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Trübung und Farbe sind wichtige Wasserqualitätsparameter. Neben den etablierten Methoden zur Ermittlung von Trübung und Farbe, besteht die Möglichkeit diese aus Bilddaten zu gewinnen. In dieser Arbeit wird ein einfacher Ansatz verfolgt, die Trübung von Wasserproben über den Bildkontrast zu ermitteln, sowie die Farbe mithilfe einer Farbreferenzkarte im Bild zu bestimmen. Der Bildkontrast zeigt in den durchgeführten Versuchsreihen mit zunehmender Trübung eine exponentielle Abnahme hin zu einem geringen Offset. Die Kurve beschreibt das Verhältnis zwischen Kontrast und Trübung in einem Bereich zwischen 0 und etwa 80 NTU gut. Ab einem Wert von 80 bis 100 NTU nähert sich der Bildkontrast dem Offset an, d. h. der Kontrast ist so niedrig, dass auch bei weiterer Zunahme der Trübung keine weitere Kontrastabnahme erkennbar ist. Die Farbbestimmung gelingt als Ausgabe der RGB-Mittelwerte eines Bildbereichs zuverlässig. Eine automatische Korrektur der Farbe mit Hilfe einer Farbreferenzkarte, um die Einflüsse von Kamera und Umgebungsbedingungen herauszurechnen, gelang jedoch aufgrund der Überbelichtung einiger Bilder nicht zuverlässig. Die Methode ist somit für einen eingeschränkten Anwendungsbereich geeignet, es gibt jedoch Potenzial zur Optimierung im Rahmen weiterführender Untersuchungen.

Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Informationssicherheit beim Aufbau einer digitalen Arbeitsplattform zur Prüfungserstellung im Freistaat Sachsen. Ziel ist es, frühzeitig ein angemessenes Sicherheitsniveau für die geplante Plattform sicherzustellen und die dafür notwendigen Sicherheitsanforderungen systematisch zu ermitteln. Hierzu wird die IT-Grundschutz-Methodik des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik angewendet. Auf Grundlage einer Strukturanalyse, Schutzbedarfsfeststellung und Modellierung des Informationsverbunds werden relevante Sicherheitsanforderungen abgeleitet und in einem Sicherheitskonzept dokumentiert. Ergänzend erfolgt eine Risikoanalyse zur Identifikation zusätzlicher Maßnahmen. Die Arbeit schafft damit eine nachvollziehbare und belastbare Grundlage für die weitere Planung und Umsetzung der Prüfungsplattform unter Berücksichtigung hoher Anforderungen an Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit.

Ende Juni 2023 erging der Erlass zur Fortschreibung der kommunalen Wasserversorgungskonzepte für das Bundesland Nordrhein-Westfalen. Kommunale Wasserversorgungskonzepte beschreiben den Stand und die zukünftige Entwicklung der Trinkwasserversorgung in einem Gemeindegebiet und dienen als Informations- und Planungsgrundlage zur Sicherstellung der langfristigen Wasserversorgung. Im Rahmen der Arbeit werden der Prozess der Fortschreibung der kommunalen Konzepte sowie die Ergebnisse der Bewertung der Trinkwasserversorgung für den Rheinisch-Bergischen Kreis dargestellt. Die Trinkwasserversorgung im Rheinisch-Bergischen Kreis erfolgt vorwiegend durch zentrale Wasserversorgungsanlagen. Darüber hinaus werden Kleinanalgen zur Wassergewinnung insbesondere in den Randbereichen zwischen den einzelnen Kommunen sowie an den Kreisgrenzen betrieben. Die derzeitige Versorgungslage durch die Kleinanlagen, insbesondere in quantitativer Hinsicht, wurde mittels eines hierfür entwickelten Fragebogens für die Betreiber erfasst. Zusätzlich wurden für die Gemeinden Wermelskirchen, Burscheid, Leichlingen und Odenthal anhand der Trinkwasseruntersuchungsergebnisse ab 2016 qualitative Beeinträchtigungen ermittelt. Anhand dessen erfolgt eine Gesamtbewertung der Versorgungssicherheit. Der Rheinisch-Bergische Kreis verfügt lediglich über 84 Kleinanlagen und somit eine sehr hohe Anschlussqoute der Bevölkerung an die öffentliche Versorgung. Nur wenige Kleinanlagen weisen qualitative oder quantitative Beeinträchtigungen oder sonstige Risiken auf, die bereits einen kurz- bis mittelfristigen Anschluss an das öffentliche Versorgungsnetz erfordern. Mit fortschreitendem Klimawandel wird vor allem ein erhöhtes Risiko für einen quantitativen Mangel für Kleinanlagen, die Wasservorkommen mit geringer Speicherkapazität nutzen, erwartet. Angepasst an die hydrogeologischen Gegebenheiten wird das Trinkwasser für die öffentlichen Versorgung in den Bergischen Hochebenen aus Talsperren und im Süden aus den ergiebigen Grundwasserressourcen der Rheinebene gewonnen. Die jeweiligen Wasserversor-ger verfügen alle über eine gute Absicherung und mindestens einen Notverbund. Die Wasserversorger im Rheinisch-Bergischen Kreis verfügen über keine bisher ungenutzten Wasserressourcen und nur über geringe Wasserkapazitäten. Auch wenn die Versorgung mit Wasser für Trinkwasser- und hygienische Zwecke langfristig gesichert ist, sind Einschränkungen darüber hinaus mit fortschreitendem Klimawandels mittelfristig nicht ausgeschlossen. Eine Stärkung der Resilienz kann nur durch weitere, gezielte Netzverbünde erreicht werden. Zusätzlich sollten gezielte Maßnahmen zur Einsparung von Trinkwasser und zur Erhöhung des natürlichen Dargebots zur Schonung der Wasserressourcen beitragen.

