Laufende Projekte

KonTriSol
BMBF-Verbundvorhaben: Konzentrate aus der Trinkwasseraufbereitung – Lösungsansätze für die technischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Hemmnisse beim Einsatz von NF/RO-Prozessen in der Trinkwasseraufbereitung

BMBF-Verbundvorhaben: Konzentrate aus der Trinkwasseraufbereitung – Lösungsansätze für die technischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Hemmnisse beim Einsatz von NF/RO-Prozessen in der Trinkwasseraufbereitung

 

Finanzierung: BMBF und DVGW
Laufzeit: 01.09.2019 - 31.05.2023
Projektpartner:

IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung (Koordination)
Cornelsen Umwelttechnologie GmbH
DELTA Umwelt-Technik GmbH
LAGOTEC GmbH
LANXESS Deutschland GmbH
Solenis Technologies Germany GmbH
Institut für Technischen Umweltschutz - Umweltverfahrenstechnik der TU Berlin
TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser
Institut für Analytische Chemie der UDE
Mechanische Verfahrenstechnik/Wassertechnik der UDE
Abteilung Evolutionsökologie und Umwelttoxikologie der Goethe-Universität
DVGW-Forschungsstelle TUHH

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Dr.-Ing. Barbara Wendler, Shambhavi Arvind Kaushik

Problemstellung:

In der Trinkwasseraufbereitung werden zunehmend die Membrantrennverfahren Nanofiltration und Umkehrosmose (NF und UO) eingesetzt, z.B. für die Reduzierung der Konzentration von Härtebildnern, anderen anorganischen Wasserinhaltsstoffen, natürlichen organischen Stoffen oder zur Entfernung von anthropogenen Spurenstoffen.

Bei NF/UO-Prozessen entstehen unterschiedliche Konzentratmengen mit einer entsprechend höheren Konzentration der abgetrennten Stoffe. Antiscalants (überwiegend Phosphonate und Carboxylate), die zur Vermeidung von Ausfällungen dosiert werden, verbleiben ebenfalls im Konzentrat. Alle Entsorgungswege für die Konzentrate (Direkt- oder Indirekteinleitung) sind Bestandteil der Anlagengenehmigung mit Zustimmung der zuständigen Wasserbehörden. In den letzten Jahren wird die Einleitung von Konzentraten in ein Gewässer durch die zuständigen Genehmigungsbehörden zunehmend kritisch betrachtet, insbesondere wenn die Konzentrate naturfremde anthropogene Spurenstoffe inklusive der zugesetzten Aufbereitungsstoffe oder Nährsalze in hohen Konzentrationen enthalten. Da die Verweigerung der Einleitgenehmigung für die Konzentrate i. d. R. dem Aus der NF/UO gleichkommt, sind Lösungen gefragt, die den Einsatz dieser innovativen und mit vielen Vorteilen versehenen Technologie in der Trinkwasseraufbereitung langfristig sichern.

 

Vorgehensweise:

Im Verbundprojekt KonTriSol werden in sieben Arbeitspaketen verschiedene Lösungsansätze untersucht. Die DVGW-Forschungsstelle TUHH koordiniert das Arbeitspaket „Antiscalants – Bewertung und Alternativen“, in dem folgende Teilziele verfolgt werden:

  • Zuverlässige Bewertung der Wirksamkeit von Antiscalants im Aufbereitungsprozess durch standardisierte Messung der homogenen sowie der heterogenen Kristallisation
  • Sichere Aussagen zum Verhalten eingesetzter Antiscalants im Aufbereitungsprozess sowie zu deren Bewertung vor dem Hintergrund einer optimierten und sicheren Analytik
  • Entwicklung, halbtechnische Umsetzung und Validierung verfahrenstechnischer Strategien zur Minimierung / Vermeidung von Antiscalants

An der DVGW-Forschungsstelle TUHH werden dazu Laborversuche zur Wirksamkeit von Antiscalants bei wechselnden Randbedingungen (DOC-Gehalt, Ausbeute, Temperatur, pH, etc.) durchgeführt. Es werden sowohl Tests zur Bewertung des homogenen Scalings in der Wasserphase als auch zur Bewertung des heterogenen Scalings auf (Membran-)Oberflächen eingesetzt und weiterentwickelt sowie mit Berechnungsergebnissen aus Softwareprogrammen verschiedener Membran- und Antiscalant-Hersteller verglichen.

