11 Interfakultäre Einrichtungen

Permanent URI for this collectionhttps://elib.uni-stuttgart.de/handle/11682/12

Browse

Filters

2021 - 20256

Settings

Institute: search.filters.UBSInstitut.Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und AbfallwirtschaftStart date: 2012

Search Results

Now showing 1 - 6 of 6
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Leitfaden für Konzeption, Aufbau und Betrieb von Schulungs- und Pilotanlagen zur Aufbereitung von Trinkwasser und Reinigung von Abwasser aus einer sozio-technischen Perspektive
    (2021) Minn, Fabienne; Hügler, Michael; Kosow, Hannah; Kramer, Hanna; Krauß, Manuel; León, Christian D.; Stauder, Stefan; Wasielewski, Stephan
    Dieser Leitfaden soll Hilfestellung bei der Konzeption, dem Aufbau und dem Betrieb von Schulungs- und Pilotanlagen geben, die im öffentlichen Raum implementiert werden. Solche Pilotanlagen erfordern von Beginn an eine soziale Einbettung und sollten daher in einem partizipativen Prozess in enger Kooperation mit den lokalen Akteuren entwickelt und umgesetzt werden. Der Leitfaden folgt den Phasen des Anlagenbaus, wobei Info-Boxen die Inhalte an einem Fallbeispiel aus der Praxis illustrieren. Dabei gibt der Leitfaden praktische Hinweise und Tipps für die partizipative Umsetzung von Pilotanlagen sowie für die Durchführung begleitender Aktivitäten zur Bewusstseinsbildung und dem Aufbau von Kompetenzen. Der vorliegende Leitfaden ist ein Ergebnis des Forschungsprojektes TRUST, das von 2017 bis 2021 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) finanziert wurde. In Zusammenarbeit zwischen dem Zentrum für Interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung der Universität Stuttgart (ZIRIUS), dem Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft der Universität Stuttgart (ISWA), dem DVGW-Technologiezentrum Wasser (TZW) sowie den peruanischen Nichtregierungsorganisationen Servicios Educativos Rurales (SER) und Horizontes en Medio Ambiente y Salud (HOMAS) wurde in den Jahren 2020/2021 in einem partizipativen Prozess eine Pilotanlage für die Abwasserreinigung in der Gemeinde San Andrés de Tupicocha im Hochland des Einzugsgebiets des Río Lurín, Peru, installiert.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Leaching via weak spots in photovoltaic modules
    (2021) Nover, Jessica; Zapf-Gottwick, Renate; Feifel, Carolin; Koch, Michael; Werner, Juergen Heinz
    This study identifies unstable and soluble layers in commercial photovoltaic modules during 1.5 year long-term leaching. Our experiments cover modules from all major photovoltaic technologies containing solar cells from crystalline silicon (c-Si), amorphous silicon (a-Si), cadmium telluride (CdTe), and copper indium gallium diselenide (CIGS). These technologies cover more than 99.9% of the world market. We cut out module pieces of 5 × 5 cm2 in size from these modules and leached them in water-based solutions with pH 4, pH 7, and pH 11, in order to simulate different environmental conditions. Unstable layers open penetration paths for water-based solutions; finally, the leaching results in delamination. In CdTe containing module pieces, the CdTe itself and the back contact are unstable and highly soluble. In CIGS containing module pieces, all of the module layers are more or less soluble. In the case of c-Si module pieces, the cells’ aluminum back contact is unstable. Module pieces from a-Si technology also show a soluble back contact. Long-term leaching leads to delamination in all kinds of module pieces; delamination depends strongly on the pH value of the solutions. For low pH-values, the time dependent leaching is well described by an exponential saturation behavior and a leaching time constant. The time constant depends on the pH, as well as on accelerating conditions such as increased temperature and/or agitation. Our long-term experiments clearly demonstrate that it is possible to leach out all, or at least a large amount, of the (toxic) elements from the photovoltaic modules. It is therefore not sufficient to carry out experiments just over 24 h and to conclude on the stability and environmental impact of photovoltaic modules.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Integrated water management solutions in the Lurín Catchment, Lima, Peru : supporting United Nations' Sustainable Development Goal 6 : final report of the joint project TRUST
    (2021) Bondy, Jan; Brauer, Friederike; Cardona, Jaime; Chamorro, Johannes; Fischer, Thilo; Hahne, Lucia; Hinz, Stefan; Hügler, Michael; León, Christian D.; Keller, Sina; Kosow, Hannah; Kramer, Hanna; Krauss, Manuel; Minke, Ralf; Minn, Fabienne; Riese, Felix; Schroers, Samuel; Stauder, Stefan; Sturm, Sebastian; Wasielewski, Stephan; Wienhöfer, Jan; Zahumensky, Yvonne; León, Christian D.; Brauer, Friedrike; Hügler, Michael; Keller, Sina; Kosow, Hannah; Krauss, Manuel; Wasielewski, Stephan; Wienhöfer, Jan
    With the 2030 Agenda for Sustainable Development, the United Nations have established a catalog of 17 Sustainable Development Goals (SDGs) to achieve a better and more sustainable future for all by 2030. One important aspect, formulated as Goal 6, is ensuring the availability and sustainable management of water and sanitation for all. Achieving SDG6 represents a challenge for planning, governance, and water management, especially in prosperous water-scarce regions, where water demand rises steadily and outgrows sustainable supply. Using the example of the catchment area of the Río Lurín in Lima, Peru, the TRUST project demonstrated how interdisciplinary and transdisciplinary approaches could contribute to meeting the water management challenges that are related to achieving SDG 6 in prosperous regions facing water scarcity. The approaches cover the closely interlinked domains water resources, water use, and water management. For each domain, we set up a comprehensive data base, conducted local analyses, and developed integrated concepts taking the river basin perspective into account. The concepts covered drinking water supply, safe wastewater treatment and disposal, and water reuse. They were developed in close cooperation with local actors and national authorities. The methods and tools can be transferred to other regions of the world with similar challenges. This TRUST Report is intended as a manual to help decision-makers and water management professionals to develop and implement locally adapted solutions for sustainable water management.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Size- and surface-dependent solubility of cadmium telluride in aqueous solutions
    (2021) Zapf-Gottwick, Renate; Zorn, Matthias; Nover, Jessica; Koch, Michael; Feifel, Carolin; Werner, Jürgen H.
    Due to the toxicity of cadmium (Cd) and the scarcity of telluride (Te), CdTe-based photovoltaic modules have been under discussion during the last few years. In particular, the stability of CdTe in aqueous solutions is under debate. Here we show that the stability of CdTe depends not only on the pH of water-based solutions but also on size and surface treatment of CdTe particles. We compare milled module pieces with CdTe powders of different particle size. The leaching of CdTe is conditioned by the outdiffusion of Cd and Te at the interface between CdTe particles and the aqueous solution. The smaller the particle size, the faster the leaching. Therefore, milled module pieces decompose faster than CdTe powders with relatively large grains. We observe a dependence on time t according to t0.43. The room temperature diffusion coefficients are calculated as DCd ≈ 3 × 10-17 cm2/s for Cd, and DTe ≈ 1.5 × 10−17 cm2/s for Te in pH4. The chemical instability in aqueous solutions follows thermodynamic considerations. The solution behavior of Cd and Te depends on the pH value and the redox potential of the aqueous solutions. Chemical treatments such as those used in solar cell production modify the surface of the CdTe particles and their leaching behavior.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Kontrollierte Grundwasseranreicherung (MAR): Ein Beitrag zur Lösung der Wasserprobleme in Lima, Peru : Abschlussbericht des Projekts NEWA-LIMA
    (Stuttgart : Universität Stuttgart, 2025) Fesch, Katharina; Hügler, Michael; León, Christian D.; Perez, Hiraida; Stauder, Stefan; Xanke, Julian
