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Abschlußbericht 02WM0766 ___________________________________ Verbundprojekt: IWRM Vietnam

Modellregion Nam Dinh

Teilprojekt IV c Ingenieurtechnische Entwicklung und Planung von Abwasseranlagen Projektträger: Karlsruher Institut für Technologie Projektträger Karlsruhe Wassertechnologie und Entsorgung PTKA - WTE Hermann-von-Helmholtz-Platz 1 76322 Eggenstein-Leopoldshafen Projektleitung: Bernd E. Erhardt Tel.: 08 32 1/ 7 80 85 - 12 [email protected] ________________________________________________________________ Sonthofen, den 30.06.2010

Teil I

Abschlußbericht Teilprojekt IV c, 02WM0766 Seite -

Ingenieurtechnische Entwicklung und Planung von Abwasseranlagen in Nam Dinh/ Vietnam

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Inhalt

1. Aufgabenstellung ......................................................................................4 2. Voraussetzungen, unter denen das Vorhaben durchgeführt wurde .........5 2.1 Lokale Voraussetzungen ..........................................................................7 2.2 Voraussetzungen beim Forschungsnehmer .............................................9 3. Planung und Ablauf des Vorhabens .......................................................10 3.1 Teilprojekt 1 ............................................................................................10 3.2 Teilprojekt 3 ............................................................................................20 3.3 Teilprojekt 4 ............................................................................................23 4. Wissenschaftlicher und technischer Stand, an den angeknüpft wurde ..28 4.1 Teilprojekt 1 ............................................................................................28 4.2 Teilprojekt 4 ............................................................................................29 5. Zusammenarbeit mit anderen Stellen.....................................................30



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I. KURZDARSTELLUNG

1. Aufgabenstellung

Als direkte Folge von Kriegen, Armut und einem schnellen Wachstum der Bevöl-kerung ist die Umwelt Vietnams in einem schlechten Zustand. Die kommunale Wasserversorgung greift zu 1/3 auf Grundwasser und zu 2/3 auf Oberflächen-wasser zurück. Beide Ressourcen sind wegen kaum vorhandener Abwasserrei-nigung extrem verunreinigt. In den Städten wird das Ab-wasser durch mehr oder weniger gut funktionierende Kanalsysteme abgeleitet und vornehmlich mechanisch gereinigt. Eine biologische bzw. weitergehende Reinigung ist äußerst selten anzu- treffen. Aufgrund der extremen Verschmutzung der Oberflächengewässer und des Grundwassers hat der Ausbau der Abwasserreini-gung höchste Priorität. Der teilweise desolate Zustand von Umwelt und Wasserres- sourcen hat die vietnamesi-sche Regierung veranlaßt mehrere Programme aufzule-gen, um die Situation zu verbessern. Vor diesem Hin-tergrund sind deshalb auch Forschung, Know-how- und Technologietransfer zur Sicherung von Umwelt und Ressourcen ein vorrangiges Feld der bilateralen Zusammenarbeit zwischen Vietnam und Deutschland.

Aufbauend auf Ergebnissen von Projekten, die im Rahmen des Ideenwettbe-werbs zur Vorbereitung von Projekten zum Förderschwerpunkt „Integriertes Wasserressourcen-Management“ von der Ruhruniversität Bochum, der Univer-sität Bonn und der Universität Greifswald durchgeführt wurden, haben die Part-ner in enger Kooperation ein Gesamtprojekt mit drei regionalen Teilprojekten erarbeitet. Eine dieser Regionen ist die Provinz Nam Dinh im Norden des Lan-des, in der die Situation im Bereich Wasser/ Abwasser bei weitem nicht den Vor-gaben entspricht, wie sie die WHO als Mindeststandard definiert hat. Die Bela-stung der Biosphäre aus den zahlreichen kleinen und kleinsten metallverarbei-tenden Betrieben beispielsweise ist immens. Die Hauptstadt der Provinz, die gleichnamig Großstadt Nam Dinh liegt direkt im Delta des Roten Flusses. Dort leben etwa 200.000 Menschen. Nam Dinh besitzt jedoch keine Kläranlage - ein Zustand, der nicht länger tragbar ist.

In Deutschland ist dagegen umfangreiches Know-how im Bereich Wasser- und Abwasserbehandlung verfügbar, das den Stand der Technik repräsentiert und durch deutsche Firmen weltweit vermarktet wird. Allerdings lassen sich Abwas-serbehandlungsanlagen und –konzepte i.d.R. nicht 1:1 auf andere Rahmenbe-dingungen übertragen. Hinzu kommt, daß es sinnvoll ist, zunächst die Abwasser erzeugenden Produktionsprozesse gemäß umwelttechnischen Aspekten zu opti-mieren (produktionsintegrierter Umweltschutz PIUS), so die Abwasser- und Reststoffströme zu minimieren. Auf dieser Basis können dann verfügbare Ab-



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wasserbehandlungstechnologien angepaßt und für den spezifischen Standort optimierte Anlagen entwickelt werden. Diese Aufgaben übernahmen die Teilpro-jekte IV a und b, die durch die Universität Greifwald bzw. das Fraunhofer - Institut „Umsicht“ bearbeitet wurden.

