Für die Anwendung von Neuartigen Sanitärsystemen ist es notwendig, Grau- und Schwarzwasser direkt am Entstehungsort getrennt zu erfassen und abzuleiten. Schwarzwasser wurde als wichtige Nährstoffressource identifiziert. Grauwasser lässt sich einfacher reinigen und wiederverwenden als gemischtes Abwasser. Die technische und ökonomische Möglichkeit, vorhandene Rohrleitungssysteme nachträglich für die Bedürfnisse Neuartiger Sanitärsysteme umzurüsten ist jedoch fraglich. Beide Forschungsfragen wurden in diesem Forschungsprojekt bearbeitet, indem ein neues Inliner-System mit Doppel-Inversionen und zwei Liner-Querschnitten unterschiedlicher Größe für Grau- und Schwarzwasser auf seine Praxistauglichkeit geprüft wurde.
Aktualisiert: 2023-06-01
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BASt V 305: Pilotversuche zur Behandlung der Abwässer von PWC-Anlagen
M. Hartmann, J. Londong
60 S., 50 Abb., 6 Tab., ISBN 978-3-95606-381-7, 2018, EUR 15,50
Die spezifische Charakteristik der an PWC-Anlagen anfallenden Abwässer (viel Urin und hoher Anteil von Toilettenpapier und Grobstoffen im Abwassergemisch), deren Ursache (Nutzerverhalten, sparsame Sanitärtechnik) und schließlich die Konsequenzen (Betriebsstörungen durch Verstopfungen und Ablagerungen, Schwierigkeiten bei der biologischen Behandlung und Schlammabfuhr) erfordern an-gepasste Konzepte und Technologien für einen wirtschaftlichen und sicheren Betrieb der Abwasser-entsorgung von PWC-Anlagen.
Aufbauend auf den Erkenntnissen des Forschungsvorhabens FE 02.202/2000/MRB wurde die Planung und Umsetzung der abwassertechnischen Sanierung der PWC Anlage ,,Jalmer Moor“an der BAB A7wissenschaftlich begleitet sowie der Betrieb evaluiert.
Einerseits wurde Augenmerk auf den wirksamen Rückhalt von Feststoffen in einer Vorklärung gelegt, der speziell für die Betriebssicherheit von Bodenfiltern entscheidend ist. Anderseits wurde die Ab-trennung von männlichem Urin aus dem Abwassergemisch als mögliche Option zur Stabilisierung des Reinigungsprozesses untersucht.
Im Projekt konnten konstruktive Empfehlungen für die Absetzbehälter von PWC-Anlagen abgeleitet werden und gezeigt werden, dass sich Bogensiebe als Alternative zu Absetzbecken auf Grund zu er-wartender betrieblicher Probleme nicht eignen.
Die Untersuchungen zur Urinabtrennung zeigten, dass diese einen signifikanten Beitrag zur Sicher-stellung von Ablaufgrenzwerten und insbesondere zur Stabilisierung der Nitrifikation im Bodenfilter leisten kann. Urinabtrennung allein ist kein Garant für das Einhalten von Ablaufgrenzwerten. Wichtig ist der ordnungsgemäße Betrieb der Gesamtanlage, der solide Fachkunde erfordert und deshalb bevorzugt an eine geeignete Institution/Firma übergeben werden sollte. Auf tägliche Kontrollgänge, wie sie prinzipiell von geschultem bzw. eingewiesenem Personal der Autobahnmeisterei zu leisten wäre, kann letztlich nicht verzichtet werden. Der zeitliche Aufwand dafür lässt sich nur durch eine geeignete konstruktive Gestaltung der Anlage in Grenzen halten. Bei der Planung zukünftiger Anlagen müssen deshalb die Belange des späteren Betreibers wesentlich stärker Berücksichtigung finden.
Aktualisiert: 2020-01-16
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Für die Anwendung von Neuartigen Sanitärsystemen ist es notwendig, Grau- und Schwarzwasser direkt am Entstehungsort getrennt zu erfassen und abzuleiten. Schwarzwasser wurde als wichtige Nährstoffressource identifiziert. Grauwasser lässt sich einfacher reinigen und wiederverwenden als gemischtes Abwasser. Die technische und ökonomische Möglichkeit, vorhandene Rohrleitungssysteme nachträglich für die Bedürfnisse Neuartiger Sanitärsysteme umzurüsten ist jedoch fraglich. Beide Forschungsfragen wurden in diesem Forschungsprojekt bearbeitet, indem ein neues Inliner-System mit Doppel-Inversionen und zwei Liner-Querschnitten unterschiedlicher Größe für Grau- und Schwarzwasser auf seine Praxistauglichkeit geprüft wurde.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Sten Meusel
Weiterentwicklung der stoffbezogenen Maßnahmenplanung zur Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie am Beispiel des Einzugsgebietes der Ilm
Band 21. Schriftenreihe des Lehrstuhls Abfallwirtschaft und des Lehrstuhls Siedlungswasserwirtschaft
308 Seiten. DIN A5. Broschur. 2008. Preis: 29,80 Euro. Zahlr. Abbildungen und Tabellen, 7 davon farbig. ISBN 978-3-938807-90-3. ISSN 1862-1406. Rhombos-Verlag.
