Wechselwirkungen zwischen dem Fluid und verschiedenen Spurenstoffen sowie den Strömungsprozessen und der Biofilmbildung werden mit dem Ziel durchgeführt, Handlungsempfehlungen für einen sicheren und effizienten Anlagenbetrieb abzuleiten. Die Verbesserung des Prozessverständnisses bildet die Basis für die Vorhersage von Problemen wie Scaling und Korrosion sowie von Verfahren zu ihrer Vermeidung. Die aus den Untersuchungen abzuleitenden Strategien zur Beeinflussung des Biofilmwachstums sollen dazu dienen, Konzept zur Kontrolle der Biofilmbildung und Minderung von Korrosionsprozessen in der obertägigen Anlage, Pumpen und untertägiger Installation zu entwickeln und daraus Empfehlungen für den Schutz der Injektionsbohrung und des Reservoirs abzuleiten. In Inkubationsexperimenten wird der Einfluss unterschiedlicher Bedingungen (Temperatur, Nährstoffzufuhr, elektrische Potentiale, etc.) auf die Korrosionsrate sowie auf die Biofilmbildung untersucht. Mittels Rasterelektronenmikroskop und X'Pert Diffraktometer werden der Biofilm und die Scalings charakterisiert sowie die Organismen aus dem Biofilm mittels qPCR quantifiziert. Die Veränderung der Oberflächenrauigkeit der Coupons wird mit dem atomaren Kraftmikroskop analysiert mit dem Ziel, die verschiedenen Materialien auf ihre Beständigkeit gegen Korrosion zu bewerten. In Zusammenarbeit mit der Firma Theisen werden Studenten Probennahmebehälter zur Einstellung und Messung elektrischer Potentiale entwickeln.