Im hier vorliegenden Vorhaben IVc „Ingenieurtechnische Entwicklung und Pla-nung“ zerfiel die Aufgabenstellung in insgesamt vier Teilprojekte:

1. Entwicklung, Upscaling und Installation einer einfachen, dezentralen Verfahrenstechnik zur biologischen Behandlung der schwermetallhal-tigen Abwässer aus den zahlreichen einschlägigen Gewerbebetrie-ben. Gemeinsame Installation einer anaerobe und einer nachge-schalteten aeroben Technik innerhalb eines IWRM – Zentrums in Tong Xa (Teilprojekt TP 1)

2. Planung einer halb - zentralen Abwasserbehandlungsanlage für das neue Gewerbegebiet My Trung bis zum Stadium der Vorplanung (Teilprojekt TP 3)

3. Grundlagenermittlung und Entwicklung des Konzepts einer angepaß-ten, modellhaften zentralen Abwasserbehandlungsanlage und einer angepaßten Kanalnetzbewirtschaftung für den großstädtischen Raum (Modellregion), „urban residential zones“. (Teilprojekt TP 4)

Zudem wurde in Zusammenarbeit mit den Projektpartner das Teilprojekt 5 als Schulungsvorhaben für die kommunalen Behördenvertreter durchgeführt:

4. Organisation und Durchführung von Schulungen für Behördenvertre-ter zur Verdeutlichung deutscher Konzepte und Technologien (in Zu-sammenarbeit mit Fraunhofer UMSICHT und Universität Greifswald) (Teilprojekt TP 5). Weitere Informationen sind den dortigen Berichten zu entnehmen.

Das oben fehlende „Teilprojekt 2“ umfaßte die Entwicklung angepaßter und übertragbarer Technologien zur Vermeidung und Behandlung des Abwassers aus den zahlreichen stadtnahen mittelständischen Unternehmen für ausgewählte Branchen (Branchenkonzepte) und oblag der Fraunhofer „UMSICHT“. Ergeb-nisse sind dem dortigen Abschlußbericht zu entnehmen.

2. Voraussetzungen, unter denen das Vorhaben durchgeführt wurde

Das Vorhaben war eingebunden in das Gesamtvorhaben „Integriertes Wasser-ressourcen-Management“ IWRM, das seitens „Umwelttechnik und Ökologie im Bauwesen“, Ruhr-Universität Bochum, Prof. Dr. Harro Stolpe, zusammen mit dem Institut für Pflanzenernährung, Universität Bonn, PD Dr. J. Clemens erar-



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beitet wurde. Das Projekt wurde in Abstimmung mit der Universität Greifswald, Herrn Prof. Dr. W. Steingrube bzw. Herrn PD Dr. J. Kasbohm durchgeführt. Diese übernahmen auch die Projektkoordination der Teilvorhaben IV a – d, die als Zielgebiet die Provinz Nam Dinh umfaßten. Thematisch sollte hierbei die Be-handlung industrieller, gewerblicher und kommunaler Abwässer sowie die An-wendung des sogenannten DSS1 im Mittelpunkt stehen.

Abb. Ab

Abb. 1: Zielgebiete im Gesamtvorhaben

1 Der Begriff DSS zur Wasserwirtschaft wird als systematische Verfahrensweise zur

Erarbeitung und transparenten Darstellung umwelt- und sozialverträglicher sowie ökonomisch realisierbarer wasserwirtschaftlicher Entscheidungsvorschläge auf der Grundlage der Ist-Situation und von Prognosen der voraussichtlichen regionalen Entwicklung der Wasserressourcen, der Wassertechnologie, des sozioökonomischen und administrativen Hintergrundes verstanden

Provinz Nam Dinh Universität Greifswald

Institut für Geographie und Geolo-gie

PD Dr. J. Kasbohmbzw. Prof. W. Steingrube

Provinz Lam Dong Ruhr-Universität Bochum

U+Ö Umwelttechnik und Ökologie im Bauwesen

Prof. Dr. H. Stolpe

Provinz Can Tho Universität Bonn

Institut für Nutzpflanzenwissen-schaften und Ressourcenschutz -

Pflanzenernährung (INRES - Pflanzenernährung)PD Dr. J. Clemens



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Das Teilvorhaben IV umfaßte dabei insgesamt das IWRM auf Provinzebene Nam Dinh mit den nachstehenden dargestellten Teilprojekten a – e, indem neben Forschungseinrichtungen auch vornehmlich F+E – Projekte in Kooperation mit Firmen eingebunden waren.

