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Grey water treatment in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor

Das Projekt "Grey water treatment in upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz B-2 durchgeführt. In ecological sanitation, the wastewater is considered not only as a pollutant, but also as a resource for fertiliser, water and energy and for closing water and nutrients cycles (Otterpohl et. al., 1999; Otterpohl et. al., 2003; Elmitwalli et al. 2005). The ecological sanitation based on separation between grey and black water (and even between faeces and urine), is considered a visible future solution for wastewater collection and treatment. Grey water, which symbolises the wastewater generated in the household excluding toilet wastewater (black water), represents the major volume of the domestic wastewater (60- 75 percent) with low content of nutrients and pathogens (Otterpohl et. al., 1999; Jefferson et al., 1999; Eriksson et al., 2002). Most of grey-water treatment plants include one or two-step septic-tank for pre-treatment (Otterpohl et al., 2003). The grey-water treatment needs both physical and biological processes for removal of particles, dissolved organic-matters and pathogens (Jefferson et al., 1999). Recently, many researchers have studied the grey-water treatment either by application of high-rate aerobic systems, like rotating biological contactor (Nolde, 1999), fluidised bed (Nolde, 1999), aerobic filter (Jefferson et al., 2000), membrane bioreactor (Jefferson et al., 2000), or by application of low-rate systems, like slow sand filter (Jefferson et al., 1999), vertical flow wetlands (Otterpohl et. al., 2003). Although high-rate anaerobic systems, which are low-cost systems, have both physical and biological removal, no research has been done until now on grey water in these systems. The grey water contains a significant amount (41 percent) of chemical oxygen demand (COD) in the domestic wastewater (Otterpohl et al., 2003) and this amount can be removed by the highrate anaerobic systems. Although high-rate anaerobic systems have been successfully operated in tropical regions for domestic wastewater treatment, the process up till now is not applied in lowtemperature regions. The COD removal is limited for domestic wastewater treatment in high-rate anaerobic systems at low temperatures and, therefore, a long HRT is needed for providing sufficient hydrolysis of particulate organic (Zeeman and Lettinga, 1999; Elmitwalli et al. 2002). The grey water has a relatively higher temperature (18-38 degree C), as compared to the domestic wastewater (Eriksson et al. 2002), because the grey water originates from hot water sources, like shower (29 degree C), kitchen (27-38 degree C) and laundry (28-32 degree C). Therefore, high-rate anaerobic systems might run efficiently for on-site grey water treatment, even in low-temperature regions. The upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor is the most applied system for anaerobic domestic waster treatment. Accordingly, the aim of this research is to study the feasibility of application of UASB reactor for the treatment of grey water at low and controlled (30 degree C) temperatures.

Teilvorhaben 1: Tauchfaehiges GC-/MS-System (Phase II)

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Tauchfaehiges GC-/MS-System (Phase II)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg, Arbeitsbereich Messtechnik, Arbeitsgruppe Umweltmesstechnik durchgeführt. Derzeit gibt es keine Moeglichkeit organische Verbindungen, die eine hoehere Dichte als Wasser besitzen und deshalb sinken, zu detektieren. Durch die On-Line-Messungen von Konzentrationsgradienten sowohl an der Schadstoffquelle als auch weit entfernt von der Quelle in einer Loesungsfahne wird das Aufspueren und Eingrenzen von Schadstoffen, die durch einen Chemikalienunfall auf See freigesetzt wurden, moeglich. Da die Schadstoffe als Vielkomponentengemische oder in einer biogenen organischen Matrix auftreten koennen, ist ein Gaschromatograph/Massenspektrometer (GC/MS) zur Bestimmung notwendig. In der beantragten Projektlaufzeit soll ein Messsystem entwickelt werden, das GC/MS-Analysen im Wasser enthaltener organischer Verbindungen in einem Zeittakt von 5 Minuten ermoeglicht. Dazu soll das mobile GC/MS-System EM640 mit einer Membranextraktionseinheit gekoppelt und in einen druckfesten Tauchkoerper eingebaut werden. Der Tauchkoerper soll so ausgefuehrt werden, dass er an ein ROV (Remote Operated Vehicle) koppelbar ist.

