Refine
Year of publication
Document Type
- Diploma Thesis (825) (remove)
Institute
- Physikalische Technik, Informatik (825) (remove)
Is part of the Bibliography
- no (825)
In der vorliegenden Diplomarbeit wird ein Konzept zur hochverfügbaren Anbindung von Computernetzwerken an externe Private-Cloud-Rechenzentren erarbeitet und getestet. Dafür wurde im Vorfeld eine Anforderungsanalyse zur Ermittlung der Anforderungen an diese hochverfügbaren Anbindungen durchgeführt. Im Folgenden wurden Technologien zur Erfüllung der Anforderungen ermittelt, kombiniert und auf Nutzwerte verglichen. Die Kombination der Technologien mit dem höchsten Nutzwert wurde in einem Prototyp umgesetzt und in einer Testumgebung auf die Erfüllung der Anforderungen getestet. Ziel dieser Arbeit war es dabei ein herstellerneutrales, infrastrukturunabhängiges und in verschiedenen Anwendungsfällen nutzbares Konzept zu entwickeln. Diese Unabhängigkeit und Offenheit soll es ermöglichen, dieses Konzept in verschiedenen Szenarien, welche eine Anbindung von Computernetzwerken an externe Private-Cloud-Rechenzentren erfordern, einsetzen zu können. Dadurch soll die Zeit zur Konzeption einer Lösung in der Praxis erheblich gesenkt werden.
Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Vorgehensweise und Durchführung einer Systemanalyse bezüglich der bei der Stadtentwässerung Dresden GmbH vorhandenen Prozesse zur Probendaten-Bereitstellung sowie der Verwendung dieser Daten durch das Personal der Fachbereiche. Bei den Probendaten handelt es sich um Messergebnisse des unternehmenseigenen Betriebslabors aus analytischen Messverfahren und von digitalen Messgeräten. Ziel der Arbeit ist es, den Ist-Stand der Prozesse zu erfassen und Schwachstellen zu ermitteln. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll ein neues System zur Verarbeitung dieser Daten gefunden und ein damit einhergehend verbesserter Prozess entworfen werden. Hierbei sind zum einen die Anforderungen der Datenbereitstellenden und derjenigen, welche die Daten im Unternehmen nutzen, zu berücksichtigen und zu erfassen.
Einleitend wird auf die theoretischen Grundlagen einer Systemanalyse und den aktuellen Stand der Technik im Bereich der Informationsversorgung eingegangen. Es werden weiterhin relevante Techniken und Systeme vorgestellt, welche sich für einen neuen Soll-Prozess eignen könnten. Zudem werden Möglichkeiten der Prozessmodellierung diskutiert.
Im praktischen Teil der Arbeit werden die Erkenntnisse genutzt, um den Ist-Stand für die Probendaten-Bereitstellung zu erfassen. Daraufhin folgend wird mittels einer Nutzwertanalyse und unter Auswertung von Experteninterviews eine für die Stadtentwässerung Dresden GmbH geeignete Lösung entworfen und in einem Soll-Prozess modelliert.
Abschließend werden die Ergebnisse in einem Prototyp als Testimplementierung umgesetzt. Es folgt eine Auswertung, inwiefern die Aufgabenstellung und definierte Probleme gelöst sowie Zielstellungen erreicht worden sind.
Die folgende Ausarbeitung mit dem Titel „Projektplanung für die Umstrukturierung betrieblicher Prozessabläufe einer deutschen Halbleiterfertigung mit der Zielsetzung einer Emissionsreduzierung“ bildet die abschließende Diplomarbeit, welche im Rahmen des berufsbegleitenden
Studienganges „Umwelttechnik und Recycling“ an der Westsächsischen Hochschule Zwickau (WHZ) erstellt wird.
Zunächst beschreibt der folgend Gliederungspunkt den Anlass dieses Planungskonzeptes und konkretisiert die zugrundeliegende Aufgabenstellung dieser Ausarbeitung. Im Anschluss wird kurz das Unternehmen vorgestellt, auf welches sich die Betrachtung bezieht. Theoretische Grundlagen wichtiger Regelwerke sind aufgeführt, um das nötige Verständnis für die Relevanz sowie die Zielsetzung zu vermitteln.
Folgend werden organisatorische Projektstrukturen geplant und aufgezeigt. Eine konkret definierte Zielstellung gibt das Mindestmaß der erwarteten Emissionsreduzierung vor. Weiterhin ist eine Phasenplanung der Durchführungsschrittfolge aufgezeigt sowie die Aufstellung des Projektteams inkl. des Kommunikationsverhaltes. Ergebnisse aus Beziehungsanalysen beteiligter Interessengruppen sind enthalten sowie Diskussionen über das Eintreten von Risiken.
Der Hauptteil beschäftigt sich mit der Planung und Darstellung potenzieller Umstrukturierung bestehender Prozessabläufe des zugrundeliegenden Betriebsstandortes. Hierbei wird zunächst die aktuelle CO2-Bilanzierung aufgezeigt, da diese die Grundlage der Maßnahmenplanung bildet. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Ausstoß von Treibhausgasen. Andere Emissionen wie beispielsweise Lärm, Licht, Vibrationen oder auch Funkwellen werden in dieser Projektplanung nicht mit betrachtet. Zu jedem der aufgezeigten Einzelvorhaben sind Angaben bezüglich Kostenumfang sowie der Umsetzungsdauer vermerkt. Nach der erfolgten Vorstellung werden konkrete Umsetzungsmodelle beschrieben, wie die gesetzte Zielstellung, unter Beachtung verschiedener Rahmenbedingungen, realisiert werden könnte. Der abschließenden Zusammenfassung nachgelagert wird ein Ausblick gegeben, wie mit den gewonnenen Erkenntnissen dieser Ausarbeitung umgegangen wird.
Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten zur Reduzierung der Eiseneinträge und der damit verbundenen Verockerung des Elligastbaches betrachtet.
Ziel ist es, durch bauliche Maßnahmen die einströmenden Einträge so weit zu verringern, dass ein guter ökologischer und chemischer Zustand des Berichtsgewässers Elligastbach erreicht werden kann. Um die Rückkehr von Lebewesen und Pflanzen in ein Gewässer zu ermöglichen, ist ein guter Gewässerzustand von elementarer Wichtigkeit.
Alle erforderlichen Schritte, die zur Vorbereitung der Wiederherstellung des guten Zustandes notwendig sind, zu denen die baulichen Maßnahmen und Eingriffe in das Gewässer im Wesentlichen zählen, werden in der vorliegenden Arbeit erläutert. Neben der Historie des Standortes und den rechtlichen Grundlagen, werden die Schwerpunkte wie die Probenahme zur Erfassung der anfallenden Menge an Eiseneinträgen, sowie die möglichen Auswirkungen auf das Gewässer beschrieben und daraus resultierend eine Vorstellung verschiedener Varianten bzw. Ausführungen von Maßnahmen zur Ockerreduzierung dargestellt. Die nützliche Verwertung des anfallenden Ockerschlamms ist ein weiterer Punkt in der vorliegenden Arbeit.
Die vorliegende Arbeit schlüsselt die Komplexität einer Infrastrukturmaßnahme der Deutschen Bahn (DB) auf. Es werden die Entwicklungsschritte von der Idee bis zur Verwirklichung dargestellt. Konkret wird die Realisierung der Ausbaustrecke Gäubahn, Abschnitt Nord durch die DB Projekt Stuttgart-Ulm GmbH im Großraum Stuttgart – Böblingen behandelt. Fragen zur Notwendigkeit des Streckenneubaus innerhalb des Schienennetzes der DB, der Entwicklung und Festlegung des Streckenverlaufs, der DB-Regularien und Genehmigungsverfahren werden erörtert. Die einzelnen Planungsphasen werden zusammen mit möglichen Problemen beschrieben und Maßnahmen zur Problembewältigung bzw. Lösungsansätze erörtert.
Die Auswirkungen einer Infrastrukturmaßnahme auf das gesamte Umfeld werden beleuchtet. Programme zum Schutz der Ökologie, zur Minderung der Auswirkungen auf Mensch und Natur sowie Monitoringkonzepte zum Schutz von Boden, Wasser, Luft, Flora, Fauna und Bevölkerung werden aufgezählt.
Die Wahrnehmung des Projekts in der Öffentlichkeit, durch die Verortung im Raum Stuttgart und der direkten Nähe zum Projekt "Stuttgart 21" wird untersucht und Wege zur Verbesserung und Optimierung der Öffentlichkeitsarbeit werden dargestellt.
In dieser Arbeit wird dargestellt, wie durch eine Beeinflussung der Separation von Druckdaten durch ICC-Profile der Verbrauch an Farbmittel (Tinte) im industriellen Inkjetdruck reduziert werden kann.
Mittels geeigneter Software wurden ICC-Profile mit unterschiedlichen Separationseigenschaften erstellt, deren Potenzial zur Farbmittelreduzierung durch dafür erstellte Testformen ermittelt und in Zusammenhang zur farbmetrischen Qualität gesetzt. Dabei konnte in der betrachteten Produktionsumgebung eine Reduzierung der benötigten Farbmenge im zweistelligen Prozentbereich gegenüber der Herstellereinstellung erreicht werden ohne dabei die definierten Qualitätskriterien zu verletzen.
Die Ergebnisse wurden durch Druckversuche mit realen Kundenaufträgen verifiziert und auf einem baugleichen Drucksystem erfolgreich reproduziert.
Auswirkungen auf die Umwelt wurden aufgezeigt, konnten im Rahmen dieser Arbeit aber nicht quantifiziert werden. Hierzu sind nach Ansicht des Autors weitere Untersuchungen notwendig.
Im Jahr 2022 hat die Warema Renkhoff SE entschieden den Energieträger Wasserstoff (H2) als eine Erdgasalternative für die Beheizung der Pulverlacköfen im Rahmen von zwei Abschluss- arbeiten untersuchen zu lassen. Eine andere Arbeit befasste sich mit den unterschiedlichen Möglichkeiten der Versorgung mit H2. In der hier vorliegenden Arbeit wurden die unterschied- lichen Aspekte für den Einsatz des neuen Energieträgers in der Fertigung betrachtet.