Diese Arbeit untersucht die Machbarkeit der Einführung von Ökobilanzen in einer Prüfanstalt für das Bauwesen mit dem Ziel, die Umweltwirkungen ausgewählter Prüfverfahren systematisch zu bewerten. Grundlage bilden anerkannte Standards wie DIN EN ISO 14040/44, ISO 14067 und das Greenhouse Gas Protocol. Im Fokus steht der CO₂-Fußabdruck (CFP) als Kennzahl für das Treibhauspotenzial. Drei exemplarische Prüfverfahren – Quellfugenbänder, RC-Gesteinskörnungen und Versickerungssysteme – wurden hinsichtlich ihrer Umweltwirkungen analysiert. Die Prozesse wurden in vier Kategorien unterteilt: Planung, Probenherstellung, Prüfung und Entsorgung. Die Datenerhebung erfolgte modellgestützt, wobei Emissionsfaktoren mit berechneten Verbrauchswerten multipliziert wurden. Die Ergebnisse zeigen, dass vor allem der Energieeinsatz sowie die Mitarbeitermobilität relevante Emissionsquellen darstellen. Als praktikable Lösung für die Bewertung kam eine Tabellenkalkulationssoftware zum Einsatz, da spezialisierte LCA-Software wie openLCA für die gegebenen Anforderungen als zu aufwendig gilt. Die Studie zeigt praxisnahe Wege zur Reduktion des CO₂-Ausstoßes auf und liefert erste Ansätze für ein systematisches Umweltmanagement in einer Prüfanstalt. Sie verdeutlicht, dass auch kleinere Unternehmen von standardisierten Ökobilanzierungen profitieren können.

The Thesis covers the current water problems in the city of Bengaluru with respect to large apartment complex and aims to explore solutions to convert the treated water from the Sewage treatment plant installed the apartment complexes to potable quality. Futher more the study reviews the legal requirements and water tests to be performed and their results are analysed. Final a comparison of various water treatment technology, best practices from neighbouring apartments are taken into consideration for a final suggestion.

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Evaluation eines Datenmodells sowie einer Softwarearchitektur für ein modulbasiertes Entwicklungswerkzeug, das für den Entwurf von ASICs (Application-Specific Integrated Circuits) und FPGAs (Field-Programmable Gate Arrays) verwendet werden kann. Ziel der Arbeit war es, ein flexibles System zu entwickeln, das durch seine Modularität und Erweiterbarkeit den spezifischen Anforderungen unterschiedlicher Projekte gerecht wird und die Effizienz durch frühzeitige Fehlererkennung steigert. Zunächst wurden die Stakeholder sowie der Entwicklungsprozess detailliert analysiert und die Entwurfsdaten untersucht, um die notwendigen Anforderungen an das System abzuleiten. Darauf basierend wurde ein Datenmodell entworfen und verschiedene Konzepte und Technologien verglichen, um die am besten geeigneten Ansätze für die Realisierung des Datenmodells und der Softwarearchitektur zu identifizieren. Für die Softwarearchitektur wurde ein Pluginsystem gewählt. Das Datenmodell und die Architektur wurden in einer Python-basierten Implementierung umgesetzt. Zur Validierung der Anforderungen wurde als spezifischer Anwendungsfall im Entwicklungsprozess die Erzeugung von VHDL-Code gewählt. Zur Demonstration wurden zwei Plugins implementiert: eines zum Laden der Daten und eines als Generator für den VHDL-Code. Das entwickelte System wurde schließlich unter Verwendung der Plugins evaluiert, um die Erfüllung der definierten Anforderungen zu überprüfen. Die Ergebnisse zeigen, dass das System den Anforderungen an Modularität und Erweiterbarkeit gerecht wird, wodurch eine Anpassung des Entwicklungswerkzeugs an die speziellen Bedürfnisse verschiedener Projekte ermöglicht wird. Durch das System wird die Fehlererkennung verbessert und die Effizienz im Entwicklungsprozess weiter gesteigert werden.

Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Erzeugung von zufallsgenerierten Testdaten. Ziel dieser Arbeit ist die Erweiterung einer Bibliothek für zufallsgeneriertes Testen um neue bisher nicht bereitgestellte Datentypen. Dabei stellt sich die Frage, welche Test-Bibliotheken existieren und welche Datentypen bereits durch diese generiert werden können. Um eine Festlegung auf eine Bibliothek treffen zu können, muss dafür eine Bewertung dieser auf Basis einer Reihe von definierten Bewertungskriterien stattfinden. Im Anschluss werden Datentypen untersucht, die von der Bibliothek nicht unterstützt werden. Die Arbeit beschäftigt sich hierfür mit der Generierung von E-Mail-Adressen. Hierfür werden die Spezifikationen untersucht und Richtlinien definiert, die ein Generator einhalten muss um eine gültige zufällige E-Mail-Adresse generieren zu können. In der Umsetzungsphase geht die Arbeit zudem auf verschiedene Techniken und Methoden ein und stellt Optimierungsmöglichkeiten vor. Das Ergebnis der Arbeit ist eine Erweiterung einer Test-Bibliothek, welche über ein öffentliches GIT-Repository abgerufen werden kann.

In der vorliegenden Diplomarbeit wird der Frage nachgegangen, ob und wie hilfreich es ist, wenn mittels Texterkennung in Bildern, welche in einem zeitlichen Abstand aufgenommen werden, analysierte Inhalte auditiv wiedergeben werden, um die Bildinhalte nicht nur visuell, sondern auch akustisch zur Verfügung zu stellen. Dafür wird die Notwendigkeit und Zielgruppe besprochen und eine Machbarkeitsanalyse durchgeführt. Hierbei werden verschiedene Technologien eruiert und auf brauchbare und vor allem zielführende Ergebnisse und Lösungsstrategien getestet. Ziel dieser Arbeit ist es, entscheiden zu können, welche Techniken und API-Anbieter praktikabel sind und wie unabhängig eine mögliche Software sein könnte. Das Ziel ist es, multimediale Inhalte Menschen mit einer Seheinschränkung barrierearm auditiv zur Verfügung zu stellen und das automatisiert, durch eine zusätzliche Software, um der Problematik entgegenzuwirken, dass barrierearme Inhalte kuratiert werden müssen. Abschließend wird ein Ausblick auf zukünftige Forschungsrichtungen gegeben und die Ergebnisse diskutiert.

Die Verwertung von Biomasse aus der Landschaftspflege hat mit dem Rückgang der landwirtschaftlichen Betriebe und der damit verbundenen Abkehr von der historischen Verwendung der Grünlanderzeugnisse vermehrt an Bedeutung gewonnen. Alternativen zur sinkenden landwirtschaftlichen Nutzung blieben lange unbeachtet und haben noch heute nicht ihren erforderlichen Stellenwert erreicht. Neben der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben spielt die Verwertung dieser Biomasse auch im Rahmen der Klimaschutzanstrengungen durch die zu erreichende CO2-Vermeidung oder -Speicherung eine große Rolle. In dieser Arbeit sollen die vorhandenen und zukünftig möglichen Verfahrensweisen am Beispiel eines Landkreises im ländlichen Raum beleuchtet werden. Hierzu werden nach der Erhebung des Status quo die vorhandenen technischen Verfahren einer Biomasseverwertung vorgestellt und abschließend verglichen und bewertet. Aus den Erkenntnissen zu Ablagerung, Verbrennung, Kompostierung, Biovergasung, Biovergärung, Pelletierung und Bioverkohlung erfolgt die Empfehlung, als geeignete Sofortlösung im Untersuchungsgebiet die Kompostierung, sowie mittelfristig die Varianten Pelletierung, energetische Nutzung durch Verbrennung und Biokohleerzeugung weiter voranzutreiben.

Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Vorgehensweise und Durchführung einer Systemanalyse bezüglich der bei der Stadtentwässerung Dresden GmbH vorhandenen Prozesse zur Probendaten-Bereitstellung sowie der Verwendung dieser Daten durch das Personal der Fachbereiche. Bei den Probendaten handelt es sich um Messergebnisse des unternehmenseigenen Betriebslabors aus analytischen Messverfahren und von digitalen Messgeräten. Ziel der Arbeit ist es, den Ist-Stand der Prozesse zu erfassen und Schwachstellen zu ermitteln. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll ein neues System zur Verarbeitung dieser Daten gefunden und ein damit einhergehend verbesserter Prozess entworfen werden. Hierbei sind zum einen die Anforderungen der Datenbereitstellenden und derjenigen, welche die Daten im Unternehmen nutzen, zu berücksichtigen und zu erfassen. Einleitend wird auf die theoretischen Grundlagen einer Systemanalyse und den aktuellen Stand der Technik im Bereich der Informationsversorgung eingegangen. Es werden weiterhin relevante Techniken und Systeme vorgestellt, welche sich für einen neuen Soll-Prozess eignen könnten. Zudem werden Möglichkeiten der Prozessmodellierung diskutiert. Im praktischen Teil der Arbeit werden die Erkenntnisse genutzt, um den Ist-Stand für die Probendaten-Bereitstellung zu erfassen. Daraufhin folgend wird mittels einer Nutzwertanalyse und unter Auswertung von Experteninterviews eine für die Stadtentwässerung Dresden GmbH geeignete Lösung entworfen und in einem Soll-Prozess modelliert. Abschließend werden die Ergebnisse in einem Prototyp als Testimplementierung umgesetzt. Es folgt eine Auswertung, inwiefern die Aufgabenstellung und definierte Probleme gelöst sowie Zielstellungen erreicht worden sind.

Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten zur Reduzierung der Eiseneinträge und der damit verbundenen Verockerung des Elligastbaches betrachtet. Ziel ist es, durch bauliche Maßnahmen die einströmenden Einträge so weit zu verringern, dass ein guter ökologischer und chemischer Zustand des Berichtsgewässers Elligastbach erreicht werden kann. Um die Rückkehr von Lebewesen und Pflanzen in ein Gewässer zu ermöglichen, ist ein guter Gewässerzustand von elementarer Wichtigkeit. Alle erforderlichen Schritte, die zur Vorbereitung der Wiederherstellung des guten Zustandes notwendig sind, zu denen die baulichen Maßnahmen und Eingriffe in das Gewässer im Wesentlichen zählen, werden in der vorliegenden Arbeit erläutert. Neben der Historie des Standortes und den rechtlichen Grundlagen, werden die Schwerpunkte wie die Probenahme zur Erfassung der anfallenden Menge an Eiseneinträgen, sowie die möglichen Auswirkungen auf das Gewässer beschrieben und daraus resultierend eine Vorstellung verschiedener Varianten bzw. Ausführungen von Maßnahmen zur Ockerreduzierung dargestellt. Die nützliche Verwertung des anfallenden Ockerschlamms ist ein weiterer Punkt in der vorliegenden Arbeit.

In dieser Arbeit wird dargestellt, wie durch eine Beeinflussung der Separation von Druckdaten durch ICC-Profile der Verbrauch an Farbmittel (Tinte) im industriellen Inkjetdruck reduziert werden kann. Mittels geeigneter Software wurden ICC-Profile mit unterschiedlichen Separationseigenschaften erstellt, deren Potenzial zur Farbmittelreduzierung durch dafür erstellte Testformen ermittelt und in Zusammenhang zur farbmetrischen Qualität gesetzt. Dabei konnte in der betrachteten Produktionsumgebung eine Reduzierung der benötigten Farbmenge im zweistelligen Prozentbereich gegenüber der Herstellereinstellung erreicht werden ohne dabei die definierten Qualitätskriterien zu verletzen. Die Ergebnisse wurden durch Druckversuche mit realen Kundenaufträgen verifiziert und auf einem baugleichen Drucksystem erfolgreich reproduziert. Auswirkungen auf die Umwelt wurden aufgezeigt, konnten im Rahmen dieser Arbeit aber nicht quantifiziert werden. Hierzu sind nach Ansicht des Autors weitere Untersuchungen notwendig.

