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Aktuelle Forschungsprojekte

Untersuchungen zur Eliminierung von sog. Mikroverunreinigungen aus Wasser und Abwasser durch Biomembranverfahren sowie ihr Vergleich mit anderen biologisch gestützten Verfahren

Ziel dieses Vorhabens sind Untersuchungen zur Eliminierung und Mineralisierung von sog. Mikrokontaminationen in industriellem / kommunalem Abwasser durch Biodegradationsprozesse in innovativen Verfahrenskonzepten. In Phase I des Projektes sollen bakterielle Isolate / Biozönosen gewonnen werden, die zum Abbau definierter Mikrokontaminationen geeignet sind. Bei erfolgreicher Durchführung der Phase I wird in Phase II der Schwerpunkt der Forschungsarbeit auf Biomembranverfahren mit gezielter Immobilisierung der spezialisierten Biozönosen aus Phase I auf den Membranträgern und deren Einsatz zur Behandlung genannter Abwässer liegen, wobei alternative biologische Verfahren im labor- und halbtechnischen Maßstab betrieben und zu Vergleichs- und Bewertungszwecken herangezogen werden. Am Ende des Projektes soll ein Konzept vorliegen, auf dessen Basis eine großtechnische Implementierung in Verfahren zur Behandlung kommunaler / industrieller Abwässer möglich ist.

Das Ziel des Projektes ist es, verschiedene biologische Prozesse bezüglich ihrer Effizienz hinsichtlich der Elimination von ausgewählten Schadstoffen untereinander zu Vergleichen. Die ausgewählten Schlüsselverbindungen sind Paracetamol, Ibuprofen, Diclofenac, Triclosan and Fluoxetine. Hingegen anderer Projekte liegt der Fokus hier auf dem biologischen Abbau von diesen Verbindungen und nicht ihrer Adsoption, da die letztere Situation nicht zu einer permamenten Elimination führt. Durch die landwirtschaftliche Verwertung der Klärschlämme werden Schadstoffe wieder in den Stoffkreislauf eingeführt.Im ersten Schritt wird der biologische Abbau der Stoffe nachvollzogen und die erhaltenen Isolate in der zweiten Phase im Pilotmaßstab als Impfstoff verwendet.

Gesamtprojektlaufzeit: 07/2013- 12/2016

Projektlaufzeit an der TU KL: 01/2016-12/2016

Bearbeiter/in: Prof. Dr.-Ing. Heidrun Steinmetz

Förderung: Willy-Hager-Stiftung, Stuttgart


Biopolymerproduktion aus industriellen Abwasserströmen - Einflussfaktoren auf Teilprozesse und Entwicklung von Mess-Steuer- und Regelungsstrategien zur Schließung der Verfahrenskette

Konventionelle Kunststoffe werden heute überwiegend aus Rohölen hergestellt, deren Verfügbarkeit begrenzt und deren Förderung nicht nachhaltig ist. In Europa und Deutschland führt das Fehlen nennenswerter eigener Ressourcen außerdem zu erheblichen politischen Abhängigkeiten. Neben der Endlichkeit, der Klimaschädlichkeit und der umweltverschmutzenden Förderung des Rohstoffs Erdöl stellt die hohe Beständigkeit von Kunststoffen gegenüber natürlichen Zersetzungsprozessen (chemisch/physikalischer oder biologischer Abbau) ein erhebliches Umweltproblem dar und sorgt für eine zunehmende Anreicherung von weggeworfenem Kunststoffmaterialien in der Umwelt. Zur Minderung dieser Probleme ist die Entwicklung neuer, umwelt- und ressourcenschonender Herstellungsverfahren erforderlich, die Erdöl durch nachhaltig gewonnene Rohstoffe substituieren. Erste Forschungsergebnisse in noch stark vereinfachten Systemen zeigen, dass sowohl Primärschlamm kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen als auch Abwässer mit hohem organischem Anteil eine solche alternative Rohstoffquelle darstellen können. Derzeit bestehen aber noch erhebliche Wissenslücken sowohl im grundlegenden Prozessverständnis als auch in der Entwicklung einer abgestimmten Verfahrenskette und der Prozesssteuerung.

Übergeordnetes Projektziel ist daher die Weiterentwicklung einer Verfahrenskette zur Biopolymerproduktion aus Abwasserströmen der Lebensmittelindustrie zu erarbeiten. Das Projekt soll einen substanziellen Beitrag zur Verbesserung des Prozessverständnisses und der Einflussfaktoren auf die einzelnen Schritte der Biopolymerherstellung aus Abwasser liefern. Darauf aufbauend wird die Prozesskette sukzessive geschlossen, um Auswirkungen unterschiedlicher Rahmenbedingungen und Betriebseinstellungen auf die Biopolymerausbeute und -zusammensetzung bewerten zu können. Mittels Entwicklung von MSR-Strategien soll auch bei schwankender Abwasserzusammensetzung ein dauerhaft stabiler Betrieb erzielt werden.

Projektlaufzeit: 01/2018- 06/2020

BearbeiterIn: Thomas Uhrig M.Sc., Prof. Dr.-Ing. Heidrun Steinmetz

Förderung: Willy-Hager-Stiftung, Stuttgart