Recherchen zu einem möglichen H2-System zeigten, dass alle Komponenten bereits heute verfügbar sind. Manche, wie z.B. ein 100%-H2 Brenner, befinden sich aber noch im Proto- typenstadium. Zurzeit existieren noch keine Regelwerke für die Installation und Betrieb von H2-Sytemen, die den Stand der Technik abbilden. Die Erarbeitung solcher Regelwerke wurde in 2023 begonnen und wird einige Zeit in Anspruch nehmen.
Um unterschiedliche Konfigurationen von H2-Systemen untereinander und mit dem existie- renden Erdgassystem vergleichen zu können, wurde in dieser Arbeit ein Tool entwickelt. Dieses Bewertungs- und Entscheidungstool erlaubt es das System zu konfigurieren und nach Kosten, Risiken und CO2-Emissionen zu bewerten. Die Bewertung erfolgt nach dem Prinzip einer um- gekehrten Nutzwertanalyse. Im Tool wurde beispielhaft die Pulverbeschichtungsanlage 1 am Standort Marktheidenfeld abgebildet.
Wasserstoff gilt aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften als besonders schwierig in der Handhabung und gefährlicher als z.B. Erdgas. Die Risikobewertung bildet auch deshalb den Hauptteil des Tools. Die Risikobewertung wurde so gestaltet, dass sie wissenschaftlich fundiert und dennoch einfach anzuwenden ist.
Im fertigen Tool wurden einige Konfigurationen miteinader verglichen. Es zeigt sich, dass das derzeitige Erdgassystem sowohl bei den Kosten als auch bei den Risiken von keinem H2- System erreicht werden kann. Ohne zusätzliche Sicherheitsvorrichtungen bzw. -maßnahmen beim H2-System ist das Risiko bei manchen Risikoszenarien zu hoch. Ein großes Risiko beim H2-System geht aber auch von der fehlenden Erfahrung und Komponenten, welche sich noch in Entwicklung befinden, aus.
Zum Abschluss wurde die Rentabilität eines H2-Systems betrachtet. Dazu wurden die im Tool ermittelten Investitionskosten für ein H2-System verwendet. Für unterschiedliche Erdgas- preise und Amortisationszeiträume wurde der H2 Preis berechnet, ab dem sich die Investition amortisiert. Zum Beispiel müsste der H2 Preis unter 5 €/kg liegen (heute ca. 10 €/kg), damit sich das System beim heutigen Erdgaspreis von 0,15 €/kWh nach 5 Jahren amortisieren kann.
Aus dieser Arbeit können direkte Handlungsempfehlungen für Warema abgeleitet werden. So scheint es aus mehreren Gründen sinnvoll mit der Installation eines H2-Systems noch 2–3 Jahre zu warten. In dieser Zeit werden z.B. die Normen für H2-Installationen fertiggestellt. Wenn ein H2-System installiert wird, sollte man zuerst nur einen Brenner auf H2 umstellen. So fallen die Anfangsinvestitionen deutlich niedriger aus und die Reduktion der CO2-Emissionen ist dennoch beträchtlich (bis zu 50%!). Gleichzeitig kann Erfahrung mit H2 im Unternehmen gesammelt werden.
Stetig steigende Energiepreise sowie die zunehmende Bedeutung erneuerbarer Energien fördern den Fokus der Unternehmen einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Inhalt der vorliegenden Arbeit stellt dementsprechend die Entwicklung eines Konzeptes zur Nutzung von Photovoltaik zugunsten der elektrolytischen Metallabscheidungsprozesse innerhalb der Leiterplattenfertigung der Fa. KSG GmbH dar.
Zielkriterien sind dabei die Aufstellung der bisherigen Jahresverbrauchswerte für den betrachteten Maschinenpark sowie die Bewertung des potentiellen Einsparpotentials. Aufgrund unzureichender Statik der Produktionsgebäude sowie Platzmangel auch in näherer Umgebung sind die baulichen Voraussetzungen nicht optimal ausgelegt. Eine der größten Herausforderungen stellte demnach die Photovoltaik-Dimensionierung dar, um einen größtmöglichen Eigenverbrauch und somit maximale Wirtschaftlichkeit zu erzielen.
Der von der Photovoltaik-Anlage generierte Gleichstrom wird in gleicher Form innerhalb der Anlage benötigt. Entsprechend muss berücksichtigt werden, dass die direkte Einspeisung von Photovoltaik-Strom in den Prozess der galvanischen Metallabscheidung auch den Wegfall von Gleich- und Wechselrichtern und somit eine zusätzliche Stromeinsparung bedeutet.
Das Konzept wurde an Hand monetärer Aspekte, Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit bewertet.
In der vorliegenden Arbeit wurde für die konkrete Umsetzung einer Photovoltaik Freiflächenanlage ein Quarzsandtagebau anhand der Oberösterreichischen Photovoltaik Strategie 2022 analysiert. Die Oberösterreichische Landesregierung hat in diesem Strategiepapier die Kriterien für eine erfolgreiche Umwidmung von landwirtschaftlichen Nutzflächen in die Nutzung für Freiflächenanlagen festgehalten. Rechtlich befindet sich diese Fläche noch in einem Bergbaugebiet, was die positive Umwidmung vereinfachen sollte.
Nach Abschluss des Bergbaus mittels eines Abschlussbetriebsplanes wird das Abbaugebiet nach der Rekultivierung wieder zu einer landwirtschaftlichen Fläche. Dabei spielt die Bodenfruchtbarkeit die entscheidende Rolle. Im Zuge dieser Diplomarbeit wurde aber festgestellt, dass es sich bei der betroffenen Fläche um ein geringwertiges Ackerland handelt, das somit für den Ackerbau nicht geeignet ist. Das härteste Kriterium für die Umwidmung wurde somit entkräftet. Diese Fläche steht somit nicht in Konkurrenz mit der Lebensmittelproduktion. Die Lage durch die Angrenzung an ein Wirtschaftsgebiet mit einem größeren Industriebetrieb, welcher im Drei-Schicht-Betrieb produziert, macht diesen Standortauch energiewirtschaftlich sehr interessant. Zudem ist ebenso die gesamte Infrastruktur am
Standort vorhanden. Wenn es die oberösterreichische Politik mit der Energiewende bis zum Jahr 2030 ernst meint, dann gibt es keine Zweifel daran, dass dieser Standort für die Errichtung einer Photovoltaikanlage beinahe perfekt geeignet ist. Erste Gespräche mit dem Bürgermeister und der Gemeinde hat es bereits gegeben. Die Gemeinde als erste Baubehörde steht diesem Projekt äußerst positiv gegenüber.
Ökologisch gesehen kann diese Fläche ebenfalls einen Nutzen für die Natur bringen, aktuell wirkt die Landschaft sehr ausgeräumt und ohne Struktur. Dem kann mit ökologischen Begleitmaßnahmen entgegengewirkt werden.
Nach Abschluss der Ausarbeitung dieser Machbarkeitsstudie wird dem Betreiber des Bergbaugebietes von der Grundeigentümerin der Auftrag erteilt, dieses Bergbaugebiet in einem Abschlussbetriebsplan zu schließen. Als Nachnutzung soll diese Fläche direkt in die Sonderwidmung „Photovoltaik-Freilandfläche“ überführt werden. Dieser gesamte Umwidmungsprozess wird etwa ein Jahr in Anspruch nehmen. Wird die behördliche Widmung erteilt, muss beim Netzbetreiber für die Netzkapazität angesucht werden, und die weitere Detailplanung kann begonnen werden. Die Inbetriebnahme der Anlage könnte somit Anfang 2025 gelingen.
Durch die stetig gestiegen Energiepreise wird heutzutage, bei der Abwasserreinigung, die Verwendung von Reinsauerstoff für die Belüftung in der zweiten Reinigungsstufe, wieder vermehrt betrachtet. Denn es lassen sich bis zu 40 % Energie im Gegensatz zur konventionellen Belüftung mit Druckluft einsparen. Wenn Reinsauerstoff heutzutage bereitgestellt wird, kommt diese entweder aus der zentralen Luftzerlegungsanlage oder wird dezentral mittels Druckwechseladsorption bereitgestellt. Eine weitere Methode der dezentralen Versorgung, in die viel Hoffnung gelegt wird, ist die Reinsauerstofferzeugung aus der Wasserstoffelektrolyse.
Alle drei Verfahren haben aus energetischer und ökonomischer Sicht, ihre Vor- und Nachteile, welche ausführlich beschrieben werden.
Es wird allerdings nicht ausreichend, bei der Energieeinsparung nur auf die Reinsauerstoffversorgung zu setzen. Nur mit einer ganzheitlichen Optimierung aller Bereiche, die Einflüsse auf Sauerstoffversorgung haben, wird sich die Umstellung auszahlen.
Um dies darzustellen, wurde für die Arbeit ein Entscheidungstool entwickelt, welche diese energetischen und ökonomischen Einflüsse darstellt.
In this study more than 150 kg real waste from electrical and electronic equipment (WEEE) shredder residues from different European dismantling plant were treated by laserspectroscopic flouroescence and solvent-based recycling process. Currently, the samples used are excluded from material recycling and remain as side streams in state-of-the-art plastic recycling plants. The main reason why the waste streams are not currently recycled is due to the fact that they contain flame retardants that are already banned by different EU regulations (e.g. REACH, POP) and must be removed before the recyclates produced can be used again in products on the market. Conventional recycling technologies cannot separate these hazardous flame retardants from the polymers, therefore the solvent-based recycling process was used for this study. The focus within this work was the upscaling of the CreaSolv® Process from the laboratory scale to the small technical scale to provide larger quantities of recyclates. Sensor-based sorting process and CreaSolv® Process were combined to achieve easier handling and better yields of recyclates. By means of safe solvents a significant decrease of halogen content of (up to 98%) was achieved within the applied methods. Mass balances were determined, and gas chromatography-electron capture detector (GC-ECD) as well as energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) measurements provided data on the different flame retardants and halogen content of each recyclate. As a result, the recyclates produced comply with the limit values of the EU directives (e.g. POPs, REACH). Melt flow analysis and differential scanning calorimetry (DSC) were carried out on the recyclates for a quality evaluation and revealed that the recyclates have similar properties to virgin materials. Based on this work, the upscaling of the CreaSolv® Process is able to recycle WEEE containing pollutants and at the same time produce recyclates with good mechanical properties.
In der Abfallwirtschaft entstehen durch die Aufarbeitung vielfältige Stoffströme, die ihrerseits verwertet oder beseitigt werden müssen.