Exportorientierte FuE auf dem Gebiet der Wasserver- und -entsorgung, KernP C TP C 1.1: Simulation von Belebungsanlagen mit den Modellansätzen ASM sowie Simulation von Anerobanlagen und Teichanlagen - Einsatz und Anpassung anerkannter Simulationsmodelle für versch. Klimazonen als Beitrag zur eff., kostengünstige Bemessung und Betriebsoptimierung von ARA -T2: Abwasserbehandl.u.Wasserwiederverwendung

Das Projekt "Exportorientierte FuE auf dem Gebiet der Wasserver- und -entsorgung, KernP C TP C 1.1: Simulation von Belebungsanlagen mit den Modellansätzen ASM sowie Simulation von Anerobanlagen und Teichanlagen - Einsatz und Anpassung anerkannter Simulationsmodelle für versch. Klimazonen als Beitrag zur eff., kostengünstige Bemessung und Betriebsoptimierung von ARA -T2: Abwasserbehandl.u.Wasserwiederverwendung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Laboratorien für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Das beantragte Forschungsvorhaben hat zum Ziel, anerkannte Simulationsmodelle für die Kohlenstoff- und Stickstoffelimination so an die Gegebenheiten anderer Klimazonen anzupassen, dass sie effizient zur Auslegung und Betriebsoptimierung von Abwasserreinigungsanlagen genutzt werden können. Die Simulation wird zudem als Werkzeug genutzt, das einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung und Absicherung von Bemessungsrichtlinien für das Belebungsverfahren, Tropf- und Tauchkörperanlagen sowie Anaerob- und Teichanlagen im internationalen Raum leistet. Die Modelle (Activated Sludge Model No.1 und No.3 (ASM 1 und ASM 3)) der IWA Task Group on Mathematical Modeling for Design and Operation of Biological Wastewater Treatment sind in Deutschland und im Ausland zur Beschreibung von biologischen Abbauvorgängen in Belebungsanlagen außerordentlich anerkannt. Die Modellierung mit diesen Ansätzen wird an zahlreichen ausländischen Universitäten gelehrt, da sie u.a. äußerst flexibel bei verschiedenen Temperaturen, Abwasserzusammensetzungen, Hemmungen und Sauerstoffeinträgen einsetzbar sind. Die in der Praxis oft kritische Frage welcher Berechnungsansatz in welcher Region im Ausland Gültigkeit hat und wie dieser anzuwenden ist, stellt sich bei der Anwendung der IWA-Modelle so nicht. Es ist jedoch unabdingbar, dass diese Modelle und deren Anwendung so vereinfacht wird, dass sie für verschiedene Länder und Klimazonen nutzbar sind. Von besonderer Wichtigkeit ist eine Vereinfachung bei der Kalibrierung der Ansätze, die Elimination weniger wichtiger Prozesse sowie die Reduzierung der Anzahl der zu messenden biologischen/chemischen Parameter und Zulaufgrößen. Dadurch wird es möglich, die Ansätze kostensparend im Rahmen von Ausschreibungen, bei der Einschätzung von Marktchancen, bei der Visualisierung von Ergebnissen, der 'Vorabbemessung' vor Ort am Notebook und im Besonderen bei Betreibertätigkeiten einzusetzen. Neben der Berechnung von Belebungsanlagen werden darüber hinaus im Projekt Anaerobanlagen (ADM 1), Biofilmanlagen und Teichanlagen modelliert.

Reduction in environmental impact of opencast mining - Modelluntersuchungen zur Optimierung eines Belüftungsbauwerks nach dem Tauchkanalprinzip