Stetig steigende Energiepreise sowie die zunehmende Bedeutung erneuerbarer Energien fördern den Fokus der Unternehmen einen Beitrag zur Energiewende zu leisten. Inhalt der vorliegenden Arbeit stellt dementsprechend die Entwicklung eines Konzeptes zur Nutzung von Photovoltaik zugunsten der elektrolytischen Metallabscheidungsprozesse innerhalb der Leiterplattenfertigung der Fa. KSG GmbH dar. Zielkriterien sind dabei die Aufstellung der bisherigen Jahresverbrauchswerte für den betrachteten Maschinenpark sowie die Bewertung des potentiellen Einsparpotentials. Aufgrund unzureichender Statik der Produktionsgebäude sowie Platzmangel auch in näherer Umgebung sind die baulichen Voraussetzungen nicht optimal ausgelegt. Eine der größten Herausforderungen stellte demnach die Photovoltaik-Dimensionierung dar, um einen größtmöglichen Eigenverbrauch und somit maximale Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Der von der Photovoltaik-Anlage generierte Gleichstrom wird in gleicher Form innerhalb der Anlage benötigt. Entsprechend muss berücksichtigt werden, dass die direkte Einspeisung von Photovoltaik-Strom in den Prozess der galvanischen Metallabscheidung auch den Wegfall von Gleich- und Wechselrichtern und somit eine zusätzliche Stromeinsparung bedeutet. Das Konzept wurde an Hand monetärer Aspekte, Wirtschaftlichkeit und Machbarkeit bewertet.

Durch die stetig gestiegen Energiepreise wird heutzutage, bei der Abwasserreinigung, die Verwendung von Reinsauerstoff für die Belüftung in der zweiten Reinigungsstufe, wieder vermehrt betrachtet. Denn es lassen sich bis zu 40 % Energie im Gegensatz zur konventionellen Belüftung mit Druckluft einsparen. Wenn Reinsauerstoff heutzutage bereitgestellt wird, kommt diese entweder aus der zentralen Luftzerlegungsanlage oder wird dezentral mittels Druckwechseladsorption bereitgestellt. Eine weitere Methode der dezentralen Versorgung, in die viel Hoffnung gelegt wird, ist die Reinsauerstofferzeugung aus der Wasserstoffelektrolyse. Alle drei Verfahren haben aus energetischer und ökonomischer Sicht, ihre Vor- und Nachteile, welche ausführlich beschrieben werden. Es wird allerdings nicht ausreichend, bei der Energieeinsparung nur auf die Reinsauerstoffversorgung zu setzen. Nur mit einer ganzheitlichen Optimierung aller Bereiche, die Einflüsse auf Sauerstoffversorgung haben, wird sich die Umstellung auszahlen. Um dies darzustellen, wurde für die Arbeit ein Entscheidungstool entwickelt, welche diese energetischen und ökonomischen Einflüsse darstellt.

In this study more than 150 kg real waste from electrical and electronic equipment (WEEE) shredder residues from different European dismantling plant were treated by laserspectroscopic flouroescence and solvent-based recycling process. Currently, the samples used are excluded from material recycling and remain as side streams in state-of-the-art plastic recycling plants. The main reason why the waste streams are not currently recycled is due to the fact that they contain flame retardants that are already banned by different EU regulations (e.g. REACH, POP) and must be removed before the recyclates produced can be used again in products on the market. Conventional recycling technologies cannot separate these hazardous flame retardants from the polymers, therefore the solvent-based recycling process was used for this study. The focus within this work was the upscaling of the CreaSolv® Process from the laboratory scale to the small technical scale to provide larger quantities of recyclates. Sensor-based sorting process and CreaSolv® Process were combined to achieve easier handling and better yields of recyclates. By means of safe solvents a significant decrease of halogen content of (up to 98%) was achieved within the applied methods. Mass balances were determined, and gas chromatography-electron capture detector (GC-ECD) as well as energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) measurements provided data on the different flame retardants and halogen content of each recyclate. As a result, the recyclates produced comply with the limit values of the EU directives (e.g. POPs, REACH). Melt flow analysis and differential scanning calorimetry (DSC) were carried out on the recyclates for a quality evaluation and revealed that the recyclates have similar properties to virgin materials. Based on this work, the upscaling of the CreaSolv® Process is able to recycle WEEE containing pollutants and at the same time produce recyclates with good mechanical properties.

Diese Diplomarbeit beschäftigt sich mit der Einführung der Unittests im fest definierten Bereich eines komplexen Online-Shop-Systems. Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Darstellung der Problematiken im Zusammenhang mit der späten Einführung der Unittests und Diskussion der Wegefindung, Unittests fest im System zu etablieren. Im theoretischen Teil werden Unit-Grenzen definiert und Methoden, Werkzeuge und Strategien der Unittests ausgearbeitet. Im praktischen Teil dieser Diplomarbeit wird die Abdeckung eines Teilsystems des Online-Shops mit neuen Unittests geplant, mögliche Lösungswege analysiert, das Projekt umgesetzt und entsprechend dokumentiert.