In der vorliegenden Arbeit muss ein feuchter Feststoff aus der Abwasseraufbereitung so konditioniert werden, dass vorhandenes metallisches Aluminium entfernt werden kann. Diese Konditionierung ermöglicht die energetische Verwertung in einem Ersatzbrennstoffkraftwerk vor Ort.
Hierzu stehen die Wege der Aufbereitung des anfallenden Feststoffes, sowie eine Feststoff-Feststoff-Separation im Abwasserstrom offen. Die nachträgliche Konditionierung des Feststoffes ist auch mit hohem Aufwand nicht möglich, so dass Lösungen für die Separation im Abwasserstrom gesucht wurden.
Hier zeigte sich, dass die vorhandenen Fasern einer mechanischen Belastung durch Luftbeaufschlagung nicht aushielten und weiter zerfielen. Das so teilhomogenisierte Abwasser erlaubte die Trennung von Aluminium vom Wasser, ohne das Faserreste im großen Maßstab mit abgetrennt wurden.
Diese Laboruntersuchungen müssen für eine praktikable Anwendung in einem zweiten Schritt auf ein Technikumsmaßstab hochskaliert werden.
Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Einführung der Unittests im fest definierten Bereich eines komplexen Online-Shop-Systems. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Darstellung der Problematiken im Zusammenhang mit der späten Einführung der Unittests und Diskussion der Wegefindung, Unittests fest im System zu etablieren. Im theoretischen Teil werden Unit-Grenzen definiert und Methoden, Werkzeuge und Strategien der Unittests ausgearbeitet. Im praktischen Teil dieser Diplomarbeit wird die Abdeckung eines Teilsystems des Online-Shops mit neuen Unittests geplant, mögliche Lösungswege analysiert, das Projekt umgesetzt und entsprechend dokumentiert.
Bei „GANTTPLAN“ handelt es sich um ein APS-System (Advanced Planning and Scheduling), welches fertigungsnahe Unternehmen aus verschiedensten Branchen bei der Optimierung von Fertigungsprozessen, Ressourcen- und Materialplanung unterstützt und so für einen optimalen Auftragsdurchfluss sorgt.
Derzeit befindet sich die Software im Umbau von einem ehemalig monolithischen Desktop-Client, zu einer serviceorientierten Architektur inklusive Web-Oberfläche. Die einzelnen Service werden dabei mittels der Containersoftware „Docker“ bereitgestellt. Das verteilte Softwaredesign bildet die Voraussetzung für ein geplantes Multi-User-Planung-Feature, das es mehreren Nutzern erlaubt zeitgleich auf demselben Datensatz automatische Planungen durchzuführen zu lassen. Hierfür müssen den verschiedene Nutzern Rechenkapazitäten on-demand zugeordnet werden.
Ziel der Arbeit ist die Ausarbeitung und die Gegenüberstellung verschiedener Konzepte, die den Planungs-Service bedarfsgerecht Skalieren lassen. Im Fokus liegt dabei die technische Umsetzbarkeit, aber auch die Preismodelle verschiedener Cloud-Anbietern sollen berücksichtigt werden, und welche anfallenden Kosten aus einem Cloud-Hosting resultieren würden.
Es sollen durch eine Neukonstruktion der Grundanwendung insbesondere die Punkte Sicherheit, Performance und Wartbarkeit der bestehenden Anwendung übertroffen werden. Bei dieser Implementation soll auch ein Framework für dynamische Benutzeroberflächen verwendet werden, welches das Nutzen moderner Entwicklungsmethoden ohne umständliche und aufwändige Umwege ermöglicht. Abschließend soll eine Struktur erzeugt werden, welche die Funktionen der aktuellen Administration in vereinheitlichter Form und mit den zuvor genannten Qualitätskriterien abbilden kann. Ebenso soll für die neu gewonnene Software eine Dokumentation angelegt werden.
Das Thema Bodenschutz und Flächeninanspruchnahme rücken immer mehr in den Fokus der Politik. In den Nachhaltigkeitszielen der Bundesregierung und des Landes Hessen sowie im BauGB ist von einer ressourcenschonenden Nutzung die Rede und dass weniger neue Flächen in Anspruch genommen werden sollen [27, 35 und 37]. In dieser Diplomarbeit wird gezeigt, dass das Altflächenrecycling am Beispiel der Stadt Hanau einen Beitrag zu diesen Zielen leistet.
Die vorliegende Diplomarbeit behandelt im ersten Teil die Altflächenbearbeitung in der Stadt Hanau. Dabei wird erst mal die Stadt Hanau und ihre historische und militärische Entwicklung vorgestellt. Dabei liegt der Fokus darauf, herauszustellen wie die Historie mit dem heutigen Erscheinungsbild der Stadt zusammenhängt. Weiterhin wird die Entstehung der Altflächenbearbeitung dargestellt und welche Systeme zur Erfassung und Darstellung sich ausgebildet haben. Mittels Tabellen und Karten wird die Altflächensituation in Hanau dargestellt.
Im zweiten Teil der Arbeit wird der Fokus mehr auf einzelne Altflächen gelegt und wie diese im städtebaulichen Kontext einer neuen Nutzung zugeführt werden. Die Flächen werden einzeln beschrieben und ihre Lage innerhalb der Stadt zugeordnet. Es wird herausgestellt, welche Maßnahmen vor einer Umnutzung ergriffen wurden und auch bei den zu Wohnzwecken umgenutzten Flächen wird gezeigt, wie viel neuer Wohnraum entstanden ist.
Der letzte Teil der Arbeit gibt eine Übersicht über die Bauleitplanung der letzten 50 Jahre und welche Altflächen in diesem Zeitraum einer neuen Nutzung zugeführt wurden. Hier wird ebenfalls mittels einer Tabelle und Karte gezeigt, welcher Nutzung die Flächen zugeführt wurden. Hinzu kommen weitere Potentialflächen, deren Entwicklung noch nicht endgültig festgelegt ist. An diesen Flächen wird gezeigt welche Faktoren für eine Umnutzung von Altflächen zu berücksichtigen sind. Mit all den Informationen wird gezeigt was die Stadt Hanau im Bereich des Altflächenrecyclings bereits getan hat und wie dies im Zusammenhang mit der Innenentwicklung der Stadt
zusammenspielt.
Reduzierung von Kunststofffolien, die im Vergärungsprozess der Anlage Kempten-Schlatt anfallen, zur Einhaltung gesetzlicher Grenzen. Analyse und Versuch einer Festlegung optimaler Siebgeschwindigkeiten zur maximalen Auslastung des Nahinfrarot Detektors und somit Reduzierung des Kunststoffanteils im zu vergärenden Produkt.
Durch die bodenbezogene Verwertung von Klärschlamm werden synthetische Polymere in die Umwelt ausgebracht. Die Umweltverträglichkeit synthetischer
Polymere ist noch nicht abschließend geklärt ist. Zum Schutz von Mensch und Umwelt wurde das Ausbringen von synthetischen Polymeren durch die
Novellierung des Düngerechts beschränkt. Allerdings gehört ihr Einsatz als Flockungs- und Konditionierungsmittel in der Abwasserbehandlung zum Stand
der Technik. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Auswirkung der Novellierung des Düngerechtes mit dem Ziel Erkenntnisse darüber zu erlangen, ob alternative
Flockungsmittel auf Basis nachwachender Rohstoffe eine Alternative in der Abwasserbehandlung in Deutschland darstellen. Um dies herauszufinden wurden die Ergebnisse verschiedener Untersuchungsprojekte herangezogen sowie die Möglichkeit der Modifizierung alternativer Flockungsmittel zur Effizienzsteigerung bei der Schlammentwässerung betrachtet.
In den Untersuchungsprojekten konnte nachgewiesen werden, dass alternative Polymere grundsätzlich synthetische Polymere ersetzen können. Der erhöhte
Flockungsmittelbedarf stellte sich allerdings als problematisch heraus und stellte die Anlagenbetreiber vor neue Herausforderungen. Dies zeigt, dass die Steigerung der Effizienz alternativer Flockungsmittel für den praktischen Einsatz von Bedeutung ist. Um eine Aussage treffen zu können, ob sich in Deutschland eine Investition in die Weiterentwicklung alternativer Flockungsmittel und in die Durchführung großtechnischer Untersuchungen lohnt, sollte geprüft werden, wie viele Kläranlagen in Zukunft ihren Klärschlamm noch bodenbezogen verwerten dürfen.
The use of fossil resources must be phased out during the next decades in order to stay below a well below 2°C trajectory adopted with the Paris Agreement. The growing threat of climate changes arises large uncertainties concerning natural and social systems and induced changes on economic activities and human welfare in the 21st century. As recent climate negotiations failed to achieve significant progress to stop the climate change, GHG emissions fragmented the international communities. Total carbon dioxide (CO2) concentration is at the highest levels ever recorded. Since, it is very important to differentiate the total CO2 and its origin.
Evidently, CO2 has been identifed as the most important GHG because it contributes the largest share to the anthropogenic increase of radiative forcing and grows fastest. Anthropogenic sources of CO2 emissions are fossilfuel combustion (FFC), cement production, traditional biomass combustion and land use change, which contain chlorouorocarbons, hydrochlorouorocarbons and others. Where Biogenic CO2 emission sources are fermentation, biogas and other biological process. Compare to atropogenicsource with high purity.
The thesis provides an improved overview of R&D, pilot, demonstration and commercial projects that capture CO2 from biogas plants and other biogenic sources and subsequently put this carbon to further use. Best practices in terms of business models and GHG saving potentials are described. The CO2 emissions mitigation are related to the innovation, technologies, investment and moreover the strong policies from the Government
Das menschliche Genom kann trotz seiner Vielfalt und seiner über 20.000 Gene die Komplexität des Lebens und des Verhaltens nicht ausreichend abbilden. Die Epigene-tik als Teilgebiet der Genetik erlaubt eine fein regulierte Variabilität zwischen Genex-pression einerseits und der Umweltfaktoren andererseits. Die Evolution hat sich diese Option erschlossen, durch den modulierbaren epigenetischen Code die Genexpres-sion an das jeweilige Habitat anzupassen.
