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Die Aussagekraft der flüchtigen Fettsäuren als Zustandsparameter in Anaerobprozessen ist allgemein anerkannt. Viele der bekannten Messmethoden sind allerdings sehr teuer, mit erheblichem Aufwand verbunden oder in aktiven Schlämmen sehr unpräzise oder instabil. In dieser Arbeit wurden die Stabilität und die Präzision von drei Messmethoden für flüchtige Fettsäuren in aktiven Faulschlämmen untersucht, einem GC-FID (HP 5890 Serie II der Fa. Hewlett Packard), einem FTIR-Spektrometer (Spectrum One der Fa. Perkin Elmer) sowie einem Photometer (LASA 50 der Fa. Dr. Lange). Die Präzision der Messwerte nahm bei allen Methoden mit steigender Konzentration an Fettsäuren zu. Es konnte eine starke Abhängigkeit des FTIR-Spektrometers und des Photometers vom pH-Wert und der Fettsäuren-Zusammensetzung der Proben gezeigt werden. Die Messwerte am GC-FID wurden vom Trockensubstanzgehalt der Proben beeinflusst. Zusätzlich wurde die Anwendbarkeit der FTIR-Spektrometrie und der photometrischen Methode in privaten Biogasanlagen diskutiert. Eine ökonomische Gegenüberstellung der Biogasgewinnung mit und ohne Prozessüberwachung ergab für den Eisatz der untersuchten Methoden eine erhebliche Mehrproduktion an Biogas und eine Zunahme der Jahresgewinne um das dreifache.

Klärschlämme sind aufgrund ihrer Gehalte an organischen Inhaltsstoffen faulfähig. Bei der Lagerung ohne Luftzufuhr kommt es zu einem weiteren anaeroben Abbau und in Folge zur starken Geruchsentwicklung. Um diese organischen Inhaltsstoffe zu reduzieren werden daher die Klärschlämme anaerob und kontrolliert stabilisiert. Dabei entsteht Biogas, ein Methan-Kohlendioxidgemisch. Aufgrund der Komplexität des anaeroben Prozesses ist es sehr schwierig diesen zu regeln. Um der Gefahr der Überladung des Prozesses, also Destabilisierung des biologischen Zustandes vorzubeugen, werden anaerobe Reaktoren zur Sicherheit zumeist zu niedrig beschickt. Es werden also aus Sicherheitsgründen vorhandene Kapazitäten nicht genutzt und es kommt in Folge zu einer niedrigen Reinigungsleistung und Biogasausbeute pro Tag. Mit einem verlässlichen Modell ließe sich aus gemessenen Tagestemperaturen der Reaktorzustand für den Folgetag vorraussagen und es könnten daher vorhandene Reaktorkapazitäten besser genutzt werden, ohne das Risiko einer Überladung einzugehen. In dieser Arbeit wurden Modelle für den anaeroben Klärschlammstabilisierungsprozess auf der Basis Neuronaler Netze und der Fuzzy Logic entwickelt. Das Ziel dieser Arbeit war es Modelle zu entwickeln, die gewisse Parameter, die den Reaktorzustand beschreiben vorrauszusagen. Dabei sollten ohne Qualitätsverlust Eingangsparameter verwendet werden, die relativ schnell von jedem Angestellten einer Abwasserreinigungsanlage, ohne viel Einschulungszeiten und teurem Equipment, zu messen sind. Dadurch wäre das Modell einfacher in diversen Kläranlagen anwendbar und somit praxistauglicher. In den Ergebnissen ist zu sehen, dass die entwickelten Modelle, auch mit relativ einfach zu messenden Parametern, gut den Zustand für den folgenden Tag voraussagen.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Herstellung (reaktives Magnetronsputtern) und der Charakterisierung (ERDA, XPS, XRD, RAMAN, spez. Widerstand, optische Untersuchungen, differenzielle elektrochemische Massenspektroskopie (DEMS)) von Titanoxinitrid-Schichten für die photokatalytische Wasserspaltung. Die Schichten sollen (in späteren Systemen) für die Oxidation des Wasser eingesetzt werden. Wegen des hohen Oxidationspotenzials vom reinen Titandioxid und seiner Korrosionsbeständigkeit sollte die Struktur weitestgehend erhalten bleiben, parallel sollten die Schichten jedoch, durch die Modifizierung mit Stickstoff, für den sichbaren Spektralbereich sensibilisiert werden. Bis zu einem Stickstoffgehalt von etwa 10 at% blieb die TiO2-Struktur erhalten. Durch die Modifizierung wurde eine Verschiebung der Bandkante erreicht. Die Schichten zeigten teilweise eine photokatalytische Aktivität im VIS, jedoch wurde parallel die UV-Aktivität gehemmt.

Durchlaufen Elemente ein Plasma, so werden sie angeregt und emittieren Licht charakteristischer Wellenlänge. Die Intensität dieses Lichtes ist abhängig von der Anzahl der Atome, welche das Plasma passieren und kann zur Bestimmung der Konzentration des Elements herangezogen werden. In dieser Arbeit wurde das Emissionsverhalten der Elemente Kupfer, Indium und Selen bei der plasmagestützten Co-Verdampfung im Hochvakuum untersucht. Ziel war die Steuerung der Abscheiderate mittels Emissionsspektroskopie. Schwerpunkte waren Untersuchungen der Abhängigkeit zwischen Linienintensität und verschiedenen Plasma- bzw. Verdampfungsbedingungen.

Kondensationspartikelzähler (CPCs) werden in der Aerosolmesstechnik verwendet, um die Konzentration von luftgetragenen Partikeln (Aerosole) im Submikrometerbereich zu bestimmen. Diese Partikel sind normalerweise zu klein, um durch direkte Lichtstreuung detektiert zu werden. Deshalb werden CPCs mit einer Arbeitssubstanz initiiert, wodurch die Aerosolpartikel durch Kondensation auf größere Durchmesser (ca .10 Mikrometer) anwachsen um anschließend von einer Laseroptik erfasst werden können. In dieser Arbeit werden drei CPCs, die ihren Einsatz in der flugzeuggetragenen Messtechnik finden, in einem Niederdruckstand auf ihre Funktionstüchtigkeit, mit der neu eingesetzten Arbeitssubstanz FC-43, bei simulierten atmosphärischen Drücken getestet. Hierbei steht die daraus resultierende Änderung der Zähleffizienz (Prozentsatz, die der CPC bei gegebener Partikelanzahl und -größe zählt) im Vordergrund.