gwf Wasser/Abwasser Aufruf zur Internationalität (Vorschau)

Ausbildung – Lehre und Forschung | FACHBERICHTE |
um ein mechanistisches Verständnis von Systemen mit
komplexen Fluid-Struktur-Interaktionen zu gewinnen.
Oft werden Bildgebung und Modellierung separat genutzt.
Diese Arbeit kombiniert die beiden Ansätze, um
sowohl den Einfluss der Trägergeometrie auf den entwickelten
Biofilm als auch den Einfluss der Biofilmstruktur
auf das umgebende Fluid und umgekehrt zu untersuchen.
Im ersten Schritt wurden vier verschiedene
Biofilmgeometrien, die sich auf einem BioChip M Träger
(AnoxKaldnes, Lund, Schweden) in einem Nitrifikations-
MBBR (Labormaßstab) gebildet hatten, mit der Optischen
Kohärenztomographie aufgenommen. Die Bilder
wurden binarisiert und für die Simulation von Strömung,
Stofftransport und biochemischer Umsetzung in
COMSOL (COMSOL Inc., Schweden) importiert. Erste
Simulationsergebnisse verdeutlichen, dass die Biofilmstruktur
einen bedeutenden Einfluss sowohl auf das
umgebende Strömungsfeld als auch auf den Substrattransport
hat (Bild 6).
Magnetische Nanopartikel zur Untersuchung von
Struktur und Stofftransport in biologischen Systemen
Maria Pia Herrling, Gisela Guthausen, Susanne Lackner,
Förderung: Carl Zeiss Stiftung
Natürliche und industriell hergestellte Nanopartikel
(NP) sind in der Umwelt und auch in technisch-aquatischen
Systemen allgegenwärtig. Da der globale Wasserkreislauf
der Hauptverbreitungspfad für NP ist, spielen
beispielsweise kommunale Kläranlagen als Quelle und
Senke eine wichtige Rolle. In diesem Projekt wird das
Verhalten magnetischer NP (MNP) in realen biologischen
Systemen beleuchtet. Konkret sollen biologische
Systeme aus technischer Anwendung, wie Biofilme und
Granula auf ihre Interaktion mit MNP untersucht
werden. Die Faktoren, welche die Wechselwirkung
beeinflussen, sind vielfältig: Oberflächenbeschaffenheit
der MNP, Struktur der Biomasse, wasserchemische Parameter
des umgebenden Mediums usw. Die Erkenntnisse
sollen dann sowohl zur Aufklärung von Stoff- und Partikeltransport
in diesen Biofilmen als auch zur Strukturaufklärung
selbst genutzt werden. Die qualitative und
quantitative Analyse (Konzentrationsmapping der MNP)
wird mittels Magnetischer Resonanz-Tomographie (MRT)
durchgeführt. Es werden analytische und bildgebende
Methoden kombiniert und evaluiert.
Technologische Evolution der Synergie zwischen physiko-chemischen
und lebenden Systemen (EVOBLISS)
Florian Blauert, Michael Wagner, Förderung: Europäische
Union
Im Rahmen des Projektes wird durch den Einsatz und
die Verknüpfung neuer Technologien und Verfahren
(z. B. 3D-Druck, Robotik, 3D-Bildgebung) die Evolution
von Biofilm-Modelsystemen mit dem Ziel eines optimalen
Betriebs angestrebt. Nähere Informationen und
Partneruniversitäten: http://www.evobliss.eu/
1.3 Aus der Tätigkeit der DVGW-Forschungsstelle,
Bereich Wasserchemie und Wassertechnologie
Wasserqualität
IWAS-AGUA DF – Integriertes Wasserressourcen-
Management für den Federal District Brasília
Marius Majewsky, Gudrun Abbt-Braun, Fritz H. Frimmel,
Förderung: Bundesministerium für Bildung und
Forschung (BMBF)
Der steigende Wasserbedarf stellt durch die stark wachsende
Bevölkerung von Brasília, der Hauptstadt von
Brasilien, ein zukünftiges Problem dar. Als eine mögliche
Lösung wird die Nutzung des Stausees Paranoá
(Oberfläche: 38 km 2 , Volumen: 4.98 . 10 8 m 3 ) als zusätzliche
Wasserressource zur Trinkwassergewinnung diskutiert.
Der See besitzt allerdings ein überwiegend urbanes
Einzugsgebiet, und die zwei größten Kläranlagen
Brasílias leiten in denselbigen ein. In den 1970er-Jahren
zeigte der See starke Eutrophierungserscheinungen
aufgrund des hohen Nährstoffeintrags, der besonders
starkes Algenwachstum verursachte. 1990 wurden die
Kläranlagen mit einer zusätzlichen Phosphoreliminierung
ausgestattet, was zu einer deutlichen Verbesserung der
Seewasserqualität führte. In Anbetracht der rasanten
Urbanisierung und auch der veränderten klimatischen
Bedingungen wird ein nachhaltiger Wassermanagementplan
benötigt.
Ziel dieses Projektes war es, die (Trink-)Wasserqualität
des Stausees Paranoá anhand ausgewählter wasserchemischer
Parameter, wie z. B. gelöster organischer
Kohlenstoff, Schwermetalle sowie organische Spurenstoffe,
während der Trocken- und Regenzeit zu be urteilen.
Ein breites Spektrum von verschiedenen Verbindungen
wurde dafür ausgesucht, welches u. a.
Pharmaka, Röntgenkontrastmittel, Süßstoffe, perfluorierte
Verbindungen und Algentoxine umfasste. Die
Resultate ermöglichen eine Aufstellung und Anpassung
bestehender und neuer Monitoringstrategien für die
Wasserreservoirs. Massenbilanzberechnungen wurden
verwendet, um Langzeiteffekte und Kosten-Nutzen-
Analysen von zusätzlichen Aufbereitungsmethoden,
Bild 7. Mitarbeiter
der
CAESB (brasilianischer
Wasserversorger)
und des
EBI bei der
Probenahme
auf dem
Stausee
Paranoá.
Juni 2014
gwf-Wasser Abwasser 767