Dabei haben sich 2 Mechanismen herauskristallisiert. Zum einen werden die Basen der DNA mit funktionellen Gruppen (z. B. Methylierung, Azetylierung) versehen, zum anderen wird die Transkription über Histonproteine gesteuert, die ebenfalls durch funktionelle Gruppen (Methylierung, Azetylierung, Phosphorylierung etc.) in ihrer Aktivität reguliert werden können. Damit ergibt sich eine schier unendliche Vielfalt der individuellen flexiblen genetischen Expression und Phänotypen.
Durch die Epigenetik lassen sich zahlreiche biologische Phänomene erklären, wie z. B. die Entwicklung einer Bienenkönigin oder die Phänotypen des Wolfsbarschs oder des Leimkrauts. Aber auch zahlreiche Erkrankungen wie das Angelman/Prader-Willi-Syn-drom können über epigenetische Codierung erklärt werden. Ihre biologische Bedeu-tung belegt die Epigenetik vor allem durch die Anpassungsfähigkeit der Genexpres-sion an Umweltbedingungen. Psychischer Stress, Temperatur, Lärm, Hungerzustände und Xenobiotica können die epigenetischen Muster der Histone und DNA modifizie-ren und an nachfolgende Generationen weitergegeben werden.
Neben biochemischen Grundlagen der Epigenetik werden in der Arbeit physikoche-mische Einflussfaktoren wie Temperatur, Radikale oder Xenobiotika diskutiert. In einem Modell wird ausgehend vom Dipolcharakter der DNA ein Kondensatormodell entwickelt, um die Dynamik epigenetischer Variation molekularbiologisch zu be-schreiben.
Schadstoffe in der Umwelt werden zunächst in Bezug auf ihre Verfügbarkeit mittels einfacher toxokokinetischer Modelle besprochen. Eine Literaturübersicht fasst die bisherigen wichtigsten Ergebnisse der epigenetischen Umwelttoxikologie zusammen und diskutiert daraus resultierende Risiken und Fragestellungen.
Aus den Mechanismen lassen sich diverse Potenziale der Epigenetik für die Biologie, Umweltwissenschaften und Medizin ableiten. Die Übertragung funktioneller Gruppen kann gezielt durch Inhibitoren und Induktoren moduliert werden. So können Wachs-tum und Phänotypen oder biologische Eigenschaften von Pflanzen und Tieren gezielt verändert werden. Die Empfindlichkeit gegenüber toxischen Xenobiotica könnte vermindert werden, ebenso trägt die Epigenetik zum Verständnis der toxodynamischen Wirkung bei. Schließlich profitiert die Medizin davon, Erkrankungen zu verstehen und gewinnt die Perspektive, durch epigenetische Pharmaka Erkrankungen - auch Krebserkrankungen - zu behandeln. Nicht außer Acht gelassen werden darf, dass aus den Techniken auch ein Missbrauchspotenzial erwachsen kann, was gerade im Hinblick auf die Dopingprobleme aufmerksam zu verfolgen ist. Den ethischen Fragen dürfen wir nicht aus dem Weg gehen. Was machbar ist, ist nicht immer gut, aber wo wir Gutes machen können, sollten wir es tun.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Frage nach der sozio-ökologischen Bedeutung, Verantwortung und Zukunft von Städten und untersucht darüber hinaus mögliche theoretische und praktische Lösungsansätze zu dringenden umweltpolitischen Problemen im Zuge der Urbanisierung.
Die Erörterung beginnt in Kapitel 1 mit einer Bestandsaufnahme aktueller Umbruchprozesse der natürlichen Umwelt, die sich global als Symptome des Klimawandels ausdrücken, wobei in einem zweiten Schritt der Mensch als Initiator identifiziert wird und die ihm zuzuschreibenden, massiv zunehmenden, störenden Eingriffe als Hauptauslöser der Negativtrends hergeleitet werden. Weiterhin wird unter Zugrundelegung des Analysekriteriums Ressourcenmanagement die Leitthese formuliert, dass die globale Urbanisierung einer der wichtigsten und ernstzunehmendsten Treiber des weltweiten Ressourcenverbrauchs ist und unter Beibehaltung derzeitig angewandter Modelle für Stadtentwicklung die globalen Bereitstellungskapazitäten für neue Materialien sprengen wird.
Basierend auf den Feststellungen und Prognosen des ersten Teils, widmet sich Kapitel 2 anschließend möglichen Lösungsansätzen für nachhaltige Stadtentwicklung, die im Einzelnen jeweils auf unterschiedlich gelagerten Ebenen des Gesamtkonstruktes ‚Stadt‘ ansetzen. Auch hier werden zunächst wiederum erst das Ausmaß und die drohenden Konsequenzen der bevorstehenden Aufgaben beziffert, wie z.B. Zeiträume und Flächenbedarf zu erwartender Urbanisierungswellen oder auch Verlustmengen fruchtbarer Böden, Wälder und Naturhabitate. Die in der Folge vorgestellten Konzepte sind nach ihrer wissenschaftlichen Bedeutung ausgewählt und werden jeweils kritisch vor dem Hintergrund ihrer Umsetzbarkeit reflektiert, wodurch z.B. auf die Diskussion von strategischer Dichte einerseits ein Exkurs zum geschichtlichen Abriss städtebaulicher Ideale in der Vergangenheit und andererseits ein Abschnitt zu sozialer Integration und Rehabilitierung von Slums folgt. Denn beides liefert relevante Einsichten in die Realität städtischer Gebilde, die für ein holistisches Verständnis von Urbanisierungsfragen elementar sind. Schließlich werden Beitragspotenziale auf der Ebene individueller Akteure und Baueinheiten präsentiert, die z.B. durch grüne Technologien, architektonische Formgebung und Zukunftsvision oder auch Verhaltensänderungen der Bevölkerung erreicht werden können. Ein Zwischenfazit zum multiplikativen Effekt der Maßnahmenmodelle sowie ein Ausblick auf vielversprechende Umsetzungsinstrumente in politischer Hinsicht runden die in Kapitel 2 diskutierte Thematik theoretischer Lösungsansätze nachhaltiger Stadtentwicklung ab.
Kapitel 3 stellt eine Reihe ausgewählter Fallstudien vor, die als praktische Adaptionen der in Kapitel 2 präsentierten Ansätze bereits international Anwendung finden und lokal den materiellen Fußabdruck der betrachteten Städte verbessern. Die Selektion der Fallstudien ist nach ökologischen Sektoren gegliedert – betrachtet werden Beispiele aus den Bereichen Energie, Abfallmanagement, Wasser- und Luftreinhaltung.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Bedeutungsschwere von Städten für die zukünftige Entwicklung globalen Ressourcenmanagements festzustellen, auszuformulieren und nach aktuellen Quellen zu beziffern. Darauf basierend sollen die wichtigsten Ansatzpunkte zur Implementierung nachhaltiger Systeme und urbaner Umweltneutralität vorgestellt, kritisch reflektiert und hinsichtlich ihres Potenzials bewertet werden. Das Ziel der Fallstudienpräsentation im dritten Teil ist die Veranschaulichung der zuvor diskutierten Theorie an konkreten Beispielen, die als Pionierprojekte eventuell auch von anderen Städten in ähnlicher Weise umgesetzt werden könnten. Zukünftige Stadtplanung muss aus den Entwicklungen von Vergangenheit und Gegenwart alle Lehren ziehen, um die bevorstehende Urbanisierung im 21. Jahrhundert als Chance nutzen zu können. Welche Problemstellungen sich pro Betrachtungsebene ergeben, welche theoretischen Lösungsmodelle existieren und durch welche Störfaktoren diese Ansätze in der Realität beeinträchtigt werden, wird im Rahmen eines schichtweise erarbeiteten Fazits nocheinmal zusammenfassend dargelegt, wobei zusätzlich pragmatische Gegensteuerungselemente benannt werden und pro Bezugsdimension einige abschließende Sätze zum Status Quo ausformuliert werden.
Entwicklung eines Bewertungsverfahrens zur Beurteilung der werkstofflichen Verwertbarkeit von Kunststoffprodukten nach ihrer Gebrauchsphase.
Mit dem Bewertungsverfahren wird ein relativer Grad der Recyclingfähigkeit ermittelt.
Eine Einstufung in die Kategorien A bis F und Visualisierung nach Ampelsystem stellt die werkstoffliche Verwertungsmöglichkeit von Kunststoffprodukten über berechnete Kennzahlen fest. So können Erzeugnisse recyclinggerecht gestaltet und eine Entscheidung für recyclingfähige Erzeugnisse vor Produktionsbeginn getroffen werden.
Die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlämmen wurde mit der novellierten Klärschlammverordnung im Jahr 2017 stark eingeschränkt. Für Kläranlagen der Größenklassen 4b und 5 wird in Zukunft die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm oder aus der Klärschlammasche verpflichtend.
Da die Rückgewinnungsquote für Phosphor gesetzlich vorgeschrieben ist und der Phosphor in Klärschlammaschen höher konzentriert vorliegt, gibt es zahlreiche Verfahren, die an dieser Stelle ansetzen.
Mit dem Bau der Monoklärschlammverbrennungsanlage am Standort Büddenstedt hat sich die EEW Energy from Waste GmbH (EEW) entschieden, ein Baustein dieser Prozesskette zu sein. Die Kernkompetenz von EEW liegt jedoch im Betrieb von Verbrennungsanlagen, somit soll das künftig geforderte Phosphorrecycling durch einen kompetenten Partner durchgeführt werden. Im Fokus steht dabei die Firma Seraplant mit ihrem nasschemischen Verfahren.