Ziel ist, einen zuverlässigen, harmonisierten Test zur Überprüfung der Wirksamkeit von Scaling-inhibierenden Substanzen (Antiscalants und deren Inhaltsstoffen) in Abhängigkeit von den jeweiligen Randbedingungen des Membranprozesses (Vorbehandlung, Wassermatrix, Ausbeute, etc.) zu entwickeln. Dies soll zur Identifizierung von Antiscalant-Produkten oder Produktmischungen und ggf. alternativen Formulierungen dienen, die möglichst vollständig durch die Membranen zurückgehalten werden, in möglichst geringen Konzentrationen mit möglichst wenigen Nebenbestandteilen eingesetzt werden können und die bei Einleitung in Gewässer möglichst geringe Auswirkungen auf die Umwelt haben.
 

Projektwebseite: kontrisol.de
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MoDiCon
Online-Monitoring und digitale Steuerung in Trinkwasserversorgungssystemen

Online-Monitoring und digitale Steuerung in Trinkwasserversorgungssystemen

 

Finanzierung: BMBF 100% (Deutsch-Israelische Wassertechnologiekooperation)
Laufzeit: 01.06.2020 - 31.05.2023
Projektpartner:

TECHNION Israel Institut of Technology
Technische Universität Ilmenau
Hamburg Wasser
bbe Moldaenke GmbH

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Prof. Dr. Mathias Ernst / Dr. Anissa Grieb / Jonas Schuster, M. Sc.

Problemstellung:

Die Überwachung von organischen und biologischen Wasserqualitätsparametern in der Trinkwasserverteilung ist häufig arbeits- und zeitaufwändig, wodurch eine schnelle Reaktion auf Störungen nicht möglich ist.

Dieses Projekt strebt die Etablierung einer Online-Überwachung der Wasserqualitätsparameter in Echtzeit an, zur schnellen Detektion, Simulation im Verteilungssystem und vor allem raschen Reaktion auf entstehende Veränderungen. Durch eine automatisierte Reaktion minimiert sich die Zeit zwischen Detektion und Reaktion.

Vorgehensweise:

Online-Sensoren für die Echtzeit-Messung von organischen und biologischen Parametern werden weiterentwickelt, getestet und beurteilt. Dabei liegt ein besonderes Augenmerk auf der Fluoreszenzspektroskopie und der Durchflusszytometrie:

  • Die Möglichkeit gelösten organischen Kohlenstoff (engl. dissolved organic carbon = DOC) mit Hilfe von Fluoreszenzspektroskopie zu charakterisieren und quantifizieren wird evaluiert. Dabei werden auch Konzepte für wellenlängenspezifische Sensoren in Kooperation mit bbe Moldaenke entwickelt.
  • Durchflusszytometrie wird an die kontinuierliche Messung zur quantitativen und qualitativen Beschreibung von Bakterien angepasst. Parallel wird die Nutzung der Durchflusszytometrie zur schnelleren Bestimmung des assimilierbaren gelösten organischen Kohlenstoffs (AOC) als Parameter für das Nachwachspotential von Bakterien untersucht.
  • Die Korrelationen zwischen den Messungen mit dem Fluoreszenzspektrometer und dem Durchflusszytometer werden untersucht, sowie die Korrelationen zu Standard-Trinkwasser-Qualitätsparametern

Die Simulation relevanter Parameter (Partikel, Bakterien, Schadstoffe) und die Entwicklung eines Algorithmus zur schnellen Detektion von Anomalien, sowie die Entwicklung einer automatisierten Antwort auf Veränderungen (z.B. Desinfektionsdosis,  Öffnung/Schließung von Ventilen oder Änderungen in der Fließgeschwindigkeit) werden von den Kollaborationspartnern TECHNION und TU-Ilmenau erarbeitet.

Entwickelte Online-Sensoren und Simulationsergebnisse werden dann in einer Testanlage von Hamburg Wasser untersucht und validiert.

 

Projektwebseite: https://www.tuhh.de/wwv/modicon/home.html
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NOM eSorp Membrane
Electro-conductive porous membranes for electro-sorption/-desorption of natural organic matter from water

Electro-conductive porous membranes for electro-sorption/-desorption of natural organic matter from water (NOM e-sorp Membrane)

 

Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Laufzeit: 01.01.2021 - 01.01.2024

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Prof. Mathias Ernst, Dr.-Ing. Muhammad Usman

Problemstellung:

In den letzten Jahren haben mehrere Forschungsgruppen gezeigt, dass elektrisch leitfähige Ultrafiltrationsmembranen (UF) zur Verbesserung von UF-Prozessen eingesetzt werden können. Indem ein negatives elektrisches Potential an die Membranoberfläche angelegt wird, werden negativ geladene Wasserinhaltsstoffe wie natürliches organischen Material (NOM) von der Membran abgestoßen, was zu einem erhöhten NOM-Rückhalt und zur Verminderung von Membranfouling führen kann. Herkömmliche UF Membranen sind nur unzureichend in der Lage, NOM aus Rohwässern zu entfernen. Für diesen Zweck werden bisher z.T. energieintensive Nanofiltrationsmembranen (NF) eingesetzt. Ein neuartiger Ansatz zur Entfernung von NOM ist die elektrosorptive Nutzung von leitfähigen porösen Membranen. Hierbei wird die Membran durch ein externes Potential nicht negativ, sondern positiv geladen. Dies führt zu einer elektrostatischen Adsorption der NOM in der Membranstruktur.

Vorgehensweise:

Kommerzielle Membranen werden durch unterschiedliche Verfahren elektrisch leitfähig gemacht, u.a. durch ultra-dünne Schichten leitfähigen Materials (bspw. Gold, Silber, etc.). Durch das Anlegen eines positiven Potenital, werden während der Deadend-Filtration negativ geladene NOM an die Membranoberfläche adsorbiert. Nachdem die Adsorptionskapazität der Membran erreicht ist, wird das elektrische Potential umgepolt, was zur Desorption der NOM und zur Regeneration der Membran führt. Durch das neuartige Verfahren wird ein NOM-Rückhalt erreicht, welcher im Bereich der Crossflow-Nanofiltration liegt. In das Projekt ist das Institut für Polymerforschung des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG) eingebunden.

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FITWAS
Wiederverwendung von Filterspülwässern aus der Grundwasseraufbereitung zur Sicherung der Trinkwasserversorgung

Wiederverwendung von Filterspülwässern aus der Grundwasseraufbereitung zur Sicherung der Trinkwasserversorgung

 

Finanzierung: BMBF (Förderkennzeichen 02WV1565A)
Laufzeit: 01.02.2021 - 30.09.2024
Projektpartner:

Verbundprojektkoordination:    DVGW-Forschungsstelle TUHH

Verbundpartner:  

  • Hamburger Wasserwerke GmbH
  • Oldenburgisch-Ostfriesischer Wasserverband
  • CERAFILTEC Germany GmbH Blue Filtration
  • Umweltbundesamt
  • PHL Substratkontor GmbH & Co. KG

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Dr.-Ing. Barbara Wendler, Charlotte Kast

Problemstellung:

In der Grundwasseraufbereitung fallen aktuell Filterspülwässer zwischen 1% und 4% der gehobenen Grundwässer an. Diese schlammhaltigen Filterspülwässer werden in der Regel als Abwasser entsorgt und gehen damit der Trinkwasserversorgung verloren. Gleichzeitig steigt der Trinkwasserbedarf regional als Folge des Klimawandels oder Demografie- und Strukturwandels deutlich. Hinzu kommt, dass der eisen- und manganhaltige Filterschlamm häufig nicht weiter verwertet wird.