Die Arbeit vor Ort umfaßte immer auch die Zusammenarbeit mit den Projektlei-tern der Teilprojekte IV a - e sowie den lokalen Behörden (Stadtverwaltung). Diese Aktivitäten wurden durch den Projektkoordinator initiiert.

Einen Überblick über die Teilvorhaben innerhalb des Abschnittes IV gibt die nachstehende Tabelle 1.

Tab. 1: Teilvorhaben innerhalb des Abschnittes IV

2.1 Lokale Voraussetzungen

In der Zielprovinz produzieren eine unüberschaubar große Anzahl von Kleinst-betrieben in Hinterzimmern und Küchen Produkte zum Weiterverkauf und zur Weiterverarbeitung. Insbesondere sind dies Betriebe im Bereich - Umschmelzanlagen, - Galvanik, - Textil, - Gerbereien, die allesamt abwassertechnisch äußerst relevant sind Dabei entstehen neben umwelthygienisch relevanten Luftemissionen auch große Mengen an Abwässern, die völlig unbehandelt an die Biosphäre abgegeben werden. Die momentanen

Item Antragsteller

Teilantrag IV a Nachhaltiges Ressourcen- Management

Universität Greifswald, Projektkoordinator

Teilantrag IV b Ingenieurtechnische Entwicklung

Fraunhofer UMSICHT,

Teilantrag IV c Ingenieurtechnische Entwicklung

iaks GmbH, hier vorliegend

Teilantrag IV d Beschaffung und Verar-beitung der Raumdaten

Moskito GmbH

Teilantrag IV e Einsatz von Pflanzenklär-anlagen

Krüger GmbH



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Verhältnisse vor Ort illustriert z.B. das nachstehende Foto (Abb.2) einer Um-schmelzanlage für Aluminumschrott. Abb 2.: Umschmelzanlagen als Kleinstbetriebe Ziel des Teilprojektes TP 1 war es daher, für diese Branchen, welche in der Summe eine sehr hohe Umweltbelastung erzeugen, ein angepaßtes, einfaches und wirtschaftlich attraktives Konzept zur Abwasserbehandlung zu erarbeiten, das auch angenommen wird. Exemplarisch sollte hierzu ein biologisches Verfah-ren zur Fixierung von Schwermetallen und biologischen Reinigung des Abwas-sers weiterentwickelt, aufgebaut, untersucht und bewertet werden. Dieses Ver-fahren wurde 2004 im Labormaßstab mit Förderung des BMBF von der vietna-mesischen Seite vor Ort entwickelt. Dieses sogenannte „Passive Behandlungsverfahren“ sollte mit hiesigem Know – How bis zum halbtechnischen Maßstab weiterentwickelt, mit einer aeroben Stufe ergänzt, vor Ort aufgebaut und untersucht werden. Vorhanden waren Ver-suchsaufbauten im „Eimermaßstab“ und eine Dokumentation, die auf eine mögli-che positive Wirkung auf die Elimination von Schwermetallen schließen ließ (vgl. Anhang 1). Hier war demnach noch großer Entwicklungsbedarf vorhanden. Zu-dem fehlte vor Ort eine wie auch immer geartete Infrastruktur zur Erfassung der Abwässer. Eine Kanalsystem existierte nicht, ein ausgeprägtes Problembewußt-sein ebenfalls nicht. Statt dessen wurde das entstehende Abwasser verbreitet in die hinter den Wohnhäusern anschließenden Reisäcker abgeschlagen.

Anhang 1: Dokumentation über das „Passive Behandlungsverfahren“



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Für die mehr planerisch ausgerichteten Teilprojekte 3 und 4 wurden die Voraus-setzungen durch die Zusammenarbeit mit der Universität Greifswald und der Firma Moskito GmbH, die für die Datenbeschaffung vor Ort zuständig waren, während der Laufzeit des Vorhabens planmäßig ausgebaut.

Die insgesamt zur Verfügung stehende Bearbeitungszeit von drei Jahren wurde als ausreichend angesehen.

2.2 Voraussetzungen beim Forschungsnehmer

Das Ingenieurbüro IAKS GmbH besitzt eine nunmehr 10-jährige Erfahrung im gesamten Bereich der kommunale und privaten Abwassertechnik. Die Schwer-punkte der bisherigen Arbeit bilden

- Beratung, Begutachtung und Studien,

- Durchführung aller Planungsstufen,

- Bau und Inbetriebnahme

von bis dato ca. 80 abwassertechnischen Anlagen aller Größenordnungen. Zu-dem lagen Erfahrungen zur Durchführung zahlreicher Forschungsvorhaben unter den Projektträgern DBU und Forschungszentrum Karlsruhe vor. Tabelle 2 stellt die wichtigsten Forschungsvorhaben der letzten Jahre zusammen.