Aufgrund der bereits in Haldensleben errichteten großtechnischen Anlage der Firma Seraplant zur Düngemittelherstellung aus Klärschlammaschen und der geringen Entfernung zum EEW Standort, ist die Firma Seraplant ein attraktiver Partner. Im Rahmen der genehmigungsrechtlichen Auflagen und der durch die Firma Seraplant festgelegten Ascheannahmebedingungen müssen die Klärschlammaschen bereits bei der Anlieferung bestimmte Schadstoffgrenzwerte einhalten. Aus diesem Grund wurden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Klärschlämme auf ihre Zusammensetzung untersucht, um kritische Schwermetallparameter zu identifizieren sowie den P2O5-Gehalt der späteren Asche einschätzen zu können. Anhand der Analysen und Hochrechnungsdaten der verschiedenen Elemente in Bezug auf den Aschegehalt konnten Arsen, Blei, Chrom, Quecksilber und Thallium als unkritisch eingestuft werden, da die Mittelwerte bezogen auf den Aschegehalt zum Teil weit unter dem Annahmegrenzwert lagen. Der Mittelwert des Elementes Nickel überschreitet den Grenzwert um knapp 10% und wurde als mäßig kritisch eingeordnet. Sofern in Zukunft hoch und niedrig belastete Klärschlämme mit Hilfe von geeigneten Prozessen unterschieden werden können, könnte ein gezieltes Stoffstrommanagement die Einhaltung des Grenzwertes gewährleisten. Die Elemente Cadmium und Kupfer sind im Hinblick auf die Verwertung im Seraplant-Phosphorrecyclingverfahren als kritisch einzustufen, da die Mittelwerte die Annahmegrenzwerte der Firma Seraplant deutlich überschreiten. Es ist daher wichtig, die angelieferten Klärschlämme zu kennen und zu kontrollieren. Daher wurde ein entsprechendes Annahmekonzept entwickelt, welches auch die Möglichkeit zur Mitverbrennung in der benachbarten Abfallverbrennungsanlage bis zur gesetzlichen Recyclingpflicht beinhaltet.
Generell ist für alle betrachteten Parameter zu berücksichtigen, dass durch das Zusammenführen und Mischen der Klärschlämme im Klärschlammbunker ein Verdünnungseffekt von hoch belasteten Klärschlämmen erfolgt und somit für eine Verwertbarkeit der Klärschlammaschen im Seraplant-Verfahren spricht.
Anknüpfend an diese Arbeit sollte betrachtet werden, welche der künftigen Klärschlämme, die mit einer Jahresmenge von mehr als 5000 Tonnen der Monoklärschlammverbrennungsanlage zugeführt werden, hohe Gehalte der (mäßig) kritisch eingestuften Schwermetallparameter aufweisen, um diese künftig steuern zu können.
Dynamische Differenzkalorimeter sind weit verbreitete Messgeräte in der thermischen Analyse. Aufgrund einfacher Handhabung und einer Vielzahl von Anwendungsgebieten, sind sie wichtiger Bestandteil in Forschung und Industrie. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der neuartigen Umsetzung einer Messzelle. Als Ausgangspunkt dient eine detaillierte Literaturrecherche, die sich mit den Grundlagen der Kalorimetrie, den verschiedenen Messprinzipien, den Methoden der Dynamischen Differenzkalorimetrie, der Einordnung des Gerätes hinsichtlich elektromagnetischer Grenzwerte sowie den theoretischen Vor- und Nachteilen des neuen Messsystems befasst. Ziel war es das Betriebsverhalten und die Leistung des Prototyps zu verbessern. Die Einflüsse der Messparameter und des bei Messungen verwendeten Zubehörs, sollten speziell für dieses Messgerät abgeschätzt und günstige Bedingungen herausgearbeitet werden. Des Weiteren wurde die Leistungsfähigkeit anhand von Benchmarks validiert und eingeordnet. Der Aufbau der Messzelle begünstigt eine Adaption von zusätzlichen Informationsquellen. Exemplarisch wurden deshalb eine Kamera, eine UV-Lichtquelle und ein Raman-Spektrometer implementiert und getestet. Aufgrund einer hohen Dynamik wurden außerdem eingehende Test zu temperaturmodulierten Messungen und deren Evaluierung durchgeführt.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem ökonomischen und ökologischen Vergleich ausgewählter Heizsysteme unter Berücksichtigung eines Mikro-Blockheizkraftwerkes. Einleitend erfolgt die Darstellung wesentlicher Merkmale der Technologien. Der Vergleich der Heizanlagen zur Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser basiert auf der Annahme zweier Versorgungsaufgaben, einem Ein-familienhaus und einem Reihenmittelhaus. Als Versorgungssysteme dienen die Gas-brennwerttechnik, Wärmepumpen mit den Wärmequellen Luft, Sole und Wasser sowie ein Holzpelletkessel und ein Mikro-Blockheizkraftwerk. Heizkosten sind eine sich stetig verändernde Größe. Die Wirtschaftlichkeitsberechnungen beruhen daher auf einem dynamischen Verfahren, nämlich der Annuitätenmethode. Die ökologische Betrachtung erfolgt auf Basis des Primärenergiebedarfs und der CO2-Äqivalent-Emissionen.
Bei vielen Technologien in der Halbleiterfertigung ist es erforderlich, Germanium zu implantieren. Der Grund dafür, ist die Amorphisierung der Substratschichten. Da Germanium als reiner Stoff nur bei hohen Temperaturen verdampft werden kann, wird es in der Fertigung in Verbindung mit Fluor eingesetzt. Bei dieser Verbindung handelt es sich um Germaniumtetrafluorid. Da in jedem Gasmolekül vier Fluor-Atome enthalten sind, hat das stöchiometrische Verhältnis einen großen Einfluss auf die Ionenquellenlebenszeit. Diese ist im Vergleich zu anderen Hochstromprozessen, um ein Vielfaches niedriger. Der Grund für den hohen Verschleiß ist der Halogenkreisprozess. Dabei wird Material von der Quellenwandung abgetragen und lagert sich an den heißesten Stellen in der Quelle an. Um das Problem zu lösen, gibt es sehr viele Ansätze. Die Ionenquelle bietet in ihrem Aufbau viele Variationsmöglichkeiten. Aufgrund der unterschiedlichen, physikalischen Ansätze wurden folgende vier Schwerpunkte untersucht: - Einfluss Plasmakammervolumen - Plasmakammermaterialien
Eine Vollversorgung mit 100% EE wird nur durch strukturellen Wandel des Energiesystems vollzogen werden können. Die Herausforderung besteht darin, den Elektrizitäts-, Wärme-, und Transportsektor in Zukunft gemeinsam zu betrachten und Synenergien zu nutzen. Die hauptsächliche Energiebereitstellung wirde durch PVA und WEA erfolgen. Der in nahezu allen grundlegenden Studien zur Energietransformation prognostizierte massive Ausbau von WEA offshore wird in dieser Arbeit nicht befürwortet. Es müssen geeignete Kurzzeit- wie auch Langzeitspeicher bereitgestellt werden. Insbesondere bei der PV sind zusätzliche Systemleistungen erforderlich. DSM ist ein wichtiger Bestandteil der zukünftigen Netzstruktur und Regelglied für den Lastausgleich.
In dieser Arbeit wurde die Möglichkeit der Optimierung des Belüftungssystems und der Regelungstechnik am konkreten Beispiel der Kläranlage Hermeskeil beschrieben. Im Spannungsfeld zwischen Investitionskosten einerseits und technisch erschließbarem Optimierungspotential andererseits, erfolgte die Definition des Umfangs der Optimierungsmaßnahme. Diese sollte sich auf die Erneuerung und energieffiziente Konfiguration der Belüftungselemente ab der Beckenkrone beschränken. Gebläseaggregate und Rohrleitungssystem zum Belebungsbecken wurden nicht verändert. Die bestehenden Rohrbelüfter mit EPDM-Membran wurden durch neuartige Plattenbelüfter mit PU-Membran getauscht. Durch flächige, gleichmäßige Verteilung der neuen Belüfterelemente am Beckenboden sollte die zuvor getrennte Umwälzung mittels Rührwerken fortan durch das Belüftungssystems selbst mittels Belüftungsstößen erfolgen. Dadurch erschloss sich zudem die Möglichkeit das bisherige Betriebsverfahren als Umlaufreaktor auf einen Betrieb nach dem Pfropfenstromverfahren umzustellen. Dies wurde durch den Einbau von Trennwänden zur Verhinderung von Kurzschlussströmungen umgesetzt. Weiter wurde durch die Installation von AQUALOGIC®/ ENERLOGIC®, ein auf Fuzzy-Logic basierendes Regelungssystems zur belastungsabhängigen und energieeffizienten Steuerung der Belüftung und weiterer in der biologischen Stufe beeinflussbarer Parameter wie Prozesswasserdosierung, Fällmitteleinsatz und Schlammalter etabliert. Hierfür wurde ebenfalls die benötigte Sensorik zur Messung einzelner Parameter in der Belebung verbessert. Die Untersuchung des Sauerstoffeintrags des neuen Belüftungssystems mittels Eintragsversuch nach DWA M 209 zeigte eine gute Standard-Sauerstoffzufuhr von 53,3 kg O2/h. Diese entspricht bei gegebenen Randbedingungen einer spezifischen Standard-Sauerstoffzufuhr SSOTR von 18,6 g O2/(m³NmET). Der Standard-Sauerstoffertrag SAE wurde mit 3,8 kg O2/kWh gemessen und kann ebenfalls in der Praxis als gutes Ergebnis bewertet werden und zeigt eine energieeffiziente Belüftung auf dem Stand der Technik, wenngleich durch eine mögliche Erneuerung der bestehenden Gebläseaggregate durch Maschinen mit verbesserter Energieeffizienzklasse weiteres Optimierungspotential vorhanden gewesen wäre. Auch die Vergrößerung der Belegungsdichte von 18,7 % zeigt weiteres Optimierungspotential. Auch hier wurde aus Kostengründen auf eine weitere Steigerung der aktiven Membranfläche verzichtet. Die qualitative Auswertung der Belüftungssteuerung bewies eine bedarfsabhängige und dynamische Regelung der Belüftung unter Beachtung des Zulaufs und der Nährstoffkonzentrationen Ammonium und Nitrat in der Belebung. Auch das Schlammalter, die Zudosierung von Prozesswasser und Fällmittelchemikalien zur Eliminierung von Phosphorverbindungen wurde zusätzlich über das Regelungssystem unter Beachtung der Energieeffizienz gezielt gesteuert. Eine genaue Betrachtung des Ablaufwertes Gesamtstickstoff Nges vor und nach der Optimierungsmaßnahme beweist eine deutliche Verbesserung der Gesamtstickstoff-elimination in der Anlage. Die Betrachtung der indirekt ermittelten Energieverbräuche der biologischen Stufe vor und nach der Optimierungsmaßnahme ergab eine jährliche Gesamtenergieeinsparung von 62.999 kWh und damit eine Einsparung von 60,1 % bezogen auf Umwälzung und Belüftung (ohne Berücksichtigung weiterer Pumpenleistungen in der Belebungsstufe). Durch die Optimierungsmaßnahme wurde damit nicht nur nachweislich der Energieverbrauch gesenkt. Es wurde darüber hinaus das konkurrierende primäre Ziel der Reinigungsleistung und Prozessstabilität nicht beeinträchtigt. Vielmehr wurde durch die verbesserte Regelung und Belüftung zusätzlich die Reinigungsleistung bezüglich Gesamtstickstoff nachhaltig verbessert, so dass durch Rückerstattung der Abwasserabgabe nach dem Abwasserabgabengesetz die Optimierungsmaßnahme refinanziert werden konnte. Konkret wurde dies auf der Kläranlage Hermeskeil durch Erklärung des Grenzwertes für Gesamtstickstoff im Ablauf der Anlage von 15 mg/l auf 12 mg/l und der damit verbundenen verpflichtenden Senkung um 20 % und dessen Nachweis erreicht. Die durch die Maßnahme erreichte jährliche Gesamtenergieeinsparung geht somit direkt nach Betriebsbeginn in Form von Ausgabensenkung für Strom positiv in die Bilanz der Gemeindewerke ein.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung des Waldes auf die Windverhältnisse der darüber liegenden Luftschichten. Auf Basis von insgesamt fünf Sodarmessungen, die im Rahmen der Entwicklung von Windparkprojekten erfolgten, wurden Vergleiche zwischen offeneren Standorten und Waldstandorten durchgeführt. Bei zwei Sodarmessungen, die über 3,5 Monate parallel in einem geringem Abstand von 5 km zueinander betrieben worden sind und deren Umgebung sich bzgl. der Bewaldungsgrade teilweise unterscheidet, wurden die Messdaten gezielt nach unterschiedlichen Windrichtungsbereichen ausgewertet, um so den Rauigkeitseinfluss analysieren zu können. Bei dem Vergleichen der richtungsabhängig generierten Höhenprofile zeigten sich teilweise deutliche Windgeschwindigkeitsunterschiede gerade in den unteren Messhöhen, die mit dem Einfluss der Rauigkeiten von Wäldern begründet werden konnten. Aber es wurden auch widersprüchliche Windgeschwindigkeitsverläufe festgestellt, die auf orografisch bedingte Einflüsse an den Standorten hindeuten und die Erkenntnisgewinnung hinsichtlich der Rauigkeiten bzw. der Wälder erschwerte. Zusätzlich wirkte sich an einem der Standorte ein Windpark negativ auf das Untersuchungsziel aus, dessen Einflussbereich zunächst erörtert und bei den weiteren Betrachtungen isoliert werden musste. Über die Höhenprofilvergleiche hinaus erfolgte zudem eine Betrachtung der Tagesgänge der Windgeschwindigkeiten an zwei Offenlandstandorten und zwei Waldstandorten. Es konnte festgestellt werden, dass der im Offenland in den bodennäheren Luftschichten typische Anstieg der Windgeschwindigkeiten am Tage an den Waldstandorten deutlich schwächer ausgeprägt ist. Zudem zeigen sich über Waldstandorten höhere Windgradienten ggü. den Offenlandstandorten.