Für die schrittweise Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie ist es notwendig, zahlreiche neuartige Ansätze bzw. Methoden zu entwickeln, die gemäß den Zielen der Richtlinie ein interdisziplinäres Fachspektrum abdecken müssen. Ziel der Dissertation war daher die Entwicklung einer integrierten Methodik zur Identifizierung kosteneffektivster Maßnahmen. Zur thematischen Abgrenzung beschränkte sich die Arbeit auf die Untersuchung stofflicher Einträge in die Binnengewässer (Schwerpunkt Fließgewässer), ohne die ganzheitliche Analyse für alle gewässerbeeinträchtigenden Ursachen zu vernachlässigen. Bestehende Ansätze aus der Literatur wurden vor dem Hintergrund einer umfassenden Recherche der thematischen Grundlagen schrittweise miteinander verglichen und notwendige Verbesserungen abgeleitet.
Für die „ergänzenden“ Maßnahmenbetrachtungen war eine stärkere Fokussierung auf die Anforderungen und die daraus bestimmten biologischen Defizite bzgl. des „guten ökologischen Zustandes“ der Oberflächengewässer vorzunehmen. Nach dem vorliegenden Entwicklungsstand der Bewertungsverfahren konnten nur die Parameter BSB5, oPO4-P bzw. Pges, Salz, Durchgängigkeit sowie eine Versauerung weitgehend klar als Ursachen für Defizite biologischer Qualitätskomponenten zugeordnet werden. Um auf der Ebene von Flussteileinzugsgebieten ebenfalls die akuten toxischen Wirkungen niederschlagsbedingter Abwassereinleitungen im Gewässer berücksichtigen können, wurden Kriterien für eine notwendige Anwendung immissionsbedingter Nachweise erstellt und diese mit der integrierten Methodik verknüpft.
Da die gemessenen und/oder modellierten stofflichen Emissionen der jeweiligen Eintragspfade unterschiedliche Genauigkeiten aufweisen, wurde ein Konzept mit Unsicherheitsfaktoren f1 bis f7 entwickelt, über deren Anwendung im Zusammenhang mit weiteren Unsicherheiten aus der Prognose des „Baseline-Scenarios“, dem Ansatz der LAWA-Orientierungswerte, den vorliegenden Immissionsdaten, den Kenngrößen zur Maßnahmenumsetzung sowie den Modellansätzen zur Nutzenabschätzung mögliche Minimal- und Maximalwerte der Maßnahmenkosten und ‑nutzen berechnet werden können. Die Ergebnisse sollten bei der abschließenden Entscheidungsfindung und Maßnahmenauswahl berücksichtigt werden, da sie die mögliche Spannweite des finanziellen Aufwandes zur Erreichung der Umweltziele aufzeigen.
Die Erweiterung von Kosten-Nutzen-Betrachtungen um den stoffbezogenen Maßnahmennutzen bediente sich vorhandener umweltökonomischer Instrumente in der Vorstellung eines vereinfachten empirischen „Stufenmodells“. Neben der bereits praktizierten Bestimmung „unverhältnismäßig hoher“ Belastungen für Kostenträger wurde somit eine Möglichkeit eröffnet, die ökonomische Verhältnismäßigkeit der stoffbezogenen Maßnahmen abwägen zu können.
Durch eine schrittweise Anwendung der integrierten Methodik am Flusseinzugsgebiet der Ilm konnte die Praktikabilität der Ansätze überprüft und dokumentiert werden. Ergebnis dieser Anwendung sind mittlere Gesamtkosten (ohne Verwendung der f-Faktoren) zur Erreichung eines „guten Zustandes“ in den Oberflächengewässern und im Grundwasser von 186.000 €/a für eine Umsetzung der „grundlegenden Maßnahmen“ und 16,18 Mio. €/a für eine Realisierung „ergänzender Maßnahmen“. Die zu erwartenden Kosten können bei Einbeziehung möglicher Abweichungen bzw. Unsicherheiten zwischen 2,32 Mio. €/a minimal und 159,70 Mio. €/a schwanken, wobei die Unterschiede vor allem aus den Unsicherheiten bei einer Maßnahmenimplementierung in der Landwirtschaft resultieren. Die Variationskoeffizienten dieser Maßnahmenkosten betragen bis zu 170 %.
Auf Grundlage der Nutzen-Kosten-Betrachtung scheint trotz signifikanter Ergebnisunsicherheiten bei ausschließlicher Betrachtung des Ilm-Einzugsgebietes, wahrscheinlich eine ökonomische Unverhältnismäßigkeit der Maßnahmenkosten zu bestehen. Ca. 95 % des Gesamtbetrages fallen jedoch aufgrund der Vermeidung einer erhöhten Trophie an, deren ökonomischer Nutzen im Rahmen der Dissertation nur ungenügend quantifiziert werden konnte, da angenommen wird, dass er sich hauptsächlich aus einer Vermeidung der Umweltschäden im Meer ergibt. Diese Nutzeffekte sind in einer übergeordneten Untersuchung der gesamten Flussgebietseinheit zu monetarisieren.
Die entwickelte integrierte Methodik erwies sich bei der Anwendung am Beispiel des Ilm-Einzugsgebietes als praktikabel, sodass die Übertragbarkeit auf vergleichbare Flussgebiete möglich sein sollte. Voraussetzung für eine Anwendung ist vor allem eine ausreichende, weitgehend konsistente Datenlage, um Fehlentscheidungen und widersprüchliche Ergebnisse zu minimieren.