    Das vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) im Rahmen der Exportinitiative Umweltschutz geförderte Forschungsprojekt „NEWA-LIMA: Neue Wasserressourcen und innovative Abwasserbehandlung für aride Metropolregionen am Beispiel von Lima, Peru“ (Laufzeit: 2022-2024) hatte zum Ziel, die kontrollierte Grundwasseranreicherung (MAR, Managed Aquifer Recharge) als naturbasiertes und kostengünstiges Verfahren zur langfristigen Nutzung der Grundwasserressourcen aufzuzeigen und so einen Beitrag zur Lösung der Wasserprobleme in Lima/Peru zu leisten. Lima zählt zu den trockensten Metropolregionen der Welt, so dass die Wasserversorgung der 10 Mio. Einwohner zzgl. Industrie sowie Gewerbe eine enorme Herausforderung darstellt und in den kommenden Jahren sehr große Investitionen erfordert. Die lokalen Flüsse führen nur während der Regenzeit in den Anden für wenige Monate im Jahr Wasser und die Grundwasserressourcen sind begrenzt. Der vorliegende Bericht stellt die im Projekt entwickelten Lösungsansätze und erzielten Ergebnisse vor. Nach umfassenden Voruntersuchungen wurde auf dem Gelände einer Kläranlage im Lurín-Tal eine MAR-Pilotanlage errichtet. Sie bestand aus drei Erdbecken zur Versickerung von gereinigtem Abwasser sowie mehreren Kontrollbrunnen und wurde in Zusammenarbeit mit dem Wasserver- und Abwasserentsorger von Lima (SEDAPAL) über die Dauer von 17 Monaten betrieben. Die Reinigungsleistung der Bodenpassage wurde dabei durch umfangreiche mikrobiologische und chemische Wasseranalytik erfasst, einschließlich anthropogener Spurenstoffe und der neuartigen „wirkungsbezogenen Analytik“ (WBA). Begleitende kleintechnische Untersuchungen mit Aktivkohleadsorption und Umkehrosmose bewerteten den Einsatz dieser weitergehenden Aufbereitungstechnologien. Zudem erfolgte eine Prüfung der rechtlichen Rahmenbedingungen und der sozialen Implikationen von MAR-Vorhaben in Peru. Die Erarbeitung eines lokalen Grundwassermodells sowie eines Konzepts für den Einsatz von Tropfkörpern in der Abwasserreinigung dienten dazu, konkrete Empfehlungen für eine großtechnische MAR-Anwendung im Lurín-Tal ableiten zu können.
  • Thumbnail Image
    ItemOpen Access
    Gestión de la Recarga del Acuífero: una contribución a la solución del problema del agua en Lima, Perú : informe final del proyecto NEWA-LIMA
    (Stuttgart : Universität Stuttgart, 2025) Fesch, Katharina; Hügler, Michael; León, Christian D.; Perez, Hiraida; Stauder, Stefan; Xanke, Julian; Manrique, Elizabeth (Übersetzerin)
    El proyecto NEWA-LIMA “Nuevos recursos hídricos y tratamiento innovador de aguas residuales para regiones metropolitanas áridas, tomando como ejemplo Lima, Perú”, financiado por el Ministerio del Ambiente de Alemania (BMUV) durante el período 2022 a 2024 tuvo como objetivo demostrar que la Recarga Gestionada de Acuíferos es un método natural y de bajo costo para el uso a largo plazo de los recursos hídricos subterráneos, contribuyendo de este modo a la solución de los problemas de agua en Lima. Lima es una de las regiones metropolitanas más áridas del mundo, por lo que el abastecimiento de agua para sus 10 millones de habitantes, así como para la industria y el comercio, representa un gran desafío que requerirá de inversiones significativas en los próximos años. Los ríos locales llevan agua solamente durante la época de avenida en los Andes y los recursos de agua subterránea son limitados. Este informe presenta las soluciones desarrolladas y los resultados obtenidos en este proyecto. Tras exhaustivas investigaciones preliminares, se construyó una planta piloto MAR en el terreno de una planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) en el valle del río Lurín. Constó de tres pozas de tierra para la infiltración de las aguas residuales tratadas, así como varios piezómetros. Fue operada en colaboración con la Empresa de Servicio de Agua Potable y Alcantarillado de Lima (SEDAPAL) durante un periodo de 17 meses. El rendimiento de depuración del paso por el suelo fue registrado mediante exhaustivos análisis microbiológicos y químicos del agua, incluidas sustancias antropogénicas y el innovador “análisis relacionado con el impacto” (WBA). Las investigaciones complementarias a pequeña escala con adsorción de carbón activado y ósmosis inversa evaluaron el uso de estas tecnologías avanzadas de tratamiento de agua. Se revisó el marco legal vigente y las implicaciones sociales de los proyectos MAR en Perú. La elaboración de un modelo local de aguas subterráneas y de un concepto para el uso de filtros percoladores en el tratamiento de aguas residuales sirvieron para definir recomendaciones respecto a una aplicación MAR a gran escala en el valle de Lurín.