In dieser Diplomarbeit wird das Recyclingpotential kritischer Rohstoffe am Beispiel von Energiesparlampen wie Kompaktleuchtstofflampen und LED-Lampen analysiert. Dazu werden neben Aufbau und Funktion der Beleuchtungskörper, die Zusammensetzung der stofflichen Komponenten sowie deren primäre Gewinnung erläutert. Die Darstellung der Recyclingprozesse von Energiesparlampen wird anhand des bestehenden Kreislaufwirtschaftssystems dargestellt und die zugehörigen Verfahren und Patente für die Rückgewinnung der relevanten Metalle beschrieben. In der Zusammenfassung werden die Vor- und Nachteile der sekundären Rohstoffgewinnung diskutiert.
Das Ziel dieser Arbeit ist es dem Leser einerseits einen Gesamtüberblick bzw. Eindruck über die Kampfmittelnachsuche in Deutschland zu vermitteln und andererseits einen tieferen Einblick in bestimmte Bereiche zu geben. Diese Diplomarbeit gliedert sich in hauptsächlich drei, in etwa gleich intensiv behandelte, Bereiche. Der erste Themenblock beinhaltet die Aufgabe und Organisation der Kampfmittelräumung. Hierzu gehören Ursachenforschung, geschichtliche Entwicklungen, die wichtigsten Rechtsbereiche sowie der organisatorische Aufbau der Kampfmittelräumdienste und der Ausführung. Im zweiten Schwerpunktthema werden die geläufigsten Methoden und (Sondier)Techniken dargelegt, die Wirkungsweise beschrieben und ihre Grenzen und Möglichkeiten im Bereich der Kampfmittelsondierung erläutert. Des Weiteren handelt der Abschnitt von Verortungsverfahren. Der dritte Themenblock stellt die praktische Anwendung der beschriebenen theoretischen Aufgaben und Organisationsstrukturen sowie der beschriebenen Methoden und Techniken anhand von bearbeiteten Projekten dar. Da bei beiden vorgestellten Bauvorhaben zwar der Bereich der Kampfmittelräumung bereits abgeschlossen werden konnten, die Bauarbeiten aber noch andauern, werden das Bauvorhaben und der Arbeitgeber nicht benannt. Als Abschluss wird neben einer kurzen Zusammenfassung, eine Diskussion über die Wahl der richtigen Sondiertechniken angeregt.
Die Arbeit behandel die Umweltbeeinträchtigung und Umweltbeansruchung durch den Handel. Das Umweltmanagement ist als Bereich des Management zu verstehen, welches die Aufgabe hat die gestellten oekologischen Entscheidungs probleme im Sinne der Unternehmensziele zu lösen. Betroffen sind alle Bereiche in einem Unternehmens, von der Unternehmenskultur, Personalmanagement, Organisation, Einkauf, und Controlling.
In dieser Arbeit werden die maßgeblichen Eigenschaften von leichtflüchtigen Chlorkohlenwasserstoffen und deren Bedeutung für das Verhalten dieser Stoffgruppe in der Umwelt beschrieben worden. LCKW sind in Deutschland in großen Mengen zur Reinigung und Entfettung eingesetzt worden und haben zu einer Vielzahl, teilweise erheblichen Verunreinigungen von Boden und Grundwasser geführt. Im Anschluss wird ein Fallbeispiel für eine gravierende LCKW-Verunreinigung dargestellt, bewertet und hinsichtlich geeigneter Sanierungsverfahren geprüft.
Langzeitmonitoring von Krankenhausabwasser hinsichtlich des Verhaltens ausgewählter Antibiotika
(2014)
In Vorbereitung auf die Umsetzung der WRRL wurde im Rahmen des PILLS-Projektes eine Pilotkläranlage am MHG errichtet. Neben anderen Spurenstoffen werden seit September 2011 dort unter anderem Antibiotika im Rahmen eines Monitorings untersucht. Im Abwasser des MHG sind hohe Konzentrationen von dem Fluorchinolon Ciprofloxacin, sowie den Metaboliten dh-Erythromycin und N4-Acetyl-Sulfamethoxazol nachweisbar. Nach Analytik des Jahresganges der Antibiotika konnte eine Periodizität für die kumulierte Antibiotikafraktion nachgewiesen werden; die Werte liegen im Sommer etwa 2 µg/L niedriger als im Winter. Für die Makrolide, die vermehrt für die Therapie von Atemwegsinfektionen sowie im HNO-Bereich eingesetzt werden, kann eine Periodizität im Jahresgang vermutet werden, ebenso für die Fluorchinolone Ciprofloxacin und Ofloxacin. Für die Plausibilisierung der gemessenen Werte wurde eine Prognose der Antibiotikakonzentration im Abwasser (PEC) aufgrund von Verbrauchsdaten, Ausscheidungsrate und Wasserabfluss errechnet. Problematisch hierbei ist, dass für die jeweilige Ausscheidungsrate der einzelnen Antibiotika unterschiedlichste Literaturangaben gibt; außerdem schwankt sie für unterschiedliche Applikationsformen. Weiterhin wird bei dieser Berechnung das chemische Verhalten der Antibiotika im Abwasser nicht berücksichtigt. Während für ß-Lactame aufgrund hoher Verbrauchszahlen eine hohe PEC errechnet wurde, sind sie am Abwasser kaum nachweisbar aufgrund des instabilen ß-Lactamringes. Sinnvoller kann hier die Anwendung der Wiederfindungsrate sein, bei der aus Abwasserkonzentration und Verbrauchsdaten der Anteil errechnet wird, der tatsächlich im Abwasser nachweisbar ist. Der im Rahmen des Intensivmonitorings untersuchte Wochenverlauf lässt auf einen Wochengang schließen, bei dem gegen Anfang und Mitte der Woche höhere Konzentrationen nachgewiesen werden als am Wochenende. Nach Literaturrecherche entspricht dies auch der Bettenbelegung, die in der Woche höher ist als am Wochenende. Leider liegen für das MHG keinerlei Belegungszahlen vor, so dass hier keine Korrelation zwischen Bettenbelegung und Antibiotikanachweis im Abwasser möglich ist. Die Pilotkläranlage des MHG verfügt über unterschiedliche Behandlungsmöglichkeiten für das Abwasser. Nach der obligaten Behandlung im MBR gibt es die optionalen Stufen Ozonung und Aktivkohleadsorption. Die Eliminationsraten des MBR liegen im Vergleich mit den Literaturwerten sehr hoch, teilweise über den Literaturwerten. Hervorzuheben ist hier das Ciprofloxacin, das zwar eine sehr gute Eliminationsrate hat, aber aufgrund seiner hohen Konzentration im Abwasser auch nach der MBR-Behandlung im Mittel noch über 1 µg/L gemessen wird. Außerdem ist die mangelhafte Elimination von Sulfamethoxazol im MBR zu betonen. Die Mittelwerte von MBR-Zulauf und MBR-Ablauf sind ähnlich hoch, hier findet fast keine Elimination statt. Die Effizienz der weiteren Behandlungsstufen wurde im Rahmen dieser Arbeit nicht untersucht. Die Errichtung und der Betrieb der Pilotanlage führen zu zusätzlichen Kosten, die für die Kalkulation einer Antibiotikatherapie berücksichtigt werden sollten. Während es Antibiotika gibt, deren Einsatz in Bezug auf deren Eliminierung nahezu "kostenneutral" sind (z. B. ß-Lactam-Antibiotika), gibt es andere Antibiotika, für die eine Eliminierung mit mehreren Behandlungsstufen nötig ist (z. B. Sulfamethoxazol). Wenn diese Eliminierungskosten zu den Tagestherapiekosten addiert werden, kann das, gerade für kostengünstige Antibiotika, zu großen Kostensteigerungen führen.