Durch entsprechende Aufbereitung von Filterspülwässern könnte zum einen die Verfügbarkeit von Trinkwasser für die Wasserversorgung erhöht werden. Zum anderen könnten die anfallenden Eisen- und Manganschlämme zur kommerziellen Verwertung z.B. zur Bindung von Schwefel in Biogasanlagen, aber auch in der Land- und Forstwirtschaft sowie der Bauindustrie und Umwelttechnik weiter aufbereitet werden.

Vorgehensweise:

Im Verbundprojekt FITWAS werden innovative Lösungsansätze zur Rückgewinnung von Filterspülwasser sowie zur Verwertung von Filterschlämmen mit folgenden Zielen untersucht:

  • Klärung der geeigneten Verfahrensvariante (Druck-/Unterdruckfiltration, Filtrationsrichtung) und Membranmodule/-materialien (Keramik/Polymer) zur Aufbereitung von Filterspülwässern sowie Vergleich mit konventioneller Aufbereitung
  • Bewertung der erzielbaren Filtrationsleistung und der Ableitung von Reinigungsstrategien mit minimiertem Chemikalieneinsatz und Energiebedarf
  • Rechtliche Anforderungen und Bestimmung der Filtratqualität zur sicheren Rückführung in den aufzubereitenden Rohwasserstrom
  • Validierung des Reststoffnutzungspotenzials in Abhängigkeit von Ausbeute und Feststoffgehalt sowie verfahrenstechnische Anpassung zur Speicherung der Filterspülwässer und Aufbereitung der Filterschlämme

Die DVGW-Forschungsstelle TUHH, CERAFILTEC und das UBA werden vergleichende Laborversuche mit keramischen und polymeren Membranen zur effizienten und betriebssicheren Filterspülwasserrückgewinnung durchführen. Anschließende Praxisversuche an ausgewählten Wasserwerkstandorten von OOWV und HWW dienen der Implementierung in den Gesamtprozess sowie der Generierung belastbarer Daten zu Energie- und Betriebskosten. Im UBA-Versuchswasserwerk wird insbesondere der Rückhalt von Viren und Schwermetallen und deren Rückhalt bzw. Resuspendierung untersucht. Die Qualität und die technischen bzw. ökonomischen Verwertungsoptionen des Filterschlamms werden durch PHL evaluiert. Damit soll ein ganzheitlicher Ansatz zur Wiederverwendung von Filterspülwässern aus der Trinkwasseraufbereitung geschaffen werden, mit Berücksichtigung der rechtlichen Rahmenbedingungen.

Projektwebseite: https://www.tuhh.de/wwv/fitwas/start.html
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SafeCREW
Klimaresilientes Management für sichere desinfizierte und nicht-desinfizierte Wasserversorgungssysteme

Klimaresilientes Management für sichere desinfizierte und nicht-desinfizierte Wasserversorgungssysteme

 

Finanzierung: Horizon Europe (grant agreement No 10108190)
Laufzeit: 01.11.2022 - 30.04.2026
Projektpartner:

Verbundprojektkoordination:    DVGW-Forschungsstelle TUHH

Verbundpartner:  

  • Politecnico di Milano (IT)
  • Kompetenzzentrum Wasser Berlin (DE)
  • BioDetection Systems (NL)
  • Eurecat - Centre Tecnologic de Catalunya (ES)
  • Umweltbundesamt (DE)
  • Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (DE)
  • Consorci d’Aigües de Tarragona (ES)
  • Tutech Innovation GmbH (DE)
  • Metropolitana Milanese SPA (IT)
  • Multisensor systems (UK)

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Dr. Anissa Grieb / Jon Wullenweber

Problemstellung:

Der Klimawandel stellt die Trinkwasserversorgung in Europa vor große Herausforderungen. Mit steigenden Wassertemperaturen und zunehmenden Starkregenereignissen werden auch höhere Mengen an organischen Stoffen und Mikroorganismen in Rohwässern vorkommen. Gut etablierte Prozesse, die bisher eine hohe Trinkwasserqualität garantieren, müssen verändert und angepasst werden. So ist in Südeuropa schon heute eine Desinfektion des Trinkwassers notwendig, und möglicherweise werden in Zukunft auch nordeuropäische Wasserversorger in der regulären Wasseraufbereitung einen Desinfektionsschritt durchführen müssen.
Vorgehensweise:

Ein Fokus von SafeCREW liegt auf der Erforschung bisher unbekannter Nebenprodukte der Desinfektion und der weiteren Charakterisierung bereits bekannter Nebenprodukte und deren Entstehung. Mit den Forschungsergebnissen beabsichtigen die beteiligten Unternehmen Methoden zur Quantifizierung und zur Verminderung dieser Nebenprodukte zu entwickeln, um die menschliche Gesundheit zu schützen.

Das SafeCREW-Konsortium wird an drei Fallstudien in Norddeutschland, Italien und Spanien die Charakterisierung der Wasserqualität vorantreiben und neue Aufbereitungsverfahren und ein besseres Management der Wasserverteilnetze entwickeln, damit die hohe Trinkwasserqualität in der EU gesichert bleibt. Dies schließt alle Prozesse von der Quelle über die Aufbereitung bis ins Verteilungsnetz ein.

Neben der Verbundprojekt-Koordination liegt der Fokus unserer Forschungsstelle innerhalb des Projekts auf der chemikalienfreien Entfernung von natürlichem organischem Material (NOM) aus dem Wasser, um die Bildung von Desinfektionsnebenprodukten zu verhindern. Dazu wird die Ultrafiltration mit elektrisch leitfähigen Membranen weiterentwickelt. Weiterhin sind wir involviert in der Entwicklung eines passive samplers zur Überwachung von Pathogenen im Trinkwassernetz und in der Charakterisierung von NOM.

Projektwebseite:

https://safecrew.org/

https://cordis.europa.eu/project/id/101081980

Follow us: @Safecrew_org or https://www.linkedin.com/showcase/safecrew-org/

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d-BES
Autotrophe Denitrifikation mit bioelektrochemischen Systemen zur Grundwasseraufbereitung

Autotrophe Denitrifikation mit bioelektrochemischen Systemen zur Grundwasseraufbereitung

 

Finanzierung: TUHH
Laufzeit: 01.11.2021 - 31.10.2025
Projektpartner: Institut für technische Mikrobiologie (TUHH)

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Prof. Mathias Ernst / Natalie Lüdemann

Problemstellung:

Erhöhte Nitratwerte in Gewässern, insbesondere im Grundwasser, stellen ein globales Problem für die Trinkwasserversorgung dar (Weltgesundheitsorganisation 2011; Mohseni-Bandpi et al. 2013). Aufgrund seiner krebserregenden Eigenschaften und der Gefahr, Methämoglobinämie zu verursachen, basieren die Empfehlungen der Weltgesundheitsorganisation (WHO) und der Europäischen Wirtschaftsgemeinschaft (EWG) auf einem Trinkwassergrenzwert von 50 mg NO3-/l, der auch in der deutschen Trinkwasserverordnung (TrinkwV; Weltgesundheitsorganisation 2011) enthalten ist. Zur Entfernung von Nitrat aus Trinkwasser können verschiedene Aufbereitungstechniken eingesetzt werden, wie Umkehrosmose, Ionenaustausch, Elektrodialyse und biologische Denitrifikation. Die biologische Aufbereitung rückt zunehmend in den Fokus, da sie im Vergleich zu physikalisch-chemischen Verfahren durch die vollständige und selektive Reduktion von Nitrat zu Stickstoff eine hohe Wasserrückgewinnung bei moderaten Kosten bietet (Rezvani et al. 2019).