Aufgrund der fachlichen Interdisziplinarität ergeben sich vielfältige Ansätze für zukünftige Verbesserungen der Methodik, die im Kontext weiterer Untersuchungen durchzuführen sind und folgende Punkte aufgreifen könnten:
Fortschreibung des Maßnahmenkataloges
Erweiterung der Systemgrenzen um strukturelle, mengenmäßige und direkt biologische Belastungen auf die Gewässer
Verknüpfung mit den Belangen des Naturschutzes
Entwicklung von anknüpfenden verursachergerechten Kostenverteilungsmodellen auf Flussgebietsebene
Betrachtung der zeitlichen Ebene bei der Maßnahmenumsetzung und -priorisierung
Bei allen Weiterentwicklungen sollten stets die Unsicherheiten der Planung berücksichtigt werden, da sie nach den Ergebnissen dieser Arbeit als ein zentrales Element der integrierten Maßnahmenanalysen angesehen werden dürfen.
Das Ziel eines optimierten Gewässerschutzes im Sinne der EG-Wasserrahmenrichtlinie kann nur erreicht werden, wenn neben übergeordneten Leitbildern pragmatische, nicht-politisch motivierte interdisziplinäre Konzepte von Seiten der Wissenschaft vorgeschlagen und durch die wasserwirtschaftliche Administration aufgegriffen werden. Die im Rahmen dieser Arbeit abgeleitete Methodik soll hierzu einen Beitrag liefern und kann von den zuständigen Behörden bei der weiteren nationalen Umsetzung der EG-Wasserrahmenrichtlinie als wissenschaftlich fundiertes und transparentes Werkzeug vollständig oder partiell genutzt werden.
Aktualisiert: 2022-10-27
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KREIS ist ein transdisziplinäres Forschungsprojekt, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Mit KREIS wurden innovative Konzepte und Verfahren für die Versorgung und Entsorgung urbaner Räume am Beispiel einer konkreten Umsetzung des HAMBURG WATER Cycle® (HWC) weiterentwickelt und erforscht.
KREIS ist die Abkürzung für „Kopplung von regenerativer Energiegewinnung mit innovativer Stadtentwässerung“ und bedeutet sinngemäß, dass untersucht wird, unter welchen Rahmenbedingungen zur Deckung des Strom– und Wärmebedarfs eines Stadtquartiers die hier anfallenden (Ab)Wässer und Bioressourcen in Verbindung mit weiteren regenerativen Energiequellen genutzt werden können.
Konzeptuelle Grundlage des HWC ist die getrennte Erfassung, Sammlung, Behandlung und Nutzung der Abwasserteilströme Schwarzwasser, Grauwasser und Niederschlagswasser.
Schwarzwasser eignet sich aufgrund seiner hohen Konzentration an organischen Stoffen für eine Vergärung und somit für die Produktion von Biogas. Weitere Bioressourcen, wie z.B. Fette, Speisereste, Rasenschnitt oder Fraktionen davon können in der Vergärungsanlage für Schwarzwasser mitbehandelt werden und liefern zusätzlich Wärme und Strom. Der Strom kann in das öffentliche Netz eingespeist werden; ein Teil der Wärme wird für die Temperierung der Vergärungsanlage verwendet, der Wärmeüberschuss kann zur Nutzung im Stadtquartier zur Verfügung stehen.
Grauwasser soll mit energieschonenden Verfahren gereinigt und in die Umwelt zurückgeführt werden. Die direkte Einleitung des behandelten Grauwassers in ein urbanes Gewässer hat Vorteile, auch eine anderweitige Nutzung (z.B. als Spülwasser für die Toiletten) ist möglich. Das Niederschlagswasser wird naturnah und vor Ort bewirtschaftet.
Da Unterdrucktoiletten andere Geräusche machen als die allseits bekannten Spültoiletten, wurden diese anhand von Schalluntersuchungen bewertet. Es ist bekannt, dass Inkrustationen in Unterdrucksystemen auftreten können. Für Schwarzwasser lagen bisher nur wenige Erfahrungen vor. Daher wurde die Unterdruckentwässerung für Schwarzwasser eingehend untersucht. Insbesondere aus dem Demonstrationsprojekt Flintenbreite ist bekannt, dass die Einbauhinweise der Unterdruckentwässerungsanlagen im Gebäude einen signifikanten Einfluss auf die Geräuschbelastung hat. Daher wurden hierzu und zum Betrieb der Anlagen Empfehlungen erarbeitet und publiziert. Die Mechanismen der Bildung von Ablagerungen in Unterdruckentwässerungssystemen zur Schwarzwasserableitung sind identifiziert und Möglichkeiten zur Verhinderung bzw. Beseitigung sind erarbeitet worden.
Die Verfügbarkeit von Bioressourcen im Umfeld des Stadtquartiers wurde erhoben, das Potenzial für die Nutzung lokaler Ressourcen zur gemeinsamen Vergärung mit dem Schwarzwasser wurde ermittelt. Rasenschnitt und Fettwasser, die in unmittelbarer Nähe zum Stadtquartier gesammelt werden können, sind als Co-Substrate in der Schwarzwasservergärung geeignet. Deren Vor- und Mitbehandlungsoptionen wurden erprobt und beschrieben.
Ziel der Behandlung der Stoffströme ist es, Wertstoffe zu gewinnen und Schadstoffe zu entfernen. Kernforschungsfrage war: Auf Basis der im Verbundforschungsprojekt KREIS gewonnen Kenntnisse zu Anfallmengen und der Zusammensetzung der Teilströme konnten technische Verfahren zur Stoffstrombehandlung im Vorfeld der Umsetzung in der Jenfelder Au entwickelt und angepasst werden.