Die Reinhaltung der Luft ist für die menschliche Gesundheit und im Rahmen des Umweltschutzes unentbehrlich. Im Zuge der Industrialisierung kam es in der Vergangenheit zum Teil zu erheblichen Beeinträchtigungen der Luftqualität. Trotz umwelttechnisch deutlich verbesserter Produktionsabläufe werden auch weiterhin bestimmte Stoffe emittiert. Für die Entwicklung eines neuartigen und nachhaltigen Verfahrens zur Abluftreinigung hat der Forschungsverbund HUPAC im gleichnamigen Projekt die Abluftreinigung VOC- bzw. ammoniakbelasteter Abluft thematisiert. Diese beiden Substanzen sind von besonderer Relevanz für die Beeinträchtigung der Umwelt bzw. der Luftqualität. Für ihre Abreinigung aus der Abluft von Produktionsprozessen wurde im Projekt eine neuartige Technologie entwickelt, die aus einer Kombination adsorptiver und mikrobieller Prozesse auf der Basis huminsandhaltiger, zellulosebasierter Pellets verläuft. Bei den als reaktive Komponente eingesetzten Huminsanden handelt es sich um natürliche Substrate, welche aus Tagebauen des Lausitzer und Mitteldeutschen Braunkohle-Reviers kostengünstig gewonnen werden können, die über interessante physiko-chemische Eigenschaften verfügen und die damit generell für eine innovative Alternative als Substrat für Abreinigungsprozesse genutzt werden können. Die Eignung der aus den Sanden hergestellten Pellets für die Abluftreinigung wurde im Rahmen des HUPAC-Projekts laborativ sowie praktisch getestet und ausgewertet. Wie erwartet, können die Huminsand-Pellets die Schadstoffe (VOC bzw. Ammoniak) zunächst adsorptiv binden. Die fixierten Schadstoffe werden dann anschließend durch eine sich etablierende Mikroorganismenpopulation abgebaut. Im technologisch angelegten Projekt wurden Eignung der Substrate und Erfolg der Reinigungsleistung mit der Gegenüberstellung von input und output bewertet, wobei die Huminstoffe als
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung/Motivation 2. Cyanobakterien 3. Sekundärmetaboliten und deren öko- und humantoxikologische Bedeutung 3.1. Stoffwechselprodukte der Cyanobakterien 3.2. Wirkung in der Umwelt 3.3. Analytische Methoden 4. Verfahrenskonzepte zur Beseitigung von Stoffwechselprodukten der Cyanobakterien in der Trinkwasseraufbereitung 4.1. Notwendigkeit der Abtrennung bzw. Umsetzung 4.2. Verfahrenskonzepte 4.2.1 Adsorption 4.2.2.Membranverfahren 4.2.3.Ultraschall 4.2.3 Chemische Umsetzung 4.2.4 AOP 4.2.1 Verfahrenskombinationen 4.3. Bewertung und Vergleich der Verfahrensvarianten 4.3.1. Risikoabschätzung in Bezug auf die Bildung toxischer Zwischenprodukte und Abfallstoffe 4.3.2. Abschätzung notwendiger Investitions- und Betriebskosten 4.4. Studien und großtechnisch realisierte Projekte zur Beseitigung von organischen Spurenstoffen in Wässern 4.4.1. Geosmin und MIB 4.4.2. Behandlungskonzepte für weitere organische Spurenstoffe in Rohwässern 5. Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wird die Wirksamkeit eines Ausheiz- und Belüftungsverfahrens zur Sanierung eines ausgewählten VOC-Schadensfalls überprüft. Es handelt es sich in diesem Fall um lösemittelbelastete Mauerwerksbereiche in Büroräumen eines historischen Sockelgeschosses. Durch die technisch unterstützte Einstellung emissionsbeschleunigender Parameter, wie der Erhöhung der Bauteiltemperatur und des Luftwechsels, soll die Schadstoffquelle vollständig abgebaut, oder zumindest deutlich verringert werden. Die Anwendung solcher Verfahren erfolgt bei VOC-Sanierungsmaßnahmen bislang nur sehr vereinzelt. Üblicherweise wird auf konventionelle Verfahren, wie z.B. Beschichtungssysteme zur Quellenverkapselung zurückgegriffen. Der Vorteil von Ausheiz- und Belüftungsverfahren wird in der zerstörungsfreien und nachhaltigen Beseitigung der Schadstoffquelle gesehen. Detaillierte Informationen und Messdaten über Möglichkeiten und Grenzen emissionssteigernder Maßnahmen an reellen VOC-Schadensfällen liegen jedoch kaum vor. Diese sind exemplarisch anhand des ausgewählten Schadensfalls erhoben worden. Neben der Darstellung der technischen Umsetzung und der messtechnischen Überwachung des Verfahrens, werden in der Arbeit auch die Ergebnisse bisheriger Sanierungsversuche im Objekt präsentiert, sowie Vor- und Nachteile der jeweiligen Verfahren diskutiert.
Die ex-situ Bodenwäsche ist ein sehr häufig angewendetes Verfahren zur Reinigung von mit Öl kontaminiertem Boden. Die Reinigung erfolgt dabei durch Aufkonzentrierung der Kontamination in der Feinfraktion mit anschließender Abtrennung und Einlagerung. Die Tensid unterstütze Bodenwäsche ist eine weit verbreitete Alternative, da hier die Kontamination mit dem Waschwasser abgetrennt und entsorgt werden kann. In dieser Arbeit wurden 17 verschiedene Tenside auf ihre Reinigungskraft von mit Motoröl kontaminiertem Quarzsand untersucht. Es wurde dafür eine Auswahl an synthetischen, natürlichen und Biotensiden verwendet. Getestet wurden Quarzsandtypen mit 3 verschiedenen Partikelgrößen. Die Tenside mit der stärksten Reinigungsleistung wurden anschließend miteinander kombiniert, um die Mischungen auf mögliche Synergieeffekte hin zu untersuchen. Neben der Reinigungsleistung wurde auch das Schaumbildungsvermögen SBV und die Emulsionsstabilität der Tenside bestimmt. Mikroskopische Untersuchungen der Waschlösungen wurden ebenfalls herangezogen, um die Reinigungskraft der Tenside näher zu beschreiben.
In der vorliegenden Arbeit wird ein von der Firma Eco ice Kälte GmbH neuentwickelter Wärmeübertrager, welcher zur Regasifizierung von LNG und der Bereitstellung der daraus nutzbaren Kälte dient, beschrieben und untersucht. Der Eco ice-Wärmeübertrager inklusive Versuchsstand mit Messeinrichtung und SPS, ist in eine LNG-Satelliten-Anlage integriert, die sich auf dem Gelände der Eco ice Kälte GmbH befindet. Gegenstand der Untersuchung ist die Bilanzierung und Auswertung von Versuchsbetrieben. Die Analyse der physikalischen Eigenschaften des LNG zu Beginn der Arbeit zeigt auf, dass das überwiegend aus Methan bestehende LNG bei Temperaturen bis zu -161,5 °C im flüssigen Zustand vorliegt. Hierdurch zeigt sich das große Kältepotential, was das LNG in sich birgt. Die zu Beginn allgemeine thermodynamische Analyse beschreibt, mittels einem log p-h Diagramm, welches in der Kältetechnik zur Anwendung kommt, zunächst den Prozessablauf der Regasifizierung des LNG. Hierdurch konnten die wesentlichen energetischen Zustandsgrößen wie Enthalpien und Temperaturen ermittelt werden, welche zur Bilanzierung des Eco ice-Wärmeübertragers benötigt werden. Unter Zuhilfenahme einer Modellvorstellung und festgelegter Randbedingungen wurden im Anschluss die Wärmeströme der Ausgangssituation bilanziert. Die Ermittlung der Ausgangssituation ergab dabei ein theoretisches Kältepotential des LNG von 1 kW bis 3,3 kW bei LNG-Massenströmen von ca. 7,9 kg/h bis 23,5 kg/h. Die Beschreibung des Versuchsaufbaus und des Anlagenbetriebs veranschaulicht die wesentlichen Bauteile und das Verhalten der Versuchsanlage. Dabei wurde insbesondere auf die einzelnen Betriebszustände eingegangen, die sich, durch die in die Versuchsanlage integrierten Kälteverbraucher, maßgeblich unterscheiden. Durchgeführte Versuche lassen erkennen, dass die Werte der theoretischen Analyse zum Teil erreicht werden können. Die Versuche zeigten dabei einen Leistungsbereich der er-brachten Kälteleistung von 0,6 kW bis 4,4 kW, bei LNG-Massenströmen von ca. 8,3 kg/h bis 28,8 kg/h, auf. Dabei wurde festgestellt, dass der Prozess der Regasifizierung mit Verlusten in Form von Wärmeeinträgen behaftet ist, die sich in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen, den Prozesstemperaturen wie die des LNG und des Therminols (Kälteträger des Nutzerkreislaufes), den Rohrleitungslängen, den gewählten Dämmschichtdicken und den Dämmeigenschaften des gewählten Dämmmaterials einstellen. Durch die auftretenden Verluste, die je nach Betriebsbedingungen in etwa um ca. 400 W betrugen, stellten sich Anlagenwirkungsgrade (Verhältnis zwischen erbrachter Kälteleistung und durch das LNG aufgenommener Wärmeleistung) von 70 % bis 95 % während der Versuche ein. Ebenso konnte gezeigt werden, dass diese Anlagentechnologie für die Bereitstellung von Klimakälte (ca. 10 °C), Normalkälte (ca. 0 °C) und Tiefkälte (bis zu -50 °C). Die in der Arbeit erwähnten Optimierungsvorschläge, wie die Wahl und Lage der Tempera-turmesseinrichtungen, die Anlagenkonzipierung, die Auswahl der Therminol-Pumpe und die Ausführung der Dämmung, tragen zu einer genaueren Erfassung der Betriebsparameter und Bilanzierung und zur Verringerung der Verluste bei. Eine Analyse der überschlägig ermittelten spezifischen Kälteverluste gemäß VDI, kann für den späteren Gebrauch der Anlage zur Abschätzung der zu erwartenden Kälteverluste genutzt werden. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung, welche mittels der Annuitätenrechnung gemäß VDI 2067 durchgeführt wurde, bestätigt, dass unter bestimmten Voraussetzungen (geeignete Wahl der Abschreibungsdauer / Betrachtungszeitraum, zu erbringende Kälteleistung) das Konzept der Kälterückgewinnung sich wirtschaftlich abbilden lässt.