Die biologische Denitrifikation kann in auto- und heterotrophe Denitrifikation unterteilt werden. Die heterotrophe Denitrifikation wird in der Regel in der Abwasserbehandlung eingesetzt. Hier werden biologisch leicht abbaubare organische Kohlenstoffquellen benötigt, die jedoch bei der Trinkwasseraufbereitung aufgrund des beschleunigten schnellen Wachstums von Mikroorganismen ein hygienisches Risiko darstellen können. Die autotrophe Denitrifikation nutzt ausschließlich anorganischen Kohlenstoff wie CO2, weshalb diese Methode für die Trinkwasseraufbereitung, insbesondere für Grundwasser, vorzuziehen ist (Rezvani et al. 2019). In den letzten Jahren werden zunehmend bioelektrochemische Systeme (BES) im Zusammenhang mit der biologischen Denitrifikation diskutiert (Cecconet et al. 2018; Rezvani et al. 2019).

 

Vorgehensweise:

Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines autotrophen denitrifizierenden bioelektrochemischen Systems zur Trinkwasseraufbereitung. Der Schwerpunkt liegt auf der Suche nach geeigneten Kathodenmaterialien und deren Formen, die als Elektronendonatoren und geeignete Lebensräume für Mikroorganismen fungieren können. Der Prozess wird im Hinblick auf seine Stabilität, relevante Randbedingungen und Herausforderungen bei der Umsetzung untersucht.

Zunächst wurden einfache Batch-Versuche konzipiert, um wesentliche Einflussparameter zu identifizieren und die grundlegenden Prozesse in einem innovativen Reaktoraufbau zu optimieren. Anschließend wird dieser Versuchsaufbau mit unterschiedlichen Elektrodenmaterialien und variierenden Materialeigenschaften und Formen durchgeführt. Auf Basis der Batch-Ergebnisse soll ein kontinuierliches bioelektrisches Reaktorsystem aufgebaut werden.

 

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MoMem
Modellierung von Membrantrennverfahren für die Wasseraufbereitung

Modellierung von Membrantrennverfahren für die Wasseraufbereitung

 

Finanzierung: TUHH
Laufzeit: 01.06.2022-31.05.2026

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Prof.Dr. Mathias Ernst, Muhammad Ismahil

Problemstellung:

Aufgrund des Klimawandels, des Bevölkerungswachstums und der zunehmenden Verschmutzung unserer Umwelt ist Wasserknappheit zu einem weltweiten Problem geworden. Als Alternative zu herkömmlichen Wasseraufbereitungsanlagen sind membranbasierte Verfahren derzeit die effektivste Lösung für die Trinkwasserfiltration, die Abwasseraufbereitung und industrielle Energieanwendungen (Abdelrasoul et al., 2020). Die vielseitigen Membrantrennverfahren können für die Entfernung von organischen Schadstoffen, Partikeln, Farbe, Mikroben und Viren sowie für die Entsalzung von Meerwasser eingesetzt werden (Ang et al. 2015). Die Herausforderungen in der Membrantechnologie in Bezug auf das Foulingverhalten, Scaling und den Energieverbrauch erfordern jedoch Forschung und Entwicklung, um nachhaltigere Membrananwendungen zu erhalten.

Vorgehensweise:

Die Modellierung von Membranen ermöglicht es, wichtige Informationen über die Leistungsfähigkeit und Selektivität der Membranen zu erhalten. Obwohl die Mechanismen der Permeation und der Zurückweisung komplex sind, ermöglicht ein mathematisches Modell die Minimierung der Anzahl von Laborexperimenten, die für die Entwicklung erforderlich sind, und führt somit zu geringeren Kosten und Zeiteinsparungen (Ang et al., 2015).

Am Institut für Wasserressourcen und Wasserversorgung werden mehrere experimentelle Forschungsprojekte im Labor- und Pilotmaßstab zu Membranfiltrationsverfahren durchgeführt.So werden beispielsweise mit Amingruppen modifizierte PAN-UF-Membranen für die Entfernung von Sauerstoffanionen aus Trinkwasserquellen untersucht (Glass et al., 2021). Andere innovative Projekte untersuchen das Elektrosorptions- und -desorptionsverhalten von natürlichen organischen Stoffen an leitfähigen Membranoberflächen (Mantel et. al., 2021) oder untersuchen die Aufbereitung von verbrauchtem Filterrückspülwasser mittels Membranfiltration zum Wasserrecycling in der Trinkwasserversorgung. Eine der Herausforderungen bei letzterem Verfahren ist das entstehende Fouling-Potenzial auf der Membranoberfläche (Kast et. al., 2022).

Das Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines mathematischen Modells, das die relevanten Mechanismen in einem porösen Membranfiltrationsprozess beschreibt. Später soll das Modell um die Berücksichtigung des Adsorptionsverhaltens sowie der elektrostatischen Sorptions- und Desorptionseffekte erweitert werden. Zur Validierung des Modells werden die gesammelten experimentellen Daten aus laufenden Forschungsprojekten verwendet.

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Friedhof Bergedorf
Regenwassernutzung auf dem Friedhof HH-Bergedorf - wissenschaftliche Begleitung von Einrichtung und Betrieb der Anlage

Regenwassernutzung auf dem Friedhof HH-Bergedorf - wissenschaftliche Begleitung
von Einrichtung und Betrieb der Anlage

 

Finanzierung: BUKEA Behörde für Umwelt, Energie, Klima und Agrarwirtschaft
Laufzeit: 01.06.2022-31.05.2026
Projektpartner:
  • Behörde für Umwelt, Energie, Klima und Agrarwirtschaft
  • DVGW-Forschungsstelle TUHH
  • EnergieConsult

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Dr. Anissa Grieb

Problemstellung:

Ein gesundes Stadtklima erfordert eine ausreichende Begrünung von öffentlichen und privaten Flächen, die mit ausreichende Wasser versorgt werden müssen. Neben den Auswirkungen des Klimawandels führt das Bevölkerungswachstum zu einem erhöhten Bedarf an Trinkwasser - deutlich spürbar in der Metropolregion Hamburg. Die Verfügbarkeit von nachhaltig nutzbarem Grundwasser ist bereits heute durch Nutzungskonflikte und geogene Einflüsse (saline Aquifere) gefährdet. Um die Trinkwasserversorgung langfristig zu sichern, sind verschiedene Anpassungsstrategien erforderlich. Ein Ansatzpunkt ist die verstärkte Nutzung alternativer Wasserquellen, insbesondere von Regenwasser, für Zwecke ohne Anspruch auf Trinkwasserqualität. Auf dem Friedhof Bergedorf wird im Rahmen des Projekts RISA (RainInfraStructureAdaption),einem Gemeinschaftsprojekt von BUKEA, Hamburg
Wasser und weiteren Partnern, die bestehende Regenwasserkanalisation in eine Regenwasserbewirtschaftungsanlage umgebaut.
Vorgehensweise:

Bei der Umwandlung der Regenwasserkanalisation in eine Regenwasserbewirtschaftungsanlage wird die Oberflächenentwässerung der befestigten Flächen von ca. 2 ha auf dem 53 ha großen Grundstück künftig in einem Regenwasserspeicher gesammelt. Der Speicher wird unterhalb des bestehenden Regenrückhaltebeckens installiert und das gefilterte Regenwasser wird in das bestehende Wasserverteilungssystem eingespeist. Das Verteilungssystem für die Wasserversorgung der Grabstätten wird vollständig vom Trinkwassernetz getrennt. Bei kritischen Wasserständen im Tank wird über einen freien Zulauf eine automatische Nachspeisung mit Trinkwasser erfolgen, so dass eine permanente Versorgung an den Entnahmestellen gewährleistet ist. Die DVGW-Forschungsstelle TUHH wird das Projekt mit einem wissenschaftlichen Monitoring begleiten. Dazu wird die Anlage mit Messtechnik ausgestattet, so dass der Wasserzufluss, die Trinkwassernachspeisung und die Entnahme kontinuierlich erfasst und mit den Klima- und Wetterdaten verknüpft  werden. Neben der Anlagenüberwachung und der elektronischen Messdatenerfassung werden regelmäßige Probenahmen der Wasserqualität und der sedimentierten Feststoffe aus dem Sandfang im Zulauf des Regenrückhaltebeckens  durchgeführt, um die erhobenen Daten mit den Planungsansätzen zu vergleichen.