Zur Charakterisierung von Grauwasser wurden Probenahmekampagnen durchgeführt. Versuche zur Aufbereitung der im Umfeld des Stadtquartiers identifizierten Bioressourcen und die Auslegung der anaeroben Behandlung von Bioressourcen und Schwarzwasser machten die Dimensionierung der Anaerobanlage in der Jenfelder Au möglich. Da die später hier produzierten Gärreste einer sinnvollen Verwertung zugeführt werden sollen, waren die Untersuchung der Arzneimittelelimination aus dem Schwarzwasser während der anaeroben Behandlung und die P-Rückgewinnung aus Gärresten Projektziele. Die anaerobe Schwarzwasserbehandlung mit und ohne Co-Substrat konnte stabil betrieben werden.
Zu untersuchende Arzneimittel wurden nach ihrer Relevanz ausgewählt. Die Abbauversuche zeigen Unterschiede im Verhalten je nach Reaktorsystem, Substratmischung und Raumbelastung. Auf Basis der Ergebnisse konnte ein neues Behandlungsdesign für die Betriebsphase abgeleitet werden.
Die Verfahren zur Gärrestaufbereitung wurden aus den möglichen Verwertungspfaden abgeleitet. Ein umfassendes Konzept zum Umgang mit den bei der Vergärung anfallenden Gärresten wurde erarbeitet und Optionen für die Umsetzung aufgezeigt.
Für die Betrachtungen in KREIS wurden 3 Systeme definiert: Als Referenzsystem wurde ein konventionelles Infrastruktursystem mit einer Schwerkraftentwässerung im Trennsystem zu einer zentralen Kläranlage und einer Anbindung an ein Erdgassystem verwendet. Das zu realisierende System am Standort Jenfelder Au (System 2) und ein weitergehendes System, das die im Rahmen des KREIS-Projektes untersuchten und entwickelten Komponenten im Maßstab Jenfelder Au (System 3) berücksichtigt, dienten zum Vergleich. Bei System 2 wurde davon ausgegangen, dass alle Gebäude über ein Nahwärmenetz an einen zentralen Wärmespeicher angeschlossen sind. Dieser wird mit Mikrogasturbinen, einem Blockheizkraftwerk und zwei Spitzenlastkesseln beladen. In System 3 wird teilweise mit einem konventionellen Nahwärmenetz und zentralem Wärmespeicher, der von zwei Mikrogasturbinen, einem Spitzenlastkessel und dezentralen Sonnenkollektoren beladen wird, und Teilgebiet mit einem kalten Nahwärmenetz mit dezentralen Wärmepumpen mit Grundwasser als Wärmequelle und dezentrale Sonnenkollektoren. Ein Teil des Strombedarfs wird über PV-Module gedeckt, die über das gesamte Wohngebiet verteilt sind.
Für die energetische Gesamtkonzeption von Stadtquartieren wurde ein Modell entwickelt, mit dem die zeitlichen Verläufe von Energiebedarf und -angebot dynamisch simuliert und optimale Konfigurationen und Betriebsweisen einzelner Komponenten im Verbund für das Stadtquartier Jenfelder Au aufgezeigt wurden. Hierbei wurden primär das energetische sowie primärenergetische Verhalten von verschiedenen ausgewählten Energieversorgungskonzepten berücksichtigt. Der Vergleich der oben beschriebenen Systeme ergab, dass beim Referenzsystem der höchste Primärenergiebedarf besteht. Beim in der Jenfelder Au realisierten System können etwa 22 % der Primärenergie eingespart werden. Das in KREIS optimierte System würde zu über 50% Einsparung des Primärenergiebedarfes gegenüber dem realisierten Konzept führen.
Die Umsetzung des HWC im Stadtquartier Jenfelder Au wurde in KREIS aus ökonomischer Sicht analysiert, um die Potenziale für die künftige Anwendung des Konzeptes zu identifizieren. Je nach Fragestellung wurden zur Beurteilung und zur Berechnung der Wirtschaftlichkeit die Kapitalwertmethode, die Kosten-Nutzen-Analyse und die Nutzwertanalyse verwendet.
Mithilfe eines ökonomischen Bewertungs- und Entscheidungsmodells wurden außerdem verschiedene zentrale und dezentrale Infrastruktursysteme für die Ver- und Entsorgung urbaner Räume verglichen. Anhand der Modellrechnungen auf Basis der bei der späteren Umsetzung des HWC-Konzeptes in der Jenfelder Au sollen der Einfluss der Dezentralität untersucht und kostenrelevante Größen identifiziert werden. Durch Variation der Größe des Projektgebietes kann die Wirtschaftlichkeit für verschiedene Projektgebietsgrößen ermittelt werden. Anhand dieser Untersuchungen wird das optimale Maß der Dezentralität in Bezug auf die Größe abgeleitet werden können.
Die ökologische Bewertung des HWC sowie der Vergleich mit anderen Infrastruktursystemen wurden durch Bilanzierung von negativen ökologischen Auswirkungen und positiven ökologischen Auswirkungen möglich. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass alle untersuchten Systeme, in denen eine innovative Stadtteilentwässerung mit regenerativer Energieerzeugung gekoppelt wird, bezüglich der untersuchten ökologischen Wirkungskategorien vorteilhaft im Vergleich zum konventionellen System sind.
Im Unterschied zu den sich global oder zumindest überregional auswirkenden Emissionen stehen die lokalen Umwelteinwirkungen, welche von den betrachteten Systemvarianten und -prozessen emittiert werden. Diese führen potenziell zu Belastungen der lokalen Bevölkerung und der lokalen Ökosysteme. Relevante Faktoren treten in Form von Geräuschen und Gerüchen auf.
Die konkreten Emissionsorte lokaler Umweltwirkungen sind Unterdrucktoiletten, das Unterdrucksystem, Küchenabfallzerkleinerer und die Vergärungsanlage mit BHKW bzw. Mikrogasturbine auf dem Betriebsgelände. In der Betriebsphase werden Messungen zu den lokalen Umweltwirkungen nach dem in KREIS festgelegten Konzepten und Methoden erfolgen.
Bislang ist nur wenig darüber bekannt, ob und wie sich neue Technikangebote auf die Wassernutzung in den Haushalten auswirken und welche Akzeptanz sie finden.
Welche Veränderungen sich im Nutzerverhalten ergeben können, soll in der Betriebsphase über eine umfassende sozio-empirische Befragung herausgefunden werden.
Bei der Umsetzung des HWC waren auch organisatorische und institutionelle Fragen zu beachten und vorzubereiten. In KREIS wurde ermittelt, welcher Koordinationsbedarf bei der Umsetzung und beim Betrieb auf der Quartiersebene zu erwarten ist. Ein frühzeitiges Kooperationsmanagement ist erforderlich.
Mit KREIS wurden die Grundlagen für die Bilanzierung und Bewertung sowohl des im Bauprojekt realisierten HWC als auch der im Forschungsprojekt KREIS entwickelten Systeme geschaffen.
Mit einer intensiven Öffentlichkeitsarbeit in Form von Ausstellungen, Plakaten, Fachaufsätzen in nationalen und internationalen Zeitschriften, Vorträgen bei nationalen und internationalen Konferenzen sowie Internetauftritten wurde eine hohe Bekanntheit des Projektes geschaffen.
Aktualisiert: 2022-10-27
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Marc Hoffmann / René Stolze
Abfallmanagement an einem Krankenhaus der Maximalversorgung
Untersuchungen zum Stoffstrommangement an dem Universitätsklinikum der Stadt Jena sowie Vorschläge zur Kosten- und Logistikoptimierung
Schriftenreihe der Lehrstühle Abfallwirtschaft und Siedlungswasserwirtschaft der Bauhaus-Universität Weimar.
2008. 222 Seiten. 61 Tabellen, 39 Abbildungen. Preis 29,00 Euro. ISBN 978-3-938807-77-4. Rhombos-Verlag.
In einem Krankenhaus der Maximalversorgung fallen Abfälle unterschiedlicher Art mit verschiedenen Gefährdungspotentialen an.
Die vorliegende Arbeit beschreibt die Abfälle am Klinikum der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Auf der Grundlage der deutschen Nomenklatur werden diese klassifiziert und grundlegende Daten der Entsorgungslogistik analysiert. Aufbauend auf der Ist-Analyse werden Vorschläge zur Optimierung der Logistik und der Kosten erarbeitet.
Mögliche Entsorgungswege für infektiöse Abfälle aus medizinischen Einrichtungen werden wiedergegeben und hinsichtlich entstehender Kosten und Logistikaufwand gegenübergestellt.
Die durchzuführenden Abfallanalysen und die für die Themenbearbeitung notwendigen Recherchen wurden im Zeitraum von 2004 bis 2006 realisiert.
INHALTSVERZEICHNIS
1 Einleitung 1
2 Gesetzliche Rahmenbedingungen der Abfallwirtschaft im
Krankenhaus 5
2.1 Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz 5
2.1.1 Abfallverzeichnis-Verordnung 6
2.1.2 Nachweisverordnung 6
2.1.3 Gewerbeabfallverordnung 7
2.1.4 Biostoffverordnung 8
2.1.5 Gefahrstoffverordnung 10
2.2 Gefahrgut im Gesundheitswesen 11
2.3 Gentechnikgesetz 13
2.4 Infektionsschutzgesetz 14
2.5 Wasserhaushaltsgesetz, Abwasserverwaltungsvorschrift 15
2.6 Thüringer Abfallwirtschaftsgesetz 17
2.7 Abfallsatzung der Stadt Jena 17
2.8 Richtlinie für den Gesundheitsdienst der LAGA 19
3 Grundlagen der Logistik im Gesundheitswesen 21
3.1 Definition und Ziele der Logistik 21
3.2 Krankenhauslogistik 21
3.2.1 Logistischer Prozess der Entsorgung 24
3.2.2 Interner Transportdienst 25
4 Abfallmanagement am Universitätsklinikum Jena 27
4.1 Allgemeine Informationen 27
4.1.1 Entstehungsgeschichte und heutiges Erscheinungsbild 27
4.1.2 Abfallaufkommen und Entsorgungskosten 30
4.1.3 Klassifizierung der Abfälle 32
4.2 Entsorgung nicht medizinspezifischer Abfälle 33
4.3 Entsorgung, Sammlung und Transport medizinspezifischer Abfälle 34
4.3.1 Abfälle des Abfallschlüssels 180104 35
4.3.2 Abfälle des Abfallschlüssels 180103* 37
4.3.3 Abfälle des Abfallschlüssels 180101 42
4.3.4 Abfälle des Abfallschlüssels 180102 42
4.3.5 Abfälle des Abfallschlüssels 180108* 43
4.3.6 Abfälle des Abfallschlüssels 180202* 45
4.3.7 Zusammenfassende Darstellung 46
4.4 Entsorgungslogistik und Entsorgungsmanagement 48
4.4.1 Entsorgungsstruktur personell 48
4.4.2 Entsorgungsstruktur: Anfallstelle, Entsorgungspunkt,
Entsorgungsstelle 49
4.5 Logistik der Sammlung, Lagerung und Transport von Abfällen 50
4.5.1 Behälterstruktur, Farblogistik und Informationsverbreitung 50
4.5.2 Sammelstellen in den Bereichen Innenstadt und Lobeda 51
4.5.3 Abfalltransport im Bereich Lobeda mittels FTS und Rollcontainer 53
5 Abfallaufkommen und Entsorgungskosten im Krankenhaussektor 57
5.1 Allgemeine Einflussfaktoren 57
5.1.1 Abfallaufkommen 57
5.1.2 Entsorgungskosten 59
5.2 Abfallaufkommen und Entsorgungskosten am Universitätsklinikum
Jena 60
5.2.1 Abfallaufkommen und Entsorgungskosten für den Bereich
Innenstadt 60
5.2.2 Abfallaufkommen und Entsorgungskosten für den Bereich Lobeda 62
5.2.3 Beschaffungs- und Entsorgungskosten für Sammelbehälter 64
6 Daten und Bestandsaufnahme im Bereich der Vorklinik 67
6.1 Einführung 67
6.1.1 Geschichte der Gebäudesubstanz 67
6.1.2 Gebäude-, Bebauungs- und Nutzungsdaten 67
6.2 Entsorgungsablauf und -struktur 72
6.2.1 Behälterstruktur der Institute am Zentralen Platz 76
6.2.2 Ressort Hausmeisterdienst 83
6.2.3 Sammlung, Transport und Analyse der Anfallstellen,
Entsorgungspunkte und Entsorgungsstellen 83
6.3 Abfall- und Wertstoffaufkommen 88
6.3.1 Ausgangssituation 88
6.3.2 Abfall- und Wertstoffmengen 88
6.3.3 Charakteristische Behälterdaten 90
6.4 Ergebnisse der Sortieranalysen 91
6.4.1 Hausmüllähnlicher Gewerbeabfall, gemischter Siedlungsabfall,
AS 200301 92
6.4.2 Wertstoffe 94
6.4.3 Nichtinfektiöser medizinischer Abfall, B-Abfall aus Labor,
AS 180104 95
6.4.4 Auswertung der Abfall- und Wertstoffzusammensetzung 98
6.5 Analyse der Lagerräume 100
6.5.1 Versorgungslager 100
6.5.2 Zwischenlager 101
6.5.3 Gefahrstofflager 102
6.6 Überschlag der anfallenden Entsorgungskosten für die
Abfallfraktionen 103
6.6.1 Gemischter Siedlungsabfall 103
6.6.2 Wertstoffe 104
6.6.3 Medizinspezifische Abfälle 106
6.6.4 Kosten der Entsorgungshilfsmittel 106
6.7 Abfallkataster 107
6.8 Zusammenfassung 111
7 Optimierungsvorschläge der Entsorgungslogistik im Bereich der
Vorklinik 113
7.1 Grundsätze und Prämissendarstellung 113
7.2 Abfallvermeidung 115
7.3 Wertstofferfassung 117
7.3.1 Ziel der Wertstofferfassung 117
7.3.2 Potential der Wertstofferfassung 118
7.3.3 Potential durch Erfassung der Organikabfälle 119
7.3.4 Vergleichende Kostenbetrachtung für die Wertstofffraktionen 120
7.4 Reduzierung, Verwertung und Vermeidung der
Hygienetücherfraktion 123
7.5 Vermeidung und Reduzierung medizinspezifischer Abfälle durch
eindeutige Klassifizierung 124
7.6 Sammelbehälterstruktur der Vorklinik für AS 180104 125
7.7 Informationsmanagement durch EDV-System 128
7.8 Motivation der Mitarbeiter 130
7.9 Interner Transport 131
7.10 Zentralisierung der Entsorgungsstellen 133
7.10.1 Allgemeine Anforderungen an die Sammel- und Lagerstelle 134
7.10.2 Entwurf für ein Lager zur Bereitstellung und Abholung der
Abfallfraktionen 136
8 Untersuchung der Entsorgungswege medizinischer Abfälle am
Bereich Lobeda 141
8.1 Bestimmung und Auswertung der Abfallströme 141
8.1.1 Untersuchungsmethoden 141
8.1.2 Ergebnisse der Untersuchung 144
8.1.3 Abfallaufkommen und Entsorgungskosten 146
8.2 Entsorgungswege für infektiöse Abfälle, AS 180103* 150
8.2.1 Grundlagen der Desinfektion 150
8.2.2 Rechtliche Grundlagen 152
8.2.3 Verbrennung in einer Rückstandsverbrennungsanlage 155
8.2.4 Anforderungen an Logistik und Sammlung 156
8.3 Krankenhausinterne Dampfdesinfektion 156
8.3.1 Wirksamkeit der Dampfdesinfektion 157
8.3.2 Einsatzplanung eines Dampf-Desinfektionsgeräts 157
8.3.3 Anforderungen an Betrieb und Ausrüstung 161
8.3.4 Anforderungen an Logistik und Sammlung für
Desinfektionsverfahren 163
8.3.5 Berechnung der Entsorgungskosten 166
8.3.6 Schlussfolgerungen für das Universitätsklinikum Jena 169
9 Fazit 171
10 Literaturverzeichnis 175
11 Glossar 183
Anhang 189
Aktualisiert: 2020-10-06
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Zielstellung
Ziel der Arbeit ist, die Rückgewinnung von Phosphat aus dem Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination zu untersuchen, um das Potenzial dieses Verfahrens im Vergleich zu anderen Teilströmen in der Abwasserwirtschaft darzustellen.
Die Möglichkeit zur technischen Umsetzung der Phosphatrückgewinnung aus Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination ist abzuschätzen und ein mögliches Verfahren vorzuschlagen.
Um geeignete Untersuchungen zur Rückgewinnung von Phosphat durchzuführen, sollten zunächst folgende Fragen beantwortet werden.
* Welche Phosphatrückgewinnungsmethoden sind bekannt? Welche Rückgewinnungspotenziale haben diese?
* Welche Anforderungen werden an die herzustellenden Phosphatprodukte gestellt?
* Wie ist Phosphat im Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination gespeichert, wie lässt es sich zurücklösen?
* Wie können Phosphat und Phosphatverbindungen im Klärschlamm analytisch bestimmt werden?
* Welches Rücklöseverfahren eignet sich für den Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination im Vergleich zu anderen Schlämmen?
* Welche Faktoren beeinflussen die Fällung von Calciumphosphat?
* Ist die Phosphatrückgewinnung in der Abwasserwirtschaft wirtschaftlich?
Struktur
In der vorliegenden Arbeit wird zunächst die Zielstellung und die Struktur der Dissertation vorgestellt. Im ersten Kapitel erfolgt dann eine thematische Einleitung, in der der Hintergrund der Arbeit erläutert wird. Anschließend werden Möglichkeiten zur Phosphatrückgewinnung in der Abwasserwirtschaft vorgestellt und diskutiert. Bei der Entwicklung eines Verfahrens zur Phosphatrückgewinnung muss die Verwendbarkeit des entstehenden Produktes sichergestellt werden. Aus diesem Grund werden in Kapitel 3 die Anforderungen an das herzustellende Phosphatprodukt zusammengestellt.
Für eine Rückgewinnung von Phosphat aus Klärschlamm ist wichtig, in welcher Form das Phosphat im Ausgangsmaterial vorliegt. In Kapitel 4 wird daher die Speicherung von Phosphat im Klärschlamm (Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination) beschrieben, um Ansätze für Rückgewinnungsmethoden zu erhalten.
Die Bestimmung von Phosphat und im Besonderen die Bestimmung von Phosphatverbindungen im Klärschlamm ist schwierig. Aus diesem Grund werden verschiedenen Verfahren zur Phosphatbestimmung vorgestellt und in Versuchen getestet, um die geeigneten Verfahren für die Analytik in den Versuchen zur Phosphatrücklösung festzulegen.
Im Hauptteil der Dissertation werden Versuche zur Rücklösung von Phosphat aus dem Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination (siehe Tabelle 1.1) im Vergleich zu anderen Schlämmen beschrieben und ausgewertet. Nachdem auf die chemischen Grundlagen für die Fällung von Phosphat eingegangen wurde, werden Versuche zur Phosphatfällung dargestellt.
Basierend auf der Auswertung der Rücklöse- und Fällungsversuche wird ein Verfahrenskonzept für die Phosphatrückgewinnung aus Überschussschlamm von Kläranlagen mit vermehrter biologischer Phosphatelimination vorgeschlagen.
Zuletzt wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung für die Phosphatrückgewinnung in der Abwasserwirtschaft durchgeführt, in die die Phosphatpreisentwicklung und die Verfahrenskosten der Rückgewinnung eingehen.
In der Zusammenfassung der Dissertation werden die Ergebnisse aus den jeweiligen Arbeitsabschnitten genannt und dadurch die in der Zielstellung der Arbeit gestellten Fragen beantwortet.
Abschließend wird ein Ausblick auf die Entwicklung der Phosphatrückgewinnung in der deutschen Abwasserwirtschaft gegeben.
Aktualisiert: 2022-10-27
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Die Abwasserentsorgung von unbewirtschafteten Autobahnrastanlagen mit sanitären Einrichtungen (sog. PWC-Anlagen) stellt eine Besonderheit dar. Aufgrund ihrer oftmals großen Entfernung ist der Anschluss an öffentliche leitungsgebundene Infrastruktur schwierig. Weiterhin ist zu beachten, dass das Abwasser nach seiner stofflichen Zusammensetzung nicht dem häuslichen Abwasser entspricht. Ziel des Projektes war es, Grundlagen veralteter Planungshilfen bezüglich der Abwasserentsorgung von PWC-Anlagen unter Berücksichtigung vorhandener Erfahrungswerte sowie des wissenschaftlich-technischen Fortschritts zu aktualisieren.
Aktualisiert: 2020-01-17
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Nicole Meisgeier
Verkürzung der Einfahrphase bei der anaeroben Behandlung von Fäkalien, organischen Abfällen und Reststoffen
208 Seiten. 2007. Zahlreiche Abbildungen, Fotos und Tabellen, 75 davon farbig. Preis 45,00 Euro. ISBN 978-3-938807-74-3. ISSN 1862-1406. Rhombos-Verlag, Berlin.
Zum Geleit:
Biogasgewinnung. War in der Vergangenheit dies fast ausschließlich ein Verfahren zur Klärschlammbehandlung und später eine weitere Option zur Verwertung von Bioabfällen, so hat es sich zunehmend als Energiegewinnungsverfahren auf der Basis nachwachsender Rohstoffe etabliert. Diese erfreuliche Entwicklung sollte jedoch nicht darüber hinweg täuschen, dass nach wie vor eine Reihe von Fragen im Kontext der Biogasgewinnung nicht befriedigend geklärt sind, geschweige denn, technische Lösungen existieren.
Eine dieser offenen Punkte ist die Klärung der Modalitäten der Einfahrphase. Traditionell ist die Einfahrphase ein langwieriger, oft mehrere Monate dauernder und oft schwieriger Prozess, da die biologischen Abläufe noch nicht in einer stabilen Phase verlaufen. Für die Praxis ist es daher von Bedeutung, Mechanismen an die Hand zu bekommen, die eine Verkürzung dieser Phase ermöglichen, bei gleichtzeitiger Prozessstabilität. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn mobile Anlagen in Betracht kommen oder wenn Anlagen mit sehr spezifischen Materialien als Substrat beaufschlagt werden oder das Aufgabegut saisonal starken Schwankungen in der Zusammensetzung unterworfen ist.
Mit diesem Themenkomplex hat sich Frau Meisgeier in ihrer Arbeit auseinandergesetzt.
Die Untersuchungen haben deutlich gezeigt, dass revolutionäre neue Techniken nicht zu entdecken waren - wie sollte dies auch sein, bei gleichbleibender Biozönose - wohl aber Strategien sich entwickeln ließen, die die Einfahrphase verkürzen, stabiler gestalten vor allem aber planbar machen. Planungssicherheit ist aus technisch betrieblichen Gründen insbesondere aber aus ökonomischen Gründen ein großer Schritt vorwärts. Damit bietet die vorliegende Arbeit nicht nur akademische Erkenntnisse, sondern auch direkten Nutzen für den praktischen Betrieb.
Weimar, im Oktober 2007, Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Bidlingmaier
Methanbakterien als Verursacher der Biogasbildung zählen zu den ältesten Lebensformen der Erde. Vermutlich wesentlich länger als durch Funde und Überlieferung bestätigt, machte sich die Menschheit, ohne Kenntnisse der ihnen zugrunde liegenden Vorgänge, von Mikroorganismen ausgelöste Prozesse zunutze. Der kontrollierte Einsatz der Stoffwechselaktivitäten von Mikroorganismen in der Lebensmittelindustrie, der pharmazeutischen Industrie sowie in der Abwasser- und Abfallentsorgung hat in den letzten Jahrzehnten gewaltige Fortschritte gemacht und wird auf Grund neuerer Erkenntnisse der Wissenschaft, z.B. in der Molekularbiologie und der Genetik, in naher Zukunft sicherlich noch weiter an Bedeutung gewinnen.
Die Vergärung als anaerobe Methode zur Behandlung org. Abfälle wird mit einer Vielzahl von auf dem Markt angebotenen Verfahren in der Regel in mittleren und großtechnischen Anlagen betrieben. Bei allen bereits existierenden Verfahren und Vergärungsanlagen ist der Einfahrbetrieb, auch in den hochtechnisierten Ländern mit großem Erfahrungspotential in der Anaerobtechnik, ein Nadelöhr im Gesamtprozess. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich die vorliegende Arbeit mit der Untersuchung der Möglichkeiten der Verkürzung der Einfahrphase des anaeroben Abbauprozesses von organischen Abfällen und Reststoffen.
Die Optimierung und Beherrschung der Einfahrphase stellt aufgrund der komplexen Reaktionsvorgänge, bedingt durch die Vielzahl essentiell beteiligter und voneinander abhängiger Mikroorganismen sowie einer Fülle von entstehenden Stoffwechselprodukten, eine besondere Herausforderung dar. Auf der Basis einer umfassenden Literaturrecherche und -auswertung im ersten Teil der Arbeit, wurden verschiedene mögliche Inbetriebnahme-Strategien erarbeitet. Anschließend bestand das Ziel darin, in einer Reihe von Versuchen die Inbetriebnahme-Strategien bezüglich einer Verkürzung der dafür benötigten Zeit und des Einleitens eines stabilen Vergärungsprozesses zu testen. Entscheidend dabei war die kürzeste Zeit, in der sich eine stabile Anaerob-Biozönose ausgebildet hat und im Zuge desser der Methangehalt im gebildeten Biogasfluss angestiegen war. Mit Hilfe von optimierten Einfahrstrategien sollte die vorhandene Mischpopulation und vor allem die sehr langsam wachsenden methanogenen Bakterien in Bezug auf ihre Wachstumsgeschwindigkeit und ihre Stoffwechselaktivität hin positiv beeinflusst werden. Dies bedeutet, durch die Entwicklung solch optimierter Einfahrstrategien soll es abschließend gelingen, eine stabile Anaerob-Biozönose im Vergärungsreaktor zu etablieren, welche eine hohe Abbauleistung gewährleistet. Die Auswahl der im erstellten Versuchsplan verwendeten Inputstoffe erfolgte im Hinblick auf die anaerobe Behandlung von organischen Abfällen in Kleinreaktoren liegt darin begründet, dass diese Forschungsarbeit im Rahmen des AiF-Projektes "Anaerobe Behandlung von Fäkalien, organischen Abfällen und Reststoffen in Kleinreaktoren-Schaffung von Verfahrensgrundlagen für Regel- und Steuerungsprozesse" durchgeführt wurde.
Mit der Bearbeitung dieses Themas erweist sich als wichtiger Ausgangspunkt das sorgfältige Studium der zugrundeliegenden biologischen Prozesse, die letzendlich für den Stoffabbau verantwortlich sind. Aus diesem Grund werden im anschließenden Kapitel die am anaeroben Stoffabbau beteiligten biologischen Prozesse und die beteiligten Mikroorganismen näher beleuchtet.
Aktualisiert: 2022-10-27
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