In der vorliegenden Arbeit werden der Stickstoff- und Schwefelhaushalt auf rekultivierten Kippenböden charakterisiert und mit einem natürlichen Ackerboden ähnlichen Charakters verglichen, um die Brisanz von hohen Stofffrachten und der Kontamination zu verdeutlichen. Dabei wird zuerst auf die Entstehung der Kippenböden und den nachfolgenden sauren Verwitterungsprozessen nach der Verkippung eingegangen. Die Untersuchung findet anhand von insgesamt acht Lysimetern mit landwirtschaftlicher Bewirtschaftung statt, die in das Messprogramm der Lysimeterstation in Brandis eingebunden sind. Bei der Messwertdiskussion werden mittels des Saldos und der Auswaschung am Lysimeterauslauf ausgewählte Elemente im Boden- und Sickerwasser der Lysimeter mit Kippenboden im zeitlichen und im Tiefenverlauf beleuchtet und mit dem Lysimeter mit natürlichem Boden verglichen. Auf den Stoffen Stickstoff, Schwefel, Eisen, Aluminium sowie den beiden Schwermetallen Nickel und Kupfer liegt dabei der Beobachtungsschwerpunkt. Abschließend wird gezeigt, dass die großen Stofffrachten an Schwefel, Eisen und Schwermetallen als Folge des Pyritverwitterungsprozesses ein nachhaltiges und bedenkliches Umweltproblem darstellen. Die Stoffe werden mit dem Sickerwasser bei niedrigem pH-Wert ins Grundwasser und nachfolgend in Oberflächengewässer eingetragen. Weiterhin wurde herausgearbeitet, dass die Sanierung der Böden durch oberflächliche Bewirtschaftung keinen Einfluss auf den Verwitterungsprozess in größerer Tiefe hat. Ferner wurde ausgeführt, dass bei der Betrachtung des Stickstoffs eine Düngung über den Bedarf der Pflanzen hinaus zur Auswaschung der Nährstoffe in den Untergrund führt. Ein letzter Aspekt ist das Inkrafttreten der europäischen Wasserrahmenrichtlinie, die ab 2015 einen guten Zustand von Gewässern in Qualität und Quantität fordert. Diese Ziele wurden in der betrachteten Region durch die Verwitterungsprozesse nicht erreicht, was den Druck zur Erforschung und Umsetzung von Sanierungsmaßnahmen erhöht.
In der Diplomarbeit Entwicklung eines Verfahrens zum Recycling von Paintball-Abfällen wird die Notwendigkeit eines Recycling-Verfahrens anhand der Abfallmengen und der vorhandenen Entsorgungsmöglichkeiten erklärt. Auf Basis der Gespräche mit den Betreibern der Paintball-Parks Mühldorf und Salzburg wurde eine anfallenden Abfall-Masse von 3,6 kg/m²*30d für ein Indoor-Spielfeld ermittelt. In Deutschland und seinen Nachbarländern wurden 100 Paintball-Parks identifiziert. Auf den 107.950 m² Indoor-Spielflächen dieser Parks fallen monatlich 388.629 kg Paintball-Abfälle an. Die These, dass sich Paintball-Abfälle von Indoor-Spielfeldern für die Aufbereitung und die abschießende bestimmungsgemäße Verwendung eignen wurde anhand von Paintball-Abfällen des Paintball Parks Salzburg untersucht. Es wurden unterschiedliche Versuche durchgeführt, um die recherchierte Zusammensetzung von Paintball-Abfällen einzugrenzen. Des Weiteren wurden unterschiedliche Verfahrensstufen und deren Einsatzmöglichkeit in einer Prototyp Paintball-Recycling-Anlage theoretisch und praktisch untersucht. Es folgte die Beschreibung der Aufbereitung von 9688,5 g Paintball-Abfällen des Paintball-Parks Salzburg in der Prototyp Paintball-Recycling-Anlage. Nach dem Durchlauf aller Verfahrensstufen lag die Sortierung
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Wesersedimente bis etwa 50 cm Sedimenttiefe in zwei Abschnitten von Nordenham bis Bremerhaven zwischen dem Stromkilometer 55 und 64 und in der inneren Außenweser zwischen dem Stromkilometer 65 und 92 untersucht. Mit dieser Untersuchung sollte einen Überblick über die Belastung der Wesersedimente mit Schwermetallen, organischen Schadstoffen und über das ökotoxikologische Potential erstellt werden. Dazu wurde die Sedimente nach den Vorgaben und Parametern der
Die Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem Umsetzungsstand der Bioabfallverwertung im Land Brandenburg. Aufgrund neuer und veränderter Rechtsvorschriften sind auch Änderungen bei der Behandlung von Bioabfällen zu erwarten, die in der Diplomarbeit näher beleuchtet werden sollen.
Nach einer kurzen Einführung über den Behandlungsprozess von Bio- und Grüngut (Kompostierung und Vergärung) wird im Kapitel 3 der aktuelle Verfahrensbestand an Kompostierungs- und Vergärungsanlagen betrachtet. Der Gesetzgeber fordert eine hochwertige Verwertung von Bioabfällen, die bereits über die reine stoffliche Verwertung hinausgeht. Wann immer es technisch und wirtschaftlich möglich ist, sollen Bioabfälle in Form einer Kaskade genutzt. Das heißt, dass vor der eigentlichen stofflichen Verwertung (Kompostierung) das energetische Potential im Bioabfall nutzbar zu machen ist. Hiervon wird sich eine ökobilanzielle Vorteilhaftigkeit im Vergleich zu alternativen Behandlungsverfahren, wie der Verbleib des Bioabfalls im Restabfall und die anschließende Behandlung in einer Verbrennungs- oder mechanisch-biologischen Behandlungsanlage, versprochen.
Kapitel 4 befasst sich mit den anfallenden Bioabfallmengen, die in Deutschland und im Land Brandenburg getrennt erfasst werden. Die verpflichtende Sammlung von Bioabfällen führt zu einer Mengensteigerung für die entsprechende Verwertungskapazitäten zur Verfügung stehen müssen.
Nichtdestotrotz wird in einigen Bundesländern immer noch unzureichend Bioabfall erfasst. Dies betrifft insbesondere das Land Brandenburg, wo bisher sehr zurückhaltend die Forderungen von Bund und Land umgesetzt werden. So landen weiterhin große Mengen an organisches Material im Restabfall, dass nicht der Vorstellung einer optimierten Bioabfallverwertung entspricht. Während die Erfassung von Grüngut in fast allen Landkreisen gängige Praxis ist, ist das Angebot der Biotonne im Land überschaubar. Nach den o.g. Vorstellungen des Landes Brandenburgs ist bis 2020 eine Bioabfallmenge von 30 Kilogramm je Einwohner allein über die Biotonne (Biogut) zu sammeln. Inwieweit dieses Ziel auch durch die Entfrachtung des Restabfalls realisiert werden kann, soll ebenfalls im Kapitel kurz thematisiert werden.
Im Kapitel 5 sollen die gesetzlichen Rahmenbedingungen und Veränderungen, die unmittelbar eine Beeinflussung der Stoffströme herbeiführen, konferiert werden. Dies betrifft neben der Art und Menge der Abfallströme auch die Art der Anlagen zu deren Verwertung. Betrachtet wurden wesentliche Änderungen, die zu neuen Herausforderungen für die Bioabfallwirtschaft führen.
Die neuen Herausforderungen aus dem Düngerecht, durch das manifestierte Ausschreibungsverfahren nach EEG 2017 sowie die erhöhten Anforderungen an Fremd- und Schad-stoffgehalten führen zu neuen Konzepten für die Behandlung und Verwertung der Kompost- und Gärprodukten. Mit dem Kapitel 6 sollen daher mögliche Chancen und alternative Märkte für die Produkte herausgestellt werden.
Abschließend werden die beleuchteten Themen für das Land Brandenburg zusammengefasst und deren Wirkung für den weiteren Auf- und Ausbau der Bioabfallwirtschaft dargelegt.
Die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK), d.h. die Bereitstellung von Wärmeenergie und elektrischer Energie mittels einer Anlage, stellt aufgrund der vergleichsweise hohen Wirkungsgrade einen besonders interessanten technischen Ansatz zur effizienten Energiebereitstellung dar. Insbesondere industrielle Großverbraucher, die sowohl einen Bedarf an elektrischer Energie als auch an Wärmeenergie besitzen, können von einer KWK-Anlage in wirtschaftlicher Hinsicht profitieren. In diesem Zusammenhang seien insbesondere Krankenhäuser genannt, die betriebsbedingt einerseits einen hohen Bedarf an Wärmeenergie z.B. zur Trinkwassererwärmung, zur Raumtemperierung oder auch zur Erzeugung von Wasserdampf besitzen und andererseits einen hohen Bedarf an elektrischer Energie z.B. zum Betrieb medizinischer Großgeräte, der EDV oder haus- und betriebstechnischer Anlagen vorweisen. Neben der Energiebereitstellung im laufenden Betrieb ist es insbesondere bei sogenannten Kritischen Infrastrukturen (KRITIS) von besonderer Wichtigkeit, auch bei einem Ausfall des öffentlichen Stromnetzes die Stromversorgung für einen bestimmten Zeitraum autark sicherzustellen und den Betrieb und somit die Gesundheitsversorgung der Bevölkerung zu gewährleisten. Die meist kostspieligen technischen Anlagen und Maschinen für diese autarke Energieversorgung werden eigens für diesen Zweck angeschafft und betrieben. Einen Nutzen im normalen Krankenhausbetrieb gibt es häufig nicht. Es ist deshalb prüfenswert, ob technische Alternativen eingesetzt werden können, welche einerseits die Anforderungen an eine Ersatzstromversorgung genügen und andererseits auch während des Betriebes die Energieversorgung sicherstellen können. Ziel ist es, die Wirtschaftlichkeit und die energetische Effizienz technischer Alternativen zur Ersatzstromversorgung in Passivhauskliniken zu prüfen.