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On-line Erfassung, Behandlung und Reduktion der Biofilm-Bildung sowie anorganischer Ablagerungen in mit biologisch gereinigtem Abwasser betriebenen Bewässerungssystemen

On-line Erfassung, Behandlung und Reduktion der Biofilm-Bildung sowie anorganischer Ablagerungen in mit biologisch gereinigtem Abwasser betriebenen Bewässerungssystemen
Ansprechpartner:

Michael Wagner, Jueying Qian

Förderung:

BMBF

Starttermin:

01.07.2013

Endtermin:

30.06.2016

Laufzeit

01.07.2013 - 30.06.2016

 

Beschreibung

Besonders in Gebieten mit Wasserknappheit werden Tröpfenbewässerungssysteme in der Landwirtschaft eingesetzt. Dies trifft auch auf Israel zu. Dort erfolgt die Bewässerung mit biologisch gereinigtem Abwasser, um die natürliche Ressource Trink- bzw. Grundwasser zu schützen. Die Verwendung von biologisch gereinigtem Abwasser erhöht jedoch die (Bio)Fouling-Anfälligkeit der Bewässerungssysteme. In Kooperation mit unseren Israelischen Projektpartnern untersucht die DVGW Forschungsstelle, Bereich Wasserchemie und Wassertechnologie innerhalb des Verbundprojektes „BioScIrr“ systematisch das (Bio)Fouling in Tröpfchenbewässerungssystemen. In Israel sind durch die Projektpartner Feldversuche aufgebaut worden, die unter realen Bedingungen die Fouling-Entwicklung untersuchen, qualifizieren und quantifizieren. Als eine Neuerung sind DEPOSENS Biofilm-Sensoren der Firma LAGOTEC (ebenfalls Projektpartner, www.lagotec.de) installiert. Die DEPOSENS Sensoren monitoren die (Bio)Fouling-Entwicklung direkt in der Bewässerungsleitung; in situ und nicht-invasiv.

Zusätzlich zu den Feldversuchen wurde ein Tröpfenbewässerungssystem im Labormaßstab am Lehrstuhl für Wasserchemie und Wassertechnologie installiert. Diese Versuche dienen vorrangig dazu, die DEPOSENS Sensoren zu erproben und deren Messungen mit anderen Methoden (z. B. Bildgebung und nasschemische Untersuchungen) zu überprüfen. Besonders fouling-anfällig sind die in die Bewässerungsleitungen eingebrachten Applikatoren („Dripper“). Durch deren Geometrie wird zwar eine uniforme Wasserabgabe sichergestellt, doch führt sie auch zur Ablagerung von Feststoffen und Biofilm-Bildung. Um das Fouling-Verhalten direkt im Dripper zu charakterisieren, werden miniaturisierte Fließzellen verwendet. Sie bilden die interne Geometrie ab und erlauben den versuchsbegleitenden Einsatz bildgebender Verfahren wie z. B. der optischen Kohärenztomographie oder konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie. Die Erkenntnisse aus den Feld- und Laborversuchen sollen in Arbeitsanweisungen (Guidelines) zum Betrieb von Tröpfchenbewässerungssystemen zusammengefasst werden. So sollen der Einsatz von Desinfektions- und Reinigungschemikalien optimiert und die Betriebskosten reduziert werden.