Das Projekt "Reduction in environmental impact of opencast mining - Modelluntersuchungen zur Optimierung eines Belüftungsbauwerks nach dem Tauchkanalprinzip" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft durchgeführt. Modellversuche zu unregulierten Belüftungsbauwerken: Dipl.-Ing. Henning Schonlau, Dipl. Biol. Jörn Prochnow, Univ.-Prof.Dr.-Ing. Jürgen Köngeter, Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft, RWTH Aachen. 1 Einleitung: Die RWE Rheinbraun AG plant eine zusätzliche Einleitung von Sümpfungswässern aus dem Tagebau Hambach in die Erft. Dabei ist es erforderlich, das Sümpfungswasser, welches bei einer Temperatur von bis zu 27 Grad Celsius einen Sauerstoffgehalt von rund 0-1 mg O2/l aufweist, so zu belüften, dass nach Einleitung in die Erft dort ein Sauerstoffgehalt von rund 4 mg O2/l in 100 Prozent der Beprobungsfälle bzw. von 7 mg O2/l in 50 Prozent der Beprobungsfälle gemessen werden kann. Bei den gegebenen Zulaufverhältnissen bedeutet dies, dass dasWasser bis zur Sauerstoffsättigung belüftet werden muss. Dabei schwanken die zu belüftenden Durchflüsse zwischen 2 und 8 m3/s. Diese Problemstellung soll mit einem über der Grasnarbe unscheinbaren, lokal begrenzten Bauwerk bewältigt werden, dass möglichst geringe hydraulische Gesamtverluste erzeugt und weitgehend wartungsfrei und ungeregelt arbeitet. Diese komplexe Aufgabenstellung wird in zwei getrennten Modellversuchen gelöst. Zunächst wird in der Versuchshalle des IWW ein Modell im Maßstab 1:5in größtenteils durchsichtiger Bauweise erstellt, um die Hydraulik zu optimieren. Danach wird ein zweiter Versuch in einem Maßstab von 1:2,5 in Situ ausgeführt, um den Sauerstoffübergang zu modellieren. Nachfolgend wird auf das Modell zur hydraulischen Optimierung des Bauwerks eingegangen. Ziel des physikalischen Modellversuchs in der Versuchshalle ist es, die Form des Überfallbauwerks dahingehend zu optimieren, dass die eingetragene Luftmenge und Luftblasenanzahl maximiert wird. Daraus resultiert, dass die Blasengrößen einen möglichst großen Anteil im Bereich geringer Durchmesser aufweisen sollte. Ferner ist bei der Modifizierung der Bauwerksgeometrie darauf zu achten, dass die Gebäudehöhe zu minimieren ist.

Sustainable semi-, decentralized sewage treatment - wastewater reuse, nutrient recovery and biogas production in the Delhi metropolitan area, India

Das Projekt "Sustainable semi-, decentralized sewage treatment - wastewater reuse, nutrient recovery and biogas production in the Delhi metropolitan area, India" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft (IWG-SWW) durchgeführt. Suburbs and peripheral areas of large cities, such as the capital Delhi in India, have major infrastructural problems, especially in the field of sanitation and wastewater treatment. This is one the one hand due to logistical and on the other hand due to financial problems. Thats mainly why the City Council in Delhi today is no longer automatically connecting new housing estates to the main central collector. One way to solve these problems are semi- and decentralized technical solutions. The proposed demonstration plant partly already exists (a Rotating Biological Contactor unit (RBC) with a capacity of 340 PE) and was formerly studied in the framework of the BMBF project Analysis, Modeling and Demonstration of the Capability and Flexibility of Rotating Biological Contactors . It was formerly bought and now assigned and transferred to the Delhi Jal Board (DJB). Up to today there was no utilization concept from the Indian side, and thus, after consulting the DJB, the plant will be involved in the proposed project. The demonstration plant will be reinstalled at the sewage treatment plant Okhla, Delhi and supplemented by additional elements. Thus the project shows research, development and demonstration purposes. Following a sustainable, modular approach, the main targets of the project are aimed at wastewater treatment (micro sieve, RBC) and disinfection (membrane technology) and reuse of the treated and disinfected wastewater (washing the buses of the Delhi Transport Cooperation (DTC)), as well as nutrient recovery (phosphorus and nitrogen as fertilizer) and energy production (biogas). The plant shows a modular structure, reduced development costs, little transport route for recycled water and low energy and maintenance requirements which makes this technology suitable for future semi-central wastewater treatment.

Kernprojekt C Simulation und Konzepte der Abwasserbehandlung - Teilprojekt C 1.2: Simulation von Belebungsanlagen mit dem kinetischen Ansatz FUKA sowie Simulation von Tropfkörpern- und Tauchkörperanlagen

Das Projekt "Kernprojekt C Simulation und Konzepte der Abwasserbehandlung - Teilprojekt C 1.2: Simulation von Belebungsanlagen mit dem kinetischen Ansatz FUKA sowie Simulation von Tropfkörpern- und Tauchkörperanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Oldenburg,Ostfriesland,Wilhelmshaven, Standort Emden, Fachbereich Technik, Institut für Umwelttechnik durchgeführt. Anerkannte Simulationsmodelle für die Nährstoffelimination in der Abwasserbehandlung werden vereinfacht und an die Gegebenheiten anderer Klimazonen mit geringerer technologischer Entwicklung angepasst. In Form eines Leitfadens wird dadurch deutschen Ingenieurbüros ein leistungsfähiges, kostengünstiges Werkzeug für die Auslegung und Betriebsoptimierung biologischer Abwasserreinigungsanlagen zur Verfügung gestellt. Teilprojekt FH Emden: Modellierung von Belebungsanlagen mit dem neuen kinetischen Modellansatz FUKA, Modellvergleich (ASM/FUKA), Modellierung von Tropf- und Tauchkörpern. Arbeitspakete: Aufstellung des Versuchsprogramms, Datenbank 'Modellierung im Ausland', Sensitivitätsanalyse, Simulationsrechnungen, Bemessungsmodelle, Modellvereinfachung, Leitfaden. Teilprojekt TU München: Modellierung von Belebungsanlagen mit ASM 1 + 3 sowie von Anaerob- und Teichanlagen. Die Erkenntnisse werden vom ifak in das Simulationswerkzeug SIMBA (mehr als 150 Lizenzen) integriert. Eine langfristige Nutzbarkeit durch deutsche Ingenieurbüros ist damit sichergestellt. Zudem werden die Ergebnisse veröffentlicht (Tagungen, Artikel) und in die ATV-Arbeitsgruppen eingebracht.

Ersatz giftiger Unterwasserbeschichtung

Das Projekt "Ersatz giftiger Unterwasserbeschichtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von bioplan, Institut für angewandte Biologie und Landschaftsplanung GmbH durchgeführt. Entwicklung von umweltvertraeglichen Beschichtungen, die geeignet sind, den biologischen Bewuchs auf untergetauchten festen Oberflaechen speziell im Meerwasser zu verhindern. Es wurden zwei Strategien entwickelt, von denen die eine auf der Verwendung biogener Wirkstoffe, die andere auf einer ph-Wertaenderung der Oberflaeche beruht.

Kernprojekt C Simulation und Konzepte der Abwasserbehandlung, Teilprojekt C 1.3: Methoden zum effizienten Einsatz der dynamischen Simulation zur Analyse und Planung von Abwasserbehandlungsanlagen

Das Projekt "Kernprojekt C Simulation und Konzepte der Abwasserbehandlung, Teilprojekt C 1.3: Methoden zum effizienten Einsatz der dynamischen Simulation zur Analyse und Planung von Abwasserbehandlungsanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Automation und Kommunikation e.V. durchgeführt. Anerkannte Simulationsmodelle für die Nährstoffelimination in der Abwasserbehandlung werden vereinfacht und an die Gegebenheiten anderer Klimazonen mit geringerer technologischer Entwicklung angepasst. In Form eines Leitfadens wird dadurch deutschen Ingenieurbüros ein leistungsfähiges, kostengünstiges Werkzeug für die Auslegung und Betriebsoptimierung biologischer Abwasserreinigungsanlagen zur Verfügung gestellt. Teilprojekt TU München: Modellierung von Belebungsanlagen mit ASM 1 & 3, Modellierung von Anaerobanlagen, Simulation von Teichanlagen. Teilprojekt FH Emden: Modellierung von Belebungsanlagen mit dem neuen kinetischen Modellansatz FUKA, Modellierung von Tropf- und Tauchkörpern. Teilprojekt ifak: Integration in ein offenes Simulationssystem, Neue Ansätze zur vereinfachten Modellierung, Methoden zur Parameter- und Szenarienverwaltung, Konzepte zur vereinfachten Anwendung für Planungen im Ausland. Die wissenschaftlichen Erkenntnisse werden in das Simulationswerkzeug SIMBA (größer 150Lizenzen) vom ifak integriert. Eine langfristige Nutzbarkeit ist so sichergestellt. Des Weiteren Ergebnisverwertung durch Veröffentlichungen, Kurse und ATV/GTZ/IWA.

Weitergehende Abwasserreinigung durch ein kombiniertes Verfahren mit Tauchkoerper und Filtrationsstufe

Das Projekt "Weitergehende Abwasserreinigung durch ein kombiniertes Verfahren mit Tauchkoerper und Filtrationsstufe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Wasserver- und Abwasser-Entsorgungsgesellschaft Thüringer Holzland durchgeführt. Bei der Behandlung kommunalen Abwassers wird durch Anwendung eines kombinierten Abwasserreinigungsverfahrens und einer nachgeschalteten Flockungsfiltration eine hoehere Reinigungsleistung und verbesserte Prozessstabilitaet erreicht. Das Abwasser wird ueber eine Feinrechenanlage und einen beluefteten Sandfang mit Fettkammer einem Belebungsbecken zugefuehrt. Dort wird es biologisch gereinigt, wobei zur Leistungssteigerung Ring-Lace-Tauchkoerper, bestehend aus einer Vielzahl von Einzelfaeden, die schlaufenfoermig zu Schnueren verknuepft sind, eingesetzt werden. Als Tauchkkoerper kommen ortsfeste Aufwuchsflaechen, die eine grossrauemige, gleichmaessige Ansiedlung von Biomasse im Belebungsbecken ermoeglichen, zum Einsatz. In einem Nachklaerbecken wird der Belebtschlamm vom Abwasser getrennt. Das Abwasser wird anschliessend ueber eine Flockungsfiltration geleitet und die verbleibenden Inhaltsstoffe im Sandbett zurueckgehalten. Durch die Zugabe von Eisensalzen erfolgt eine weitestgehende Zurueckhaltung des Phosphorgehaltes.

Kernprojekt C Simulation und Konzepte der Abwasserbehandlung - Teilprojekt: C 3.1 Toolkit - Verfahrensevaluation

Das Projekt "Kernprojekt C Simulation und Konzepte der Abwasserbehandlung - Teilprojekt: C 3.1 Toolkit - Verfahrensevaluation" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Laboratorien für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Forschungsziel ist die Evaluierung und Optimierung von Abwasserreinigungsanlagen unter Berücksichtigung länderspezifischer Gegebenheiten. Das Vorhaben integriert sowohl Ergebnisse der anderen technischen Teilprojekte des Forschungsverbundes, als auch die mathematische Modellierung und ökonomische Analysen. Analysiert werden dabei verschiedene Verfahren wie Belebungsanlagen, Anaerob- und Teichanlagen, Tropf- und Tauchkörper, Festbetten, Verfahren der Schlammbehandlung und der Hygienisierung sowie Stufenausbaukonzepte. Um die Ergebnisse des Forschungsverbundes anwendungsorientiert auch anderen Nutzern zur Verfügung zu stellen, werden diese mittels eines Softwareprodukts mit einer verständlichen und visuell ansprechenden Darstellung als praktische Arbeitshilfe zur Verfügung gestellt. Die umfangreichen Daten aus der Untersuchung der Verfahren, der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sowie der Bemessung und mathematischen Modellierung werden dabei grafisch aufgearbeitet und in geeigneter Weise visualisiert. Ein entwickelter Kriterienkatalog ermöglicht dann eine objektive Bewertung und einen Variantenvergleich. In Form des Software Toolkits und eines darin integrierten Leitfadens wird dadurch Anwendern (z.B. deutschen Ingenieurbüros) ein leistungsfähiges Werkzeug für die Auslegung und Betriebsoptimierung biologischer Abwasserreinigungsanlagen zur Verfügung gestellt. Die Anwender erhalten so die Möglichkeit, anhand einer verständlichen und visuell ansprechenden Darstellung einem Entscheidungsträger technische und ökonomische Daten, sowie die Auswahlkriterien für ein Reinigungsverfahren zu präsentieren und unter Berücksichtigung eines entsprechend entwickelten Kriterienkataloges Hinweise für die Auswahl des sinnvollsten Verfahrens zu geben.

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