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Abwasserbehandlung der Zukunft: Gesundheits-, Gewässer- und Ressourcenschutz

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[Quelle: http://d-nb.info]

Eine zukunftsfähige Abwasserbehandlung hat die Aspekte des Gesundheits-, Gewässer- und Ressourcenschutzes zu vereinen. Gesundheits- und Gewässerschutz sind miteinander verknüpft und umfassen Fragestellungen der Behandlung/Elimination der verschiedenen Inhaltsstoffe in Bezug auf die (Ab-)Wassernutzung. Ressourcenschutz beinhaltet die Aspekte der Ressourceneffizienz, d. h. die Minimierung des Ressourcenverbrauchs sowie der Ressourcenrückgewinnung. Einen wichtigen Aspekt bildet hierbei die Verknüpfung von Wasser und Energie. Der im Abwasser enthaltene Kohlenstoff kann als chemisch gebundene Energie genutzt werden. Von zentraler Bedeutung für die Bewertung der chemisch gebundenen Energie ist dabei der chemische Sauerstoffbedarf (CSB). Der Vergleich einer theoretisch ermittelten CSB-Bilanz mit Messdaten von diversen Klärschlämmen insbesondere in Bezug auf CSB und Brenn- bzw. Heizwert zeigt dabei eine gute Übereinstimmung, woraus sich Kenndaten in Bezug auf die Klärschlammarten (Primär-, Überschuss-, Faulschlamm) ableiten lassen. Des Weiteren zeigt die Untersuchung des Brenn- bzw. Heizwertes, dass über die stöchiometrische Berechnung des CSB eine gute Annäherung an den Heizwert möglich ist. Für eine ganzheitliche Betrachtung der Klärschlammbehandlung ist die Berücksichtigung der Emissionen notwendig, wobei für den Bereich der anaeroben Klärschlammbehandlung die Methanemissionen, bestehend aus dem im Faulschlamm gelösten Methan, dem Restgaspotenzial sowie dem Methanschlupf bei der Verwertung im Blockheizkraftwerk, im Fokus stehen. Wenngleich der Anteil der Methanemissionen an der CSB-Gesamtbilanz gering ist, so verschiebt sich die Relevanz aufgrund des im Vergleich zu Kohlendioxid höheren Treibhauspotenzials von Methan.

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Bücher, Broschüren

DWA Topics T4/2016, October 2016. Design of wastewater treatment plants in hot and cold climates
DWA-Themen, Band T4/2016
Corrected version May 2019 (German original edition: October 2016).
2019, 304 S., 68 illus., 101 tab.,

 

 

The design of wastewater and sludge treatment plants under deviating wastewater and climatic conditions in other countries requires an amendment of existing design rules compliant to the DWA Set of Rules, which have been primarily developed for Central European conditions. This concerns, for example, the consideration of high or low wastewater temperatures, increased salt content or special discharge requirements. Within the framework of the "EXPOVAL" research project funded by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF), internationally applicable design approaches have been developed. The results have been prepared for the volume in the form of internationally applicable design approaches and supplement the DWA Set of Rules accordingly. The new and extended design approaches include activated sludge plants, trickling filter systems and wastewater ponds, UASB-reactors, plants for anaerobic sludge stabilisation and solar sewage sludge drying, aeration systems and the elimination of helminth eggs. Practical calculation examples are presented for all processes. In addition to the extension and adaptation especially to different temperature conditions, the design approaches in the volume were uniformly converted to the internationally widespread monitoring practice by means of daily average values and to the chemical oxygen demand (COD) for the cleaning objective of carbon degradation.

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DWA-Themen T1/2019, Mai 2019. Aktivkohleeinsatz auf kommunalen Kläranlagen zur Spurenstoffentfernung - Verfahrensvarianten, Reinigungsleistung und betriebliche Aspekte
DWA-Themen, Band T1/2019
2019, 108 S., 56 Abb., 13 Tab.,

 

 

In der Fachwelt wird derzeit für kommunale Kläranlagen sowohl die Anwendung von Aktivkohle als auch der Einsatz von Ozon bzw. eine kombinierte Anwendung beider Betriebsmittel als Möglichkeit angesehen, um gelöste organische Spurenstoffe aus dem Abwasser zu entfernen. Ende des Jahres 2017 waren im deutschsprachigen Raum bereits rund 20 Kläranlagen vorhanden, auf denen Aktivkohle dauerhaft zur weitergehenden Abwasserreinigung bzw. gezielten Spurenstoffelimination eingesetzt wird. Von mehr als 15 weiteren Kläranlagen ist bereits bekannt, dass sie in den nächsten 5 Jahren um ein Aktivkohleverfahren zur gezielten Spurenstoffelimination erweitert werden. Der Themenband gibt einen Überblick über den gegenwärtigen Wissensstand zum Aktivkohleeinsatz auf Kläranlagen zur Spurenstoffentfernung. Hierzu sind verschiedene Teilaspekte zur Aktivkohleanwendung dargelegt. Insbesondere werden die Ausführung und Spurenstoffeliminationsleistung von geeigneten Aktivkohleverfahren beschrieben. Es werden Hinweise zu betrieblich relevanten Aspekten gegeben, wirtschaftliche Gesichtspunkte der Aktivkohleanwendung auf Kläranlagen aufgeführt und Entscheidungs- und Bewertungskriterien zur Findung eines geeigneten Aktivkohleverfahrens aufgezeigt. Die aufgeführten Auslegungsgrößen der bereits in Betrieb befindlichen Aktivkohleanlagen sind hierbei nicht als allgemeingültige Bemessungsvorgaben zu verstehen. Jedoch ist nach den bisherigen Erfahrungen bei Einhaltung dieser Angaben ein stabiler Anlagenbetrieb gegeben. Der Themenband "Aktivkohleeinsatz auf kommunalen Kläranlagen zur Spurenstoffentfernung" wurde von der DWA-Arbeitsgruppe KA-8.6 "Aktivkohle" im DWA-Fachausschuss KA-8 "Verfahren der weitergehenden Abwasserreinigung nach biologischer Behandlung" erstellt. Der Themenband richtet sich an Betreiber, Planer und genehmigende Behörden.

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Gemeinschaftspublikation DIN EN 1610: 2015/DWA-A 139:2019 Einbau und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen
2019, 136 S., 297 mm, Hardcover
Beuth

 

 

Die Gemeinschaftsausgabe unterstützt Anwender dabei, die im Dezember 2015 neu herausgegebene Norm DIN EN 1610 "Einbau und Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen" interpretieren und im konkreten Einzelfall leichter auslegen zu können. Die Anwendungsgebiete sind der Einbau und die Prüfung von Abwasserleitungen und -kanälen in Gräben, bei Dammbedingungen oder oberirdischer Verlegung. Die Gemeinschaftsausgabe richtet sich an Handwerker, Planer, Sachverständige sowie an Zuständige für Genehmigungen in Behörden. Die Originalfassungen beider Dokumente werden abschnittsweise zusammengeführt. Dabei sind die Textpassagen aus dem aktuellen DWA-Arbeitsblatt blau unterlegt, so dass der Anwender die Inhalte auf den ersten Blick zuordnen kann. Zusammenhänge und Ergänzungen sind so klar erkennbar.

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DWA-Themen T1/2018, November 2018. Abflusssteuerung in Kanalnetzen - Anwendungsbeispiel
DWA-Themen, Band T1/2018
2018, 49 S., 23 Abb., 8 Tab.,

 

 

Die europäische Wasserrahmenrichtlinie fordert in Artikel 4 'Umweltziele' den guten Zustand der Gewässer. Dies impliziert einen ganzheitlichen, ökologischen Ansatz bei der Bewirtschaftung von Gewässern. Eine Abkehr von der bisherigen zumeist punktuellen hin zu einer linienförmigen Betrachtungsweise mit der Bezugsgröße Gewässerabschnitt bedarf deshalb eines aufeinander abgestimmten Betriebskonzepts. Mit den heute zumeist statisch wirkenden (ungesteuerten) Entwässerungstechniken lassen sich die zukünftigen Forderungen nicht ohne weiteres widerspruchsfrei erfüllen. Gerade vor dem Hintergrund von Ressourcenschonung und technischer Innovation bietet sich die integrale Abflusssteuerung (iAST) als eine Planungsvariante an. Der Themenband liefert ein Anwendungsbeispiel für die Planung einer integralen Abflusssteuerung und orientiert sich dabei an dem Merkblatt DWA-M 180 "Handlungsrahmen zur Planung der Abflusssteuerung in Kanalnetzen". Das Beispiel beruht auf einem fiktiven Kanalnetz, das eine Vielzahl von Randbedingungen aufweist, die für reale Kanalnetze charakteristisch sind und die Planung einer integralen Abflusssteuerung bestimmen. Das Beispiel soll eine Hilfestellung für Interessierte bieten, um auch bei abweichenden Randbedingungen eine systematische und erfolgversprechende Planung zu ermöglichen. Der Themenband richtet sich an Abwasserbeseitigungsbetriebe und deren Auftragnehmer, die das Bewirtschaftungspotenzial von Entwässerungssystemen zur Verbesserung von Gewässerschutz und betrieblicher Effizienz nutzen wollen.

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Thomas Uckschies
Feinrechen in der Abwasserreinigung
Wasser: Ökologie und Bewirtschaftung
Planung und störungsfreier Betrieb für kommunale Kläranlagen. E-Book inside
2018, XIV, 363 S., 19 SW-Abb., 188 Farbabb. 240 mm, Softcover
Springer, Berlin

 

 

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Forschungsberichte

Bauforschungsberichte, Kurzberichte, Dissertationen, Hinweise auf laufende und abgeschlossene Forschungsvorhaben sowie Bauforschungs-Informationen aus dem deutschsprachigen Raum können Sie sich kostenlos/kostenpflichtig als Download direkt auf den Bildschirm holen oder online auf Papier bestellen.
Weitere Informationen rund um das Thema Bauforschung finden Sie in unserem
Portal Bauforschung

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Ansgar Beuth, Achim Hamann
Hemmnisse und Potenziale der Abwasserwärmenutzung zur Gebäudeheizung - technische, wirtschaftliche, planerische und rechtliche Aspekte
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3123
2019, 120 S., 63 Abb. u. 1 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es ist festzustellen, dass das Potenzial der Abwasserwärmenutzung bisher nicht in dem bestmöglichen Maße genutzt zu werden scheint, obwohl ausgereifte Technologien zur Verfügung stehen. Demnach ist der Kernfrage nachzugehen, welche Hemmnisse und Anreize im Zusammenhang bei der Abwasserwärmenutzung vorliegen und welche Strategien zur Beseitigung technischer, wirtschaftlicher, planerischer und rechtlicher Hemmnisse zur Einbeziehung der Abwasserwärmenutzung in den Wärmemarkt formuliert werden können. Dazu waren die Akteure der Immobilienwirtschaft, des Hochbaus bzw. der Bauwirtschaft im Allgemeinen zu identifizieren, die bei der Entwicklung, der Planung, dem Bauen und Betreiben von Immobilien beteiligt sind. Um deren Erfahrungen und Standpunkte zu nutzen, kam methodisch eine thematisch strukturierte Online-Befragung mit einem Höchstmaß an Datensicherheit in Frage. Festgestellt wurde, dass Defizite bezüglich Erfahrungen, Informationsbezug und Kenntnissen zu Investitionskosten und Wirtschaftlichkeit bestehen. Daraus leiten sich die Strategien und Handlungsfelder ab aus denen dann Handlungsempfehlungen zur Steigerung der Anwendungsfälle der Abwasserwärmenutzung formuliert wurden.

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Alexander Vogt, Christoph van Treeck
Optimierung von Abwasserwärmetauschern für den gebäudetechnischen Einsatz. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 3055
2018, 102 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die zentrale Problematik bei der Wärmerückgewinnung aus Abwasser ist der gehemmte Wärmeübertrag. Grund dafür ist der Biofilm auf den Wärmeüberträgern, der sich im Abwasser bildet. Dieses Biofilmwachstum wurde bisher nur unzureichend untersucht und daher zum Gegenstand dieses Forschungsprojektes gemacht. Dazu wurde ein Versuchsstand konzipiert, der es ermöglicht das Biofilmwachstum auf Wärmeübertragern ausreichend genau zu ermitteln. Es wurden verlässliche Angaben über die Biofilmentwicklung auf Wärmeübertragern sowie die Höhe der Wärmeübertragsreduktion ermittelt. Außerdem wurden verschiedene Arten der Anströmung auf den Wärmeübertrager durchgeführt und dadurch eine Reduktion des Biofilms erreicht.

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Membranfiltration in Hessen - Teil 2 und Gesamtzusammenfassung
Wasser - Abwasser - Umwelt, Schriftenreihe des Fachgebietes Siedlungswasserwirtschaft, Universität Kassel, Band 24
2009, V, 90 S., 21 cm, Softcover
kassel university press

 

 

Der Band gibt die Ergebnisse eines durch das Hessische Ministerium für Umwelt, ländlichen Raum und Verbraucherschutz geförderten Vorhabens wieder, in dessen Rahmen der Einsatz des Membranbelebungsverfahrens zum Zweck der Ertüchtigung von Kläranlagen in Hessen auf seine praktische Anwendbarkeit und Verfahren spezifische Besonderheiten, insbesondere den Einfluss des bei Ertüchtigungsmaßnahmen prinzipbedingt niedrigeren Trockensubstanzgehaltes, untersucht wurde. In dem hier beschriebenen in 2004 abgeschlossenen zweiten Projektteil wurde in Ergänzung der in Band 23 bereits dargelegten Untersuchungen das System der Firma Kubota untersucht. In dem Band finden sich die Ergebnisse dieser Untersuchungen, gefolgt von der Darlegung der zusammenfassenden Erkenntnisse und Empfehlungen, gewonnen aus beiden Projekten.

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D. Stein, A. Brauer
Entwicklung von Prüf- und Beurteilungskriterien für Sanierungsverfahren für Abwasserleitungen zur Erteilung bauaufsichtlicher Zulassungen. Abschlussbericht
Bauforschung , Band T 3059
2004, 144 S., 12 Abb., 26 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Für die bauliche Sanierung von Abwasserleitungen und -kanälen ist generell eine Qualitätssicherung erforderlich, um eine fach- und umweltgerechte Ausführung zu gewährleisten. Grundlage der Qualitätssicherung sind verfahrensspezifische Eignungsnachweise. Sie haben die Aufgabe, im Rahmen von Prüfungen unter simulierten Betriebsbedingungen die Tauglichkeit des jeweiligen Sanierungsverfahrens nachzuweisen. Zur Zeit existieren keine allgemeinen Richtlinien oder verbindliche und einheitliche Kriterien zur Beurteilung der Eignung von Sanierungsverfahren. Im diesem vom DIBt geförderten Forschungsvorhaben wurden allgemeine Prüfrichtlinien für die wichtigsten grabenlosen Verfahren zur Reparatur, Renovierung und Erneuerung von nichtbegehbaren Abwasserleitungen (DN/ID kleiner gleich 800) entwickelt, auf deren Grundlage zukünftig die Erteilung entsprechender Allgemeiner bauaufsichtlicher Zulassungen durch das DIBt nach einheitlichen Prüf- und Beurteilungskriterien erfolgen können (Nachweis der bautechnischen Eignung und Nachweis der verfahrensbezogenen Umweltverträglichkeit). Die Arbeitsanleitungen umfassen: - Allgemeine Eignungsprüfungen; - Geometrische Eignungsprüfungen; - Physikalische Eignungsprüfungen; - Chemische, biologische und biochemische Eignungsprüfungen; - Sonstige Eignungsprüfungen; - Umweltverträglichkeitsprüfungen. Die Ergebnisse dieses Forschungsvorhabens sollen als Grundlage für die Erarbeitung einer entsprechenden DIBt-Richtlinie bzw. eines DIBt-Merkblattes dienen. Darüber hinaus sollen sie auch einen Beitrag zur Verbesserung der Qualität der Ausführung von Sanierungsarbeiten leisten und insofern helfen, die diesbezüglichen Bestrebungen der Kommunen und Kanalnetzbetreiber sowie der zuständigen Verbände (z.B. Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V. (ATV-DVWK), Güteschutz Kanalbau) zu unterstützen.

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H. Doll, K. Hilmer, A. Hoch
Dimensionierung von Linern zur Sanierung geschädigter Rohrleitungen. Schlußbericht
Bau- und Wohnforschung
1998, 96 S., Abb.,Tab.,Lit.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die experimentelle Verifizierung der Berechnungsannahmen der ATV M127 Teil 2 war Ziel des Forschungsvorhabens. Untersucht wurde das auflastbedingte Verformungsverhalten von mit Schlauchlinern sanierten Betonrohren DN 800. Es wurden 2 großmaßstäbliche Versuche mit 2 unterschiedlichen Linerwandstärken (9,0 mm bzw. 18,0 mm) durchgeführt. Die maximalen Linerbeanspruchungen traten bei beiden Versuchen in der Sohle auf. Ferner wurde deutlich, daß der dünnere Liner unabhängig von der Laststufe nur ca. 50% der Beanspruchung des dickeren Liners erfährt. Der Vergleich zwischen experimentellen und numerischen Ergebnissen ergab keine befriedigende Übereinstimmung. Als Schlußfolgerungen hinsichtlich der Planung von Sanierungsmaßnahmen ergeben sich: Mit Linern sanierte biegesteife Rohre weisen ein erhebliches Verformungsvermögen auf. Die gemessenen Linerdehnungen zeigen ferner, daß ein dünnerer Liner geringer beansprucht wird; d.h. gegenüber einer Berechnung nach ATV A127 (bisher gängige Praxis) können erhebliche Einsparungen erzielt werden.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Kionka, Tom
Rückstau managen. Rückstauschutz verstehen und managen
Baugewerbe, 2019

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König, Klaus W.
Wasserrecycling auf hohem Niveau. IKEA in Kaarst bezieht Grau- und Regenwasser in die Sanitärtechnik ein
Bauen plus, 2018

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Rödel, Sascha; Günthert, F. Wolfgang
Auswahl und Bewertung von Verfahren zur Spurenstoffelimination
wwt Wasserwirtschaft Wassertechnik, 2018

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Hausanschlusssanierung in ungewohnten Höhen
3R Fachzeitschrift für sichere und effiziente Rohrleitungssysteme, 2018

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Diel, Matthias; Sack, Andreas
Einsatz von kontinuierlich durchströmten Sandfiltern bei der Spurenstoffelimination
wwt Wasserwirtschaft Wassertechnik, 2018

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