Es sollen durch eine Neukonstruktion der Grundanwendung insbesondere die Punkte Sicherheit, Performance und Wartbarkeit der bestehenden Anwendung übertroffen werden. Bei dieser Implementation soll auch ein Framework für dynamische Benutzeroberflächen verwendet werden, welches das Nutzen moderner Entwicklungsmethoden ohne umständliche und aufwändige Umwege ermöglicht. Abschließend soll eine Struktur erzeugt werden, welche die Funktionen der aktuellen Administration in vereinheitlichter Form und mit den zuvor genannten Qualitätskriterien abbilden kann. Ebenso soll für die neu gewonnene Software eine Dokumentation angelegt werden.

Reduzierung von Kunststofffolien, die im Vergärungsprozess der Anlage Kempten-Schlatt anfallen, zur Einhaltung gesetzlicher Grenzen. Analyse und Versuch einer Festlegung optimaler Siebgeschwindigkeiten zur maximalen Auslastung des Nahinfrarot Detektors und somit Reduzierung des Kunststoffanteils im zu vergärenden Produkt.

The use of fossil resources must be phased out during the next decades in order to stay below a well below 2°C trajectory adopted with the Paris Agreement. The growing threat of climate changes arises large uncertainties concerning natural and social systems and induced changes on economic activities and human welfare in the 21st century. As recent climate negotiations failed to achieve significant progress to stop the climate change, GHG emissions fragmented the international communities. Total carbon dioxide (CO2) concentration is at the highest levels ever recorded. Since, it is very important to differentiate the total CO2 and its origin. Evidently, CO2 has been identifed as the most important GHG because it contributes the largest share to the anthropogenic increase of radiative forcing and grows fastest. Anthropogenic sources of CO2 emissions are fossilfuel combustion (FFC), cement production, traditional biomass combustion and land use change, which contain chlorouorocarbons, hydrochlorouorocarbons and others. Where Biogenic CO2 emission sources are fermentation, biogas and other biological process. Compare to atropogenicsource with high purity. The thesis provides an improved overview of R&D, pilot, demonstration and commercial projects that capture CO2 from biogas plants and other biogenic sources and subsequently put this carbon to further use. Best practices in terms of business models and GHG saving potentials are described. The CO2 emissions mitigation are related to the innovation, technologies, investment and moreover the strong policies from the Government

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Frage nach der sozio-ökologischen Bedeutung, Verantwortung und Zukunft von Städten und untersucht darüber hinaus mögliche theoretische und praktische Lösungsansätze zu dringenden umweltpolitischen Problemen im Zuge der Urbanisierung. Die Erörterung beginnt in Kapitel 1 mit einer Bestandsaufnahme aktueller Umbruchprozesse der natürlichen Umwelt, die sich global als Symptome des Klimawandels ausdrücken, wobei in einem zweiten Schritt der Mensch als Initiator identifiziert wird und die ihm zuzuschreibenden, massiv zunehmenden, störenden Eingriffe als Hauptauslöser der Negativtrends hergeleitet werden. Weiterhin wird unter Zugrundelegung des Analysekriteriums Ressourcenmanagement die Leitthese formuliert, dass die globale Urbanisierung einer der wichtigsten und ernstzunehmendsten Treiber des weltweiten Ressourcenverbrauchs ist und unter Beibehaltung derzeitig angewandter Modelle für Stadtentwicklung die globalen Bereitstellungskapazitäten für neue Materialien sprengen wird. Basierend auf den Feststellungen und Prognosen des ersten Teils, widmet sich Kapitel 2 anschließend möglichen Lösungsansätzen für nachhaltige Stadtentwicklung, die im Einzelnen jeweils auf unterschiedlich gelagerten Ebenen des Gesamtkonstruktes ‚Stadt‘ ansetzen. Auch hier werden zunächst wiederum erst das Ausmaß und die drohenden Konsequenzen der bevorstehenden Aufgaben beziffert, wie z.B. Zeiträume und Flächenbedarf zu erwartender Urbanisierungswellen oder auch Verlustmengen fruchtbarer Böden, Wälder und Naturhabitate. Die in der Folge vorgestellten Konzepte sind nach ihrer wissenschaftlichen Bedeutung ausgewählt und werden jeweils kritisch vor dem Hintergrund ihrer Umsetzbarkeit reflektiert, wodurch z.B. auf die Diskussion von strategischer Dichte einerseits ein Exkurs zum geschichtlichen Abriss städtebaulicher Ideale in der Vergangenheit und andererseits ein Abschnitt zu sozialer Integration und Rehabilitierung von Slums folgt. Denn beides liefert relevante Einsichten in die Realität städtischer Gebilde, die für ein holistisches Verständnis von Urbanisierungsfragen elementar sind. Schließlich werden Beitragspotenziale auf der Ebene individueller Akteure und Baueinheiten präsentiert, die z.B. durch grüne Technologien, architektonische Formgebung und Zukunftsvision oder auch Verhaltensänderungen der Bevölkerung erreicht werden können. Ein Zwischenfazit zum multiplikativen Effekt der Maßnahmenmodelle sowie ein Ausblick auf vielversprechende Umsetzungsinstrumente in politischer Hinsicht runden die in Kapitel 2 diskutierte Thematik theoretischer Lösungsansätze nachhaltiger Stadtentwicklung ab. Kapitel 3 stellt eine Reihe ausgewählter Fallstudien vor, die als praktische Adaptionen der in Kapitel 2 präsentierten Ansätze bereits international Anwendung finden und lokal den materiellen Fußabdruck der betrachteten Städte verbessern. Die Selektion der Fallstudien ist nach ökologischen Sektoren gegliedert – betrachtet werden Beispiele aus den Bereichen Energie, Abfallmanagement, Wasser- und Luftreinhaltung. Ziel dieser Arbeit ist es, die Bedeutungsschwere von Städten für die zukünftige Entwicklung globalen Ressourcenmanagements festzustellen, auszuformulieren und nach aktuellen Quellen zu beziffern. Darauf basierend sollen die wichtigsten Ansatzpunkte zur Implementierung nachhaltiger Systeme und urbaner Umweltneutralität vorgestellt, kritisch reflektiert und hinsichtlich ihres Potenzials bewertet werden. Das Ziel der Fallstudienpräsentation im dritten Teil ist die Veranschaulichung der zuvor diskutierten Theorie an konkreten Beispielen, die als Pionierprojekte eventuell auch von anderen Städten in ähnlicher Weise umgesetzt werden könnten. Zukünftige Stadtplanung muss aus den Entwicklungen von Vergangenheit und Gegenwart alle Lehren ziehen, um die bevorstehende Urbanisierung im 21. Jahrhundert als Chance nutzen zu können. Welche Problemstellungen sich pro Betrachtungsebene ergeben, welche theoretischen Lösungsmodelle existieren und durch welche Störfaktoren diese Ansätze in der Realität beeinträchtigt werden, wird im Rahmen eines schichtweise erarbeiteten Fazits nocheinmal zusammenfassend dargelegt, wobei zusätzlich pragmatische Gegensteuerungselemente benannt werden und pro Bezugsdimension einige abschließende Sätze zum Status Quo ausformuliert werden.

Die landwirtschaftliche Verwertung von Klärschlämmen wurde mit der novellierten Klärschlammverordnung im Jahr 2017 stark eingeschränkt. Für Kläranlagen der Größenklassen 4b und 5 wird in Zukunft die Rückgewinnung von Phosphor aus dem Klärschlamm oder aus der Klärschlammasche verpflichtend. Da die Rückgewinnungsquote für Phosphor gesetzlich vorgeschrieben ist und der Phosphor in Klärschlammaschen höher konzentriert vorliegt, gibt es zahlreiche Verfahren, die an dieser Stelle ansetzen. Mit dem Bau der Monoklärschlammverbrennungsanlage am Standort Büddenstedt hat sich die EEW Energy from Waste GmbH (EEW) entschieden, ein Baustein dieser Prozesskette zu sein. Die Kernkompetenz von EEW liegt jedoch im Betrieb von Verbrennungsanlagen, somit soll das künftig geforderte Phosphorrecycling durch einen kompetenten Partner durchgeführt werden. Im Fokus steht dabei die Firma Seraplant mit ihrem nasschemischen Verfahren. Aufgrund der bereits in Haldensleben errichteten großtechnischen Anlage der Firma Seraplant zur Düngemittelherstellung aus Klärschlammaschen und der geringen Entfernung zum EEW Standort, ist die Firma Seraplant ein attraktiver Partner. Im Rahmen der genehmigungsrechtlichen Auflagen und der durch die Firma Seraplant festgelegten Ascheannahmebedingungen müssen die Klärschlammaschen bereits bei der Anlieferung bestimmte Schadstoffgrenzwerte einhalten. Aus diesem Grund wurden im Rahmen dieser Arbeit verschiedene Klärschlämme auf ihre Zusammensetzung untersucht, um kritische Schwermetallparameter zu identifizieren sowie den P2O5-Gehalt der späteren Asche einschätzen zu können. Anhand der Analysen und Hochrechnungsdaten der verschiedenen Elemente in Bezug auf den Aschegehalt konnten Arsen, Blei, Chrom, Quecksilber und Thallium als unkritisch eingestuft werden, da die Mittelwerte bezogen auf den Aschegehalt zum Teil weit unter dem Annahmegrenzwert lagen. Der Mittelwert des Elementes Nickel überschreitet den Grenzwert um knapp 10% und wurde als mäßig kritisch eingeordnet. Sofern in Zukunft hoch und niedrig belastete Klärschlämme mit Hilfe von geeigneten Prozessen unterschieden werden können, könnte ein gezieltes Stoffstrommanagement die Einhaltung des Grenzwertes gewährleisten. Die Elemente Cadmium und Kupfer sind im Hinblick auf die Verwertung im Seraplant-Phosphorrecyclingverfahren als kritisch einzustufen, da die Mittelwerte die Annahmegrenzwerte der Firma Seraplant deutlich überschreiten. Es ist daher wichtig, die angelieferten Klärschlämme zu kennen und zu kontrollieren. Daher wurde ein entsprechendes Annahmekonzept entwickelt, welches auch die Möglichkeit zur Mitverbrennung in der benachbarten Abfallverbrennungsanlage bis zur gesetzlichen Recyclingpflicht beinhaltet. Generell ist für alle betrachteten Parameter zu berücksichtigen, dass durch das Zusammenführen und Mischen der Klärschlämme im Klärschlammbunker ein Verdünnungseffekt von hoch belasteten Klärschlämmen erfolgt und somit für eine Verwertbarkeit der Klärschlammaschen im Seraplant-Verfahren spricht. Anknüpfend an diese Arbeit sollte betrachtet werden, welche der künftigen Klärschlämme, die mit einer Jahresmenge von mehr als 5000 Tonnen der Monoklärschlammverbrennungsanlage zugeführt werden, hohe Gehalte der (mäßig) kritisch eingestuften Schwermetallparameter aufweisen, um diese künftig steuern zu können.

Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit dem ökonomischen und ökologischen Vergleich ausgewählter Heizsysteme unter Berücksichtigung eines Mikro-Blockheizkraftwerkes. Einleitend erfolgt die Darstellung wesentlicher Merkmale der Technologien. Der Vergleich der Heizanlagen zur Bereitstellung von Raumwärme und Warmwasser basiert auf der Annahme zweier Versorgungsaufgaben, einem Ein-familienhaus und einem Reihenmittelhaus. Als Versorgungssysteme dienen die Gas-brennwerttechnik, Wärmepumpen mit den Wärmequellen Luft, Sole und Wasser sowie ein Holzpelletkessel und ein Mikro-Blockheizkraftwerk. Heizkosten sind eine sich stetig verändernde Größe. Die Wirtschaftlichkeitsberechnungen beruhen daher auf einem dynamischen Verfahren, nämlich der Annuitätenmethode. Die ökologische Betrachtung erfolgt auf Basis des Primärenergiebedarfs und der CO2-Äqivalent-Emissionen.

Eine Vollversorgung mit 100% EE wird nur durch strukturellen Wandel des Energiesystems vollzogen werden können. Die Herausforderung besteht darin, den Elektrizitäts-, Wärme-, und Transportsektor in Zukunft gemeinsam zu betrachten und Synenergien zu nutzen. Die hauptsächliche Energiebereitstellung wirde durch PVA und WEA erfolgen. Der in nahezu allen grundlegenden Studien zur Energietransformation prognostizierte massive Ausbau von WEA offshore wird in dieser Arbeit nicht befürwortet. Es müssen geeignete Kurzzeit- wie auch Langzeitspeicher bereitgestellt werden. Insbesondere bei der PV sind zusätzliche Systemleistungen erforderlich. DSM ist ein wichtiger Bestandteil der zukünftigen Netzstruktur und Regelglied für den Lastausgleich.

In dieser Arbeit wird anhand zweier Beispiele ein Überblick über die Gärresttotalaufbereitung mit dem Schwerpunkt Membrantechnik gegeben. Welche Verfahren gibt es auf dem Markt? Für welche Betreiber sind welche Verfahren sinnvoll? Ist die Membrantechnik momentan in der Lage effizient zu arbeiten?

In dieser Diplomarbeit wird das Recyclingpotential kritischer Rohstoffe am Beispiel von Energiesparlampen wie Kompaktleuchtstofflampen und LED-Lampen analysiert. Dazu werden neben Aufbau und Funktion der Beleuchtungskörper, die Zusammensetzung der stofflichen Komponenten sowie deren primäre Gewinnung erläutert. Die Darstellung der Recyclingprozesse von Energiesparlampen wird anhand des bestehenden Kreislaufwirtschaftssystems dargestellt und die zugehörigen Verfahren und Patente für die Rückgewinnung der relevanten Metalle beschrieben. In der Zusammenfassung werden die Vor- und Nachteile der sekundären Rohstoffgewinnung diskutiert.