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SafeRO
DVGW-Vorhaben: Unbedenkliche und rechtlich gesicherte Applikation von Antiskalanten in der Trinkwasseraufbereitung mittels Umkehrosmose und Nanofiltration

DVGW-Vorhaben: Unbedenkliche und rechtlich gesicherte Applikation von Antiskalanten in der Trinkwasseraufbereitung mittels Umkehrosmose und Nanofiltration

 

Finanzierung: DVGW (Projektnummer W 202324)
Laufzeit: 01.12.2023 - 30.06.2026
Projektpartner:

Projektkoordination: DVGW-Forschungsstelle TUHH
Projektpartner:
•    TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser
•    Umweltbundesamt (Fachgebiet II 3.3, Wasseraufbereitung)
Assoziierte Partner:
•    HOFOR (Wasserversorgung und Abwasserentsorgung Kopenhagen)
•    Zweckverband Wasserversorgung und Abwasserentsorgung Ostharz

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Dr.-Ing. Barbara Wendler, NN

Problemstellung:

Der Einsatz von Antiskalanten (AS) ist in der Aufbereitung von Trinkwässern mittels Umkehr¬osmose (RO) bzw. Nanofiltration (NF) in Deutschland gängige Praxis. In den ca. 90 Anlagen werden unter-schiedliche technische Produkte eingesetzt, i. d. R. auf Basis von Phosphonsäure, aber auch phosphorfreie AS auf Basis von Polyacrylsäuren. Die zugelassenen Antiskalanten sind in der §-20-Liste der TrinkwV festgelegt.
Das Vorläuferprojekt KonTriSol (Förderung BMBF/DVGW, Projektende 2023) zeigte akute Problemlagen beim Einsatz von AS in der Membranfiltration auf. Es wurden Restkonzentrationen von Antiskalanten in Permeaten bzw. Trinkwässern entsprechender Anlagen gefunden.
Außerdem ist bei P-haltigen Antiskalanten unklar, welche Auswirkung Nebenbestandteile der Produkte haben. Bei P-freien Produkten gibt es Hinweise, dass der Wirkstoffanteil mit kleiner Molekülmasse unwirksam ist oder Biofouling verursachen kann.

Vorgehensweise:

Es werden Lösungen mit Blick auf die jeweiligen Produktverunreinigungen der AS, die Humantoxizität sowie das Betriebsverhalten gesucht.
Unter direkter Einbindung des UBA als Projektpartner sollen sichere betriebliche, regelwerkbasierte und rechtliche Bedingungen für Deutschland abgeleitet werden.
Die konkreten Zielsetzungen sind folgende:

  • Weiterentwicklung der Analytik für die verschiedenen Arten von Antiskalanten, u.a. um den Umfang des Übertritts von AS in das Permeat der RO/NF zu klären
  • Vereinfachung der Analytik der AS durch Entwicklung einer „Analytischen Testbatterie“, damit vereinfachte, kostengünstige und schnelle Charakterisierungen umsetzbar sind
  • Identifikation von sicheren und unbedenklichen AS- Formulierungen (in Bezug auf Nebenbestandteile, Membrangängigkeit, Foulingpotential in RO/NF, Verkeimungspotential in Trinkwasserverteilung)
  • Untersuchung sogenannter „grüner“ Antiskalanten (in Deutschland noch nicht zugelassen) in Hinblick auf Wirksamkeit und mögliche Nebeneffekte
  • Vorschläge für eine rechtssichere Regelung über das technische Regelwerk des DVGW (W236) sowie die §-20-Liste der TrinkwV
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