Die persönlichen Referenzen des Projektleiters, Bernd E. Erhardt, umfassen nunmehr 20 Jahre aktiver ingenieurtechnischer Planungs- und Beratungsarbeit, die zielgerichtet in dieses Vorhaben eingebrachten werden konnte.

Teilantrag IV c – iaks GmbH: Ingenieurtechnische Entwicklung und Planung von Abwasseranlagen in Nam Dinh/ Vietnam _______________________________________________________________________________

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DBU – Forschungsprojekt Nr. 21914 - 23

Entwicklung eines Konzeptes für die Schmutzfrachtbewirt-schaftung zur Reduzierung der Gewässerbelastung aus Mischwassernetzen und Kläranlagen am Beispiel des Ka-nalisationsnetzes und des zentralen Klärwerkes der Stadt Gießen

2004 - 2008

DBU – Forschungsprojekt Nr. 23813 – 23 Einfache dezentrale Abwasserreinigung über Strohgroß-ballen mit landwirtschaftlicher Verwertung der Reststoffe im Hinblick auf die Anwendung in osteuropäischen EU-Beitrittsländern

2005- 2006

BMBF 02 WA 9892 Entwicklung einer dynamischen Echtzeit – Steuerstrategie zur Bewirtschaftung von biologisch – flexiblen Reaktorvo-lumen in längsdurchströmten Rechteck- und Rundbecken

2000 - 2005

Tab. 2: Forschungsvorhaben der IAKS GmbH

3. Planung und Ablauf des Vorhabens

3.1 Teilprojekt 1

Entwicklung, Upscaling und Installation einer einfachen, dezentralen Verfah-renstechnik zur biologischen Behandlung der schwermetallhaltigen Abwässer aus den zahlreichen einschlägigen Gewerbebetrieben. Gemeinsame Installation einer anaerobe und einer nachgeschalteten aeroben Technik innerhalb eines IWRM – Zentrums in Tong Xa (Teilprojekt TP 1)

Die Planungen zu diesem Teilprojekt umfaßten die folgenden Punkte.

1. Geplant war der Bau einer 2-stufigen anaeroben / aeroben Behand-lungsanlage entsprechend der nachstehenden Abbildung 3, wobei der anaerobe Teil entsprechend dem weiter oben angeführten „Passiven Behandlungsverfahren“ vornehmlich zur Elimination der Schwerme-talle vorgesehen war.


Ingenieurtechnische Entwicklung und Planung von Abwasseranlagen in Nam Dinh/ Vietnam _______________________________________________________________________________

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Abb. 3: geplante Vor-Ort- Anlage mit einem Durchsatz von 1 m³/d



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2. Geplant war die Realisierung dieser Anlage in Seecontainern

3. Nach Installation und Inbetriebnahme der Anlage vor Ort sollte ein Meßprogramm die Wirksamkeit der Technik bestätigen

4. Zielparameter hierbei waren CSB und Schwermetalle.

5. Die Größenordnung sollte einen Durchsatz von 1 m³/d erlauben

Der Ablauf des Teilprojektes TP 1 gestaltete sich hierbei wie folgt:

1. Aufbau einer anaeroben Technikumsanlage. Das Up-Scaling von der oben beschriebenen „Eimeranlage“ bis zur geplanten halbtechni-schen 1 m³/d –Anlage erfordert zunächst eine Erprobung in einer Techni-kumsanlage im Maßstab von ca. 1:5. Diese Anlage wurde bis April 2007 hier in Deutschland zur weiteren Erprobung geplant, hergestellt und aufge-baut. Abb. 4 zeigt die Anlage aus dem Jahr 2007 mit Rührreaktor.

Abb. 4: Technikumsanlage anaerob



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2. Der Betrieb unter realistischen Bedingungen erfolgte zwischen dem 01.07.07 und dem 31.07.07. Zur Versuchsdurchführung unter realisti-schen Bedingungen wurde der Rührreaktor (V = 240 l) mit den folgenden Substraten befüllt:

3. Es hat sich jedoch bereits nach kurzer Zeit gezeigt, daß Probleme mit Verzopfungen und Haufenbildungen zum Ausfall der Rühreinrichtung führten. In der folgenden Zeit wurde versucht, die Konstruktion der Rührorgane nachzubessern. Es kam jedoch immer wieder zu Blockaden und Ausfällen. Es konnte davon ausgegangen werden, daß sich diese Probleme auch bei Anlagen im technischen Maßstab einstellen würden. Aus diesem Grund wurde Ende 2007 beschlossen, einen anderen Versuchsaufbau zu wählen

4. Anfang des Jahres 2008 wurde daher eine neue Verfahrenstech-nik entwickelt, die nunmehr auf einem beheizten Festbettreaktor basiert. Das Festbett besteht hierbei aus Mist, Stroh und Sägemehl. Der Eintrag des Abwassers erfolgt direkt in den Filterkörper. Als Misch- und Aus-gleichsbehälter des Abwassers wird ein separater Behälter vorgeschaltet, der mit Vertikalrührern versehen ist. Die nachstehende Abbildung 5 zeigt die Anlage vor Versuchsbeginn. Der Probebetrieb dauerte von Juli 2008 bis Dezember 2008 und wurde wiederum mit einem künstlichen Abwasser mit definierten Schwermetallgehalten durchgeführt.

5. Anfang des Jahres 2008 wurde daher eine neue Verfahrenstech-nik entwickelt, die nunmehr auf einem beheizten Festbettreaktor basiert. Das Festbett besteht hierbei aus Mist, Stroh und Sägemehl. Der Eintrag des Abwassers erfolgt direkt in den Filterkörper. Als Misch- und Aus-gleichsbehälter des Abwassers wird ein separater Behälter vorgeschaltet, der mit Vertikalrührern versehen ist. Die nachstehende Abbildung 5 zeigt die Anlage vor Versuchsbeginn. Der Probebetrieb dauerte von Juli 2008 bis Dezember 2008

Sulfat-reduzierende Bakterien-Lösung: 12 l Kuh-Mist: 12 l Sägemehl: 3,6 l Stroh: 3,6 l Abwasser (kommunal): 208 l Schwermetallsalze Fe (II): 100 mg/l Cr (III) 50 mg/l Zn (II) 35 mg/l Ni (II) 35 mg/l



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Abb. 5: Anaerob-Versuchsanlage (Festbett) vor Inbetriebnahme

6. Ebenfalls im Jahr 2008 wurde die anaerobe Anlage (Belebungsan-lage) beschafft und mit kommunalem Abwasser in Probebetrieb gesetzt. Es handelt sich hierbei um eine bewährte Anlage, die bereits im halbtechni-schen Maßstab (ca. 1 m³/d) vorliegt. Die Anlage besteht aus einer Be-lebtschlammanlage mit nachgeschaltetem Schrägplattenklärer (vgl. nach-stehende Abbildung 4.). Sie erfüllte hinsichtlich des BSB- und CSB-Abbau sowie hinsichtlich der Wirksamkeit der Nachreinigung (Schrägplatten) die Erwartungen. Die Ergebnisse des Probebetriebes sind dem Anhang 2 zu entnehmen. Kurz zusammengefaßt zeigt die nachstehende Tabelle 3, daß die gesetzlichen Anforderungen eingehalten werden.

Anhang 2: Ergebnisse des Probebetriebes zur Aerob - Anlage



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Parameter Anforderung B

[mg/l]

Ergebnisse aus dem Versuchs-betrieb (Mittel-werte) [mg/l]

CSB 100 80,9 P ges. 6 1,4 N ges. 60 61,1

Tab. 3: Ergebnisse aus dem Versuchsbetrieb der Aerob - Anlage

7. Parallel zu diesen Aktivitäten wurde planerisch dem Umstand Rechnung getragen, daß keinerlei Infrastruktur zur Sammlung des Abwas-sers vor Ort vorlag. Das Abwasser wird nunmehr mittels Saugwagen erfaßt und in einen Misch- und Ausgleichsbehälter entleert. Mittels Pumpe erfolgt von dort die Beschickung der anaeroben Stufe und die Beschickung der ae-roben Stufe im freien Gefälle. Die Behandlung schließt mit dem Durchgang durch einen Schrägplattenklärer und Ableiten in die Vorflut. Die nachste-hende Abbildung 6 zeigt das planerische Prinzip.

Abb. 6: Verfahrensfließbild anaerob-/ Aerobtechnik



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8. Um den Platz- und Materialbedarf vor Ort ordnungsgemäß ermit-teln zu können, wurde für die gesamte anaerob-aerobe Behandlungsan-lage eine Detail- Aufstellungsplanung im Maßstab 1: 50 begonnen.

9. Anfang 2009 lag der Untersuchungsbericht für den Probebetrieb der anaeroben Behandlungsanlage mittels Festbett vor. Der Vergleich mit der Analysenwerten im Ablauf der Versuchsanlage mit den gesetzlichen Anforderungen zeigte, daß die Werte eingehalten werden können. Der Ablauf der anaeroben Anlage entsprach damit im wesentlichen der Qualität von kommunalem Abwasser. Dem Anhang 3 kann die Bewertung der Er-gebnisse entnommen werden. Damit war die Wirksamkeit der Verfahrens-technik bestätigt.

10. Für die beschlossene gemeinsame Installation einer anaerobe und einer nachgeschalteten aeroben Technik innerhalb des IWRM – Zentrums in Tong Xa wurde die Aufstellungsplanung abgeschlossen und von den beteiligten örtlichen Stellen so bestätigt (vgl. nachstehende Abb. 7).

11. Für die konkrete Installation der anaeroben und aeroben Verfahrenstechnik vor Ort wurde umfangreiche Überlegungen durchgeführt, die schließlich im Ausführungs- und Installationsplan lt. Anhang 4 zusammengefaßt wurden.

12. Auf der Grundlage der durchgeführten Planungen wurde Anfang des Jahres 2009 ein 20ft- Seecontainer erworben. Er wurde im Sommer 2009 mit allen notwendigen Teilen beladen: Aerob- Anlage, Betriebshütte, Pumpen, Maschinen. Material und Werkzeugen. Der Container erfüllte herbei mehrere Aufgaben:

1. Transportcontainer für aerobe Anlage und Material/ Werk-

zeug zum Aufbau der anaeroben Anlage 2. Er verbleibt in Tong Xa und dient zur Aufnahme der

anaeroben Klärtechnik – wird also Teil der anaeroben Anlagentechnik

Der Container wurde, am 1. August per Spedition auf die Reise gebracht. Er traf wie erwartet am 13. September 2010 in Hai Phong ein. 13. Der Container wurde wegen, vorgeschobener, formaler Gründe je-doch über zwei Monate hinweg beim zuständigen Zollamt festgehalten und erst am 08.11. des Jahres 2009 freigegeben. Stichhaltige Gründe für die Nicht – Freigabe waren nicht erkennbar – es handelte sich um bürokrati-sche Willkür. Die Nicht-Freigabe des Containers während unseres regulä-ren Aufenthaltes führte dazu, daß ein Projekt- Verlängerungsantrag gestellt werden mußte, der am 23.12.09 beim Projektträger eingereicht wurde

Anhang 3: Bewertung der Ergebnisse des Probebetriebes zur Anaerob - Anlage

Anhang 4: Ausführungs-plan – Installation der Verfahrens-technik vor Ort



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Abb. 7: Vor- Ortaufstellung der Anlagenkomponenten im iwrm- Zentrum



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14. Die Installation der gesamten Technik bis zur Inbetriebnahme er-folgte daher erst zwischen dem 15.02. und dem 27.02.2010. Die nachste-henden Abbildungen zeigen die betriebsfertigen Komponenten. Die Ge-samtanlage wurde am 24.02.2010 in Betrieb genommen.

Abb. 8: Betriebshütte und Aerobanlage



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Abb. 9: Aerobanlage und Anaerobanlage

15. Als Betriebsunterlagen wurde eine Anlagenbeschreibung, ein Probenahmeplan und ein Rohrleitungs- und Instrumentenfließbild (R- I – Schema) erstellt, übersetzt und vor Ort übergeben. Die Dokumente können den Anhängen 5, 6 und 7 entnommen werden.

16. Vereinbarungsgemäß obliegt die Durchführung der Meßreihe der Universität Greifswald. Der von der Uni Greifswald betreute MSc.-Student Nguyen The Viet wird seine Masterarbeit zum Thema "Anaerobic Treat-ment of heavy metal loaded wastewater in handycraft village Tong Xa" schreiben. Bestandteil der Arbeit ist auch die Durchführung der chemischen Messung gemäß dem von uns erarbeiteten Probenahmeplan (Anhang 6).

17. Gerätschaften und Chemikalien stehen bereit. Inhalt seiner Arbeit wird die Charakterisierung des Ausfällungsprozesses der Schwermetalle, deren Phasenumwandlung bei Brennprozessen zur Ziegelsteinherstellung. Es soll die Inertisierung der Schwermetalle dargestellt werden und somit eine weitere Applikation zur Verwertung der Schwermetall-beladenen Strohmengen geprüft werden.

Anhang 5: Anlagenbeschreibung

Anhang 6: Probenahme-plan

Anhang 7: R – I - Schema



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18. Die Betreuung der Masterarbeit erfolgt am Institut für Geographie und Geologie, Bereich Herrn Prof. Steingrube, unter Betreuung von PD Dr. Kasbohm. iaks wird in diesem Prozeß mit eingebunden sein. Der genaue Zeitpunkt der Fertigstellung der MSc.-Arbeiten kann jedoch noch nicht an-gegeben werden

3.2 Teilprojekt 3

Planung einer halb - zentralen Abwasserbehandlungsanlage für das neue Ge-werbegebiet My Trung bis zum Stadium der Vorplanung (Teilprojekt TP 3)

Die Planungen zu diesem Teilprojekt sollten dazu führen, dem geplanten Gewer-begebiet My Trung eine ordnungsgemäße und bedarfsorientierte Abwasserbe-handlung zu ermöglich. Es waren die folgenden Komponenten angedacht:

- Rechenanlage - Zentrale Aerobe Behandlung im Kombibecken - Zentrale Anaerobe Behandlung mit Gasgewinnung - Schönung mit Verdüsung - Hygienisierung des gereinigten Abwassers über UV bzw.

Ozon - Schlammbehandlung, Schlammfaulung

Zusätzlich waren die folgenden Komponenten vorgesehen: - Blockheizkraftwerk - Annahme von festen organischen Abfälle zur Vergärung - Regenwassererfassung und Einspeisung in Schönungs-

teich

Das ursprünglich angedachte Konzept, die komplette Infrastruktur des Stand-ortes zukunftssicher durchzuplanen und hierzu Gas-, Strom-, Wasser-, Brauchwasser-, Wärme- und Abwasserleitungen vorzusehen, ließ sich bereits frühzeitig wegen mangelnden Interesses nicht planerisch weiterverfolgen.

Der Ablauf des Teilprojektes TP 3 gestaltete sich hierbei wie folgt:

1. Unter dem Eindruck der Vor-Ort Begehungen in Tong Xa, rural residential zones, wurde nach der Rückkehr aus Vietnam im Oktober 2006 auf der Basis der bis dato verfügbaren Planunterlagen eine erste Aufstel-lungsskizze für die Modellanlagen (500 EW) durchgeführt (vgl. nachste-hende Abb. 10).



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2. Im Juli 2007 wurde bereits ein Vorplanung für eine Abwasserbehandlungsanlage durchgeführt, in der die Komponenten bereits vorbemessen waren. 3. Anfang 2008 wurde zur verfahrenstechnischen und geometrischen Auslegung der Komponenten eine Klärtechnische Berechung angelehnt an das DWA Arbeitsblatt A 131 mit einem Durchfluß von 3.000 m³/d durchge-führt. Die wesentlichen Ergebnisse lassen sich wie in Tabelle 4 zusam-menstellen:

Tab. 4: Klärtechnische Berechnung für das Gewerbegebiet My Trung

4. Ende 2008 stellte sich die Situation so dar: My Trung wurde im Auftrag der Stadt Nam Dinh durch den Konzern VinaShin entwickelt. Auf-grund der Finanzsituation in Vietnam hat sich VinaShin im Herbst 2008 komplett aus Nam Dinh zurückgezogen. Der gesamte Schiffsbau ist in Nam Dinh zum Erliegen gekommen. Im Ergebnis dessen haben 2.000 Leute ih-ren Job verloren. Auch My Trung liegt damit brach und wird nicht realisiert. Damit läßt sich dieses Teilprojekt nicht wie angedacht weiter voran treiben. Die Konzepte wurden Ende 2008 der Projektkoordination übergeben. Wei-tere Aktivitäten sind nicht mehr geplant. Dieser Sachstand wurde dem Pro-jektträger offiziell mit Schreiben vom 24.08.2009 mitgeteilt. 5. Anhang 8 zeigt den letzten Planungsstand über die Abwasserentsorgung des Gewerbegebietes My Trung vom 29.05.2008.

Zuflußmenge Abwasser 3000 m³/d Volumen Belebungsbecken 5000 m³ Volumen pro Nachklärbecken 408 m³ Täglicher Überschußschlammanfall 160 m³/d Feststoffkonzentration Überschußschlamm 7 % Primärschlammanfall 12 m³/d Gesamte Schlammenge nach Eindicken 44 m³/d Gasertrag bei Faulung 637 m³/d Stromproduktion 1367 kWh/d Zu entsorgende Schlammenge nach Faulung und Abpressen

40m³/d

Anhang 8: Vorentwurf: Abwasserentsorgung Gewerbegebiet My Trung



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3.3 Teilprojekt 4

Grundlagenermittlung und Entwicklung des Konzepts einer angepaßten, modell-haften zentralen Abwasserbehandlungsanlage und einer angepaßten Kanal-netzbewirtschaftung für den großstädtischen Raum (Modellregion), „urban resi-dential zones“. (Teilprojekt TP 4)

Die Aufgabenstellung hierzu lautete, die Abwasserentsorgung der Stadt Nam Dinh entsprechend dem Stand der Technik zu ertüchtigen. In Anbetracht der ex-trem dichten Bebauung und des eklatanten Mangels an Freiflächen, zumal in der Nähe einer leistungsfähigen Vorflut, wurde innerhalb der Konzeptfindungsphase von vorne herein ein modularer Aufbau einer derartigen Anlage angenommen. Die für Nam Dinh geschätzten 300.000 Einwohnerwerte lassen sich nach unse-rer Auffassung aus den o.a. Gründen nicht in einer zentralen Anlage verarbeiten. Dementsprechend waren die Planungsarbeiten von vorne herein modular ange-legt. Der Ablauf des Vorhabens gestaltete sich wie folgt.

1. Zunächst stand die Entwicklung eines dezentralen Moduls zur Abwasserreinigung im Vordergrund der Überlegungen. Demgemäß wurde in einem ersten Schritt das Konzept für eine semizentrale, modu-lare Kläranlage entwickelt, die, ebenfalls aus Platzgründen, ohne Becken für die

- Vorreinigung - Zwischenklärung und - Nachreinigung

auskommt. Zudem wurde auf Reinigungsverfahren gesetzt, die sich grundsätzlich „hoch“ und damit platzsparend bauen lassen. „Modular“ bedeutet, daß die angedachte Anlage eine Kapazität von 25.000 EW aufweist und nur aus wenigen, beliebig vervielfältigbaren, platzsparenden Komponenten besteht. Es wird davon ausgegangen, daß derartige 25.000 EW – Module an mehreren Standorten im Stadtgebiet aufgebaut werden müssen. Es handelt sich daher um eine semi-zentrale Lösung für das Stadtgebiet. Ein Modul besteht aus (in Fließrichtung beschrieben)

- Rechen mit Rechengutabwurf - Sieb mit Schlammabwurf - Denitrifkationsbecken mit Rührwerk - Zwischenklärung über Sieb mit Schlammabwurf - Tropfkörper zum Kohlenstoff- und Ammoniumabbau - Nachklärung über Sieb mit Schlammabwurf - UV – Strecke zur Desinfektion - Betriebsgebäude



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2. Die nachstehende Abbildung 11 zeigt die Grundzüge des gewählten Verfahrens Abb. 11: Grundzüge des Verfahrens

3. In einem intensiven Dialogprozeß wurden für die Abwasserreini-gung in Nam Dinh die folgenden Randbedingungen festgehalten:

1. Nam Dinh liegt durchschnittlich 3 – 3,5 m über dem

Meeresspiegel 2. Das Grundwasser steht durchschnittlich 0,5 m unter GOK 3. Das Kanalnetz kann von Oktober bis April betrieben wer-

den 4. In der Regenzeit muß das gesamte Abwasser aktiv in den

Vorfluter gepumpt werden 5. Dazu stehen 7 Pumpstationen mit einer jeweiligen Lei-

stung von 12 m³/s zur Verfügung 6. Es gibt keine Kläranlage, das Krankenhaus besitzt eine

Art Vorklärung



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7. Die einzusetzende Kläranlagentechnik soll a. angepaßt sein, b. geringe Invest- und Betriebskosten aufweisen, c. dezentral ausgerichtet sein.

8. Zunächst soll der Norden der Stadt entsorgt werden, weil

dort eher Flächen verfügbar sind 9. Wegen der prekären Flächensituation ausschließlich

dezentrale Einheiten

4. Im Zuge der weiteren Ausarbeitung wurde festgestellt, daß die Modulgröße auf 50.000 EW erweitert werden muß, weil die Anzahl der potentiellen Standorte im Zielgebiet äußerst begrenzt ist. Zudem mußten, ebenfalls aus Platzgründen, die Abwasserreinigungsanlagen mit weiteren Nutzungsmöglichkeiten kombiniert werden. Die für Nam Dinh geschätz-ten 200.000 Einwohnerwerte ließen sich daher auf vier Module resp. Standorte verteilen, wobei jedem Standort eine spezifische weitere Nut-zung zugeordnet wurde. Diese mulitfunktionellen Einheiten konnten, we-gen der platzsparenden Bauweise, mit beispielsweise

- einer Anlage zur Schlammbehandlung - einer Anlage zur industriellen Produktion incl. Abluftbe-

handlung in der Abwasserreinigungsanlage - einer City – Logistik - Anlage (Parkhaus) - einem Biomassekraftwerk oder aber - einer Freizeitanlage

kombiniert werden. Diese kompakte, mulit-funktionelle Art der Abwasser-reinigung stellte weltweit einen vollkommen neuen, innovativen Ansatz zur Abwasserreinigung in dicht besiedelten, vor allem asiatischen Räumen, dar. Die nachstehende Abbildung 12 zeigt die geplante modulare Abwas-serreinigungsanlage in Kombination mit einem Parkhaus als gerenderte 3D – Darstellung.



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Abb 12: Modulare Abwasserreinigungsanlage in Kombination mit einem Parkhaus

5. Im weiteren Planungsschritt wurden für das Stadtgebiet Nam Dinh vier konkrete Standorte für die modularen Abwasserbehandlungsanlagen konzipiert und bereits mit den oben angeführten weitergehenden Nut-zungsmöglichkeit versehen. Diese Planung stellt bereits die Planungstiefe „Grundlagenermittlung“ und Teile des „Vorentwurfes“ nach HOAI vor. Der so erstellte Übