Biochemisch stimulierter Schlammabbau in Flachseen: Machbarkeitsstudie
© Springer Vieweg | Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH (6/2020)
Abgelagerter Faulschlamm bedroht häufig die Nutzung eutropher Flachseen und Fischteiche. Drei Machbarkeitsstudien, in denen CaO2-haltige Produkte als sanfte Alternative zu Baggerung getestet wurden, zeigten eine signifikante Abnahme der Sedimentmächtigkeit und des Gehalts an organischer Substanz. Die langsame Freisetzung von Sauerstoff fördert offenbar den Transfer von Elektronenakzeptoren über die Grenzfläche ins Sediment und stimuliert dort die mikrobielle Mineralisation. Nachteilige Auswirkungen auf die Seeökosysteme wurden nicht festgestellt.
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Abgelagerter Faulschlamm bedroht häufig die Nutzung eutropher Flachseen und Fischteiche. Drei Machbarkeitsstudien, in denen CaO2-haltige Produkte als sanfte Alternative zu Baggerung getestet wurden, zeigten eine signifikante Abnahme der Sedimentmächtigkeit und des Gehalts an organischer Substanz. Die langsame Freisetzung von Sauerstoff fördert offenbar den Transfer von Elektronenakzeptoren über die Grenzfläche ins Sediment und stimuliert dort die mikrobielle Mineralisation. Nachteilige Auswirkungen auf die Seeökosysteme wurden nicht festgestellt.
Starkregengefahrenpunkte schnell identifizieren
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Der MIKE Cloud Flood Screener ist ein Analysewerkzeug zur Identifikation von Überschwemmungsflächen, die aus Starkregen resultieren. Die Cloudanwendung ermittelt anhand eines digitalen Geländemodells Mulden und Senken. Auf Basis der anzugebenen Regenmenge werden die überfluteten Flächen inklusive der Fließwege dargestellt. Das Ergebnis des Überflutungsscans kann entsprechend genutzt werden, um Maßnahmen, wie Hochwasserschutzmauern, Entwässerungsgräben oder Retentionsbecken in das Geländemodell zu integrieren und deren Wirkung zu beurteilen.
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Der MIKE Cloud Flood Screener ist ein Analysewerkzeug zur Identifikation von Überschwemmungsflächen, die aus Starkregen resultieren. Die Cloudanwendung ermittelt anhand eines digitalen Geländemodells Mulden und Senken. Auf Basis der anzugebenen Regenmenge werden die überfluteten Flächen inklusive der Fließwege dargestellt. Das Ergebnis des Überflutungsscans kann entsprechend genutzt werden, um Maßnahmen, wie Hochwasserschutzmauern, Entwässerungsgräben oder Retentionsbecken in das Geländemodell zu integrieren und deren Wirkung zu beurteilen.
Optimierung eines Verfahrens zur Entsedimentation von Stauräumen und Reduktion von Methanemissionen mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA)
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Am Labor für Wasser und Umwelt (LWU) der TH Köln wurde ein Prototyp zur Entsedimentation von Stauseen entwickelt, mit dessen Einsatz die Sedimentdurchgängigkeit von Gewässern wiederhergestellt und die Emission klimaschädlicher Treibhausgase deutlich reduziert oder sogar vermieden werden kann. Der entwickelte Prototyp stellt das weltweit erste Verfahren seiner Art zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen dar. Die aus Stauseen entweichenden Treibhausgase (im Wesentlichen Methan) entstehen bei den Abbauprozessen von organischen Stoffen, die kontinuierlich aus dem Einzugsgebiet in das Reservoir eingetragen und dort abgelagert werden. Die Stauraumverlandung führt zur Reduktion des Speichervolumens und schränkt somit die Nutzung der Anlage (z. B. Erzeugung von Wasserkraft, Trinkwasserversorgung, Hochwasserschutz) erheblich ein und gefährdet so die Daseinsvorsorge. Herkömmliche Methoden, Stauräume wieder zu entsedimentieren, sind oftmals kostspielig und belastend für die Ökologie des Stausees. Das innovative Verfahren erodiert mittels einer kontinuierliche arbeitenden Lösungs- und Aufnahmeeinheit die Sedimente vom Grund des Stausees und transportiert diese über eine Transportleitung über den Stausee, wo es anschließend kontrolliert ins Unterwasser abgegeben wird. Technischer Kern des Verfahrens, die Lösungs- und Aufnahmeeinheit, wurde mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) untersucht und optimiert.
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Am Labor für Wasser und Umwelt (LWU) der TH Köln wurde ein Prototyp zur Entsedimentation von Stauseen entwickelt, mit dessen Einsatz die Sedimentdurchgängigkeit von Gewässern wiederhergestellt und die Emission klimaschädlicher Treibhausgase deutlich reduziert oder sogar vermieden werden kann. Der entwickelte Prototyp stellt das weltweit erste Verfahren seiner Art zur Reduzierung klimaschädlicher Treibhausgasemissionen dar. Die aus Stauseen entweichenden Treibhausgase (im Wesentlichen Methan) entstehen bei den Abbauprozessen von organischen Stoffen, die kontinuierlich aus dem Einzugsgebiet in das Reservoir eingetragen und dort abgelagert werden. Die Stauraumverlandung führt zur Reduktion des Speichervolumens und schränkt somit die Nutzung der Anlage (z. B. Erzeugung von Wasserkraft, Trinkwasserversorgung, Hochwasserschutz) erheblich ein und gefährdet so die Daseinsvorsorge. Herkömmliche Methoden, Stauräume wieder zu entsedimentieren, sind oftmals kostspielig und belastend für die Ökologie des Stausees. Das innovative Verfahren erodiert mittels einer kontinuierliche arbeitenden Lösungs- und Aufnahmeeinheit die Sedimente vom Grund des Stausees und transportiert diese über eine Transportleitung über den Stausee, wo es anschließend kontrolliert ins Unterwasser abgegeben wird. Technischer Kern des Verfahrens, die Lösungs- und Aufnahmeeinheit, wurde mittels Laser-Doppler-Anemometrie (LDA) untersucht und optimiert.
Biopolymerproduktion aus Abwasser-strömen für eine kreislauforientierte Siedlungswasserwirtschaft
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In Laborversuchen wurden Primärschlamm, Braunwasser, Schwarzwasser, Brauerei- und Molkereiabwasser anaerob versäuert, um damit kurzkettige organische Säuren zu gewinnen, die als Substrat zur Biopolymerproduktion genutzt werden können. Ausgehend von den Versäuerungsergebnissen der jeweiligen Abwasserströme wurden Potenzialabschätzungen zur Biopolymerproduktionskapazität für Deutschland durchgeführt.
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In Laborversuchen wurden Primärschlamm, Braunwasser, Schwarzwasser, Brauerei- und Molkereiabwasser anaerob versäuert, um damit kurzkettige organische Säuren zu gewinnen, die als Substrat zur Biopolymerproduktion genutzt werden können. Ausgehend von den Versäuerungsergebnissen der jeweiligen Abwasserströme wurden Potenzialabschätzungen zur Biopolymerproduktionskapazität für Deutschland durchgeführt.
Neubau der Zentralkläranlage Gadenstedt
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Nach umfangreichen Vorprüfungen wurde die Abwasserbeseitigung von vier Ortslagen der Gemeinde Ilsede von vier veralteten Einzelanlagen auf eine neue Zentralkläranlage umgestellt. Durch Neubau einer kompakten biologischen Abwasserreinigungsanlage in SBR-Technologie konnte ein effektives, leistungsgerechtes und ökonomisches Modell realisiert werden.
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Nach umfangreichen Vorprüfungen wurde die Abwasserbeseitigung von vier Ortslagen der Gemeinde Ilsede von vier veralteten Einzelanlagen auf eine neue Zentralkläranlage umgestellt. Durch Neubau einer kompakten biologischen Abwasserreinigungsanlage in SBR-Technologie konnte ein effektives, leistungsgerechtes und ökonomisches Modell realisiert werden.
Ein integrierter Ansatz zur Biopolymerproduktion aus Abwasser
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Der Einsatz biologisch abbaubarer biobasierter Kunststoffe kann durch die Nutzung von Produktionsabwässern aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie unterstützt werden. Über Untersuchungen zur integrierten Herstellung von biologisch abbaubaren biobasierten Kunststoffen aus verschiedenen Industrieabwässern bestehender Kläranlagen mittels bakteriellen Mischkulturen wird berichtet. Ihre potenzielle Anwendung als Ersatz für petrochemische Kunststoffe wird diskutiert.
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Der Einsatz biologisch abbaubarer biobasierter Kunststoffe kann durch die Nutzung von Produktionsabwässern aus der Lebensmittel- und Getränkeindustrie unterstützt werden. Über Untersuchungen zur integrierten Herstellung von biologisch abbaubaren biobasierten Kunststoffen aus verschiedenen Industrieabwässern bestehender Kläranlagen mittels bakteriellen Mischkulturen wird berichtet. Ihre potenzielle Anwendung als Ersatz für petrochemische Kunststoffe wird diskutiert.
Nährstoffausträge aus landwirtschaftlich genutzten Böden in Nordostdeutschland
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Nitratausträge aus landwirtschaftlichen Böden befinden sich verbreitet auf einem nicht tolerierbaren hohen Niveau. Das Austragsgeschehen wird maßgeblich hydrologisch gesteuert. Aufgrund der langjährigen Nährstoffakkumulation im Boden wird es nach Umstellung der Landbewirtschaftung vermutlich Jahrzehnte brauchen, um die Nitratausträge zu reduzieren.
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Nitratausträge aus landwirtschaftlichen Böden befinden sich verbreitet auf einem nicht tolerierbaren hohen Niveau. Das Austragsgeschehen wird maßgeblich hydrologisch gesteuert. Aufgrund der langjährigen Nährstoffakkumulation im Boden wird es nach Umstellung der Landbewirtschaftung vermutlich Jahrzehnte brauchen, um die Nitratausträge zu reduzieren.
Abbauverhalten und Entsorgungsoptionen biologisch abbaubarer Kunststoffe
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Der Einsatz sowie die Entsorgung biologisch abbaubarer Kunststoffe (BAK) werden in Deutschland kontrovers diskutiert. Die Ergebnisse eines Gutachtens zum praktizierten Umgang mit den Kunststoffen werden vorgestellt.
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Der Einsatz sowie die Entsorgung biologisch abbaubarer Kunststoffe (BAK) werden in Deutschland kontrovers diskutiert. Die Ergebnisse eines Gutachtens zum praktizierten Umgang mit den Kunststoffen werden vorgestellt.
Erfolgreiche ökologische Verbesserungen in der Lachte
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Die Durchgängigkeit ist unverzichtbar für den guten Zustand von Fließgewässern. Gleichzeitig müssen sich auch die Wasserqualität, die Struktur und das Substrat des Flussbettes in einem guten (naturnahen) Zustand befinden. Nur wenn alle abiotischen Qualitätsnormen der EG-WRRL einen guten Zustand erreicht haben, werden sich die meisten der ursprünglichen und typischen Arten wieder ausbreiten und eine gewässertypische Abundanz erreichen.
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Die Durchgängigkeit ist unverzichtbar für den guten Zustand von Fließgewässern. Gleichzeitig müssen sich auch die Wasserqualität, die Struktur und das Substrat des Flussbettes in einem guten (naturnahen) Zustand befinden. Nur wenn alle abiotischen Qualitätsnormen der EG-WRRL einen guten Zustand erreicht haben, werden sich die meisten der ursprünglichen und typischen Arten wieder ausbreiten und eine gewässertypische Abundanz erreichen.
Telemetrie in der Barbenregion - Verhindert elektrische Fischscheuchanlage Sackgasseneffekt?
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Bei Ausleitungskraftwerken besteht die Gefahr der Fehlleitung von aufstiegswilligen Fischen, da diese der Hauptströmung folgend in den Unterwasserkanal des Kraftwerks einwandern (Sackgasseneffekt). Mit einer elektrischen Fischscheuchanlage kann das Einwandern von Fischen in solche Bereiche verhindert werden. Die Wirksamkeit einer solchen Scheuchanlage wurde in einem Feldversuch an einer Wasserkraftanlage an der Enz (Baden-Württemberg) mit Hilfe der Telemetrie untersucht.
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Bei Ausleitungskraftwerken besteht die Gefahr der Fehlleitung von aufstiegswilligen Fischen, da diese der Hauptströmung folgend in den Unterwasserkanal des Kraftwerks einwandern (Sackgasseneffekt). Mit einer elektrischen Fischscheuchanlage kann das Einwandern von Fischen in solche Bereiche verhindert werden. Die Wirksamkeit einer solchen Scheuchanlage wurde in einem Feldversuch an einer Wasserkraftanlage an der Enz (Baden-Württemberg) mit Hilfe der Telemetrie untersucht.
