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Eine innovative Abwasserbehandlung für Weinbaubetriebe

Bestehende Systeme für die biologische Abwasserbehandlung von Weinbaubetrieben haben einen hohen Energieverbrauch und hohe Bewirtschaftungskosten. Eine anaerobe Behandlung wird hingegen in anderen Industrien angewandt. Ein EU-finanziertes Projekt bot Forschern aus den akademischen und industriellen Sektoren die Möglichkeit zur Zusammenarbeit an einem Projekt im Bereich der anaeroben Zersetzung (anaerobic digestion, AD).
Eine innovative Abwasserbehandlung für Weinbaubetriebe
Das Projekt AD-WINE (High performance anaerobic digesters for the treatment of medium size wineries' effluents) führte Wissenschaftler aus den kommerziellen und nicht-kommerziellen Sektoren zusammen. Die Forscher zielten auf den Bau eines anaeroben Behandlungssystems mit hochleistungsfähigen Fermentern ab, das auf die Behandlung von Abwässern mittelgroßer Weinbaubetriebe und auf die Entwicklung von Umweltlösungen für den Weinsektor angepasst ist.

Im Rahmen von AD-WINE wurde eine neue Generation anaerober Fermenter für die Behandlung der Abwässer von Weibaubetrieben entwickelt, die eine hohe Effizienz und geringere Betriebskosten aufwiesen. Die Leistungsergebnisse waren ausreichend hoch, um den Reaktor als hochleistungsfähigen anaeroben Fermenter einzustufen. Es wurde ein neues AD-Design-Toolkit entwickelt, welches Forschern ermöglicht, die Reaktordimensionen und das notwendige Anlagenequipment in Erfahrung zu bringen.

Die erste Aufgabe bestand darin, die Eigenschaften des Abwassers von Weinbaubetrieben herauszufinden. Hierzu zählen der Abwasserfluss und physikochemische Eigenschaften. Das Team erstellte daraufhin ein Handbuch für die Behandlung von Klärwasser sowie eine bibliographische Übersicht, in der bestehende Quellen zur anaeroben Zersetzung zusammengefasst sind. Der nächste Schritt beinhaltete die Identifizierung von Reaktoranforderungen und die Auswahl der besten Technik.

Im Anschluss entwarfen, prüften, bauten und validierten die Projektforscher einen Prototypen für die Behandlung des Abwassers mittelgroßer Weinbaubetriebe. Das Verhalten des Prototyps wurde im Hinblick auf die Betriebsbedingungen, die Abwasserqualität, den Energieverbrauch und die Klärschlammeigenschaften geprüft.

Weitere Projektaktivitäten umfassten die Entwicklung von Modellierungs- und Verarbeitungsinstrumenten über eine chemometrische Kombination, welche eine Black-Box-Modellierung und einen Photoionisationsdetektor beinhaltet, der flüchtige organische Verbindungen und sonstige Gase misst.

Letztlich wurde im Zuge von AD-WINE ein mathematisches Modell entwickelt, das auf der Fluiddynamik, dem Massetransfer und der Reaktionskinetik basiert, um die Betriebsparameter des innovativen anaeroben Reaktors für die Behandlung des Abwassers mittelgroßer Weinbaubetriebe zu berechnen und zu dimensionieren. Es wurde ebenfalls eine Vielzahl von Instrumenten entwickelt. Hierzu zählte unter anderem ein Nomogramm zur Messung der Anlagengröße im Verhältnis zur Abwassermenge und dem saisonalen Betrieb sowie eine Excel-Datenbank zur Auswahl des erforderlichen marktfähigen Anlagenequipments.

Es wurden Informationsvermittlungs- und Schulungsaktivitäten sowie Treffen mit den Projektpartnern organisiert, um den Wissensaustausch zu vereinfachen und um eine breite Aufmerksamkeit bezüglich der entwickelten Techniken und Lösungen innerhalb der Wissenschafts-Community und der allgemeinen Öffentlichkeit zu erhöhen. Die Projektergebnisse wurden auf der Projektwebseite sowie auf mehreren Kongressen und Workshops präsentiert und es wurde ein Patent für den neuen Entwurf eingereicht.

Die Ergebnisse erfüllen die ursprünglichen Erwartungen und bieten Vorteile für Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft.

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Schlüsselwörter

Weinbaubetriebe, Abwasser, AD-WINE, anaerobe Fermenter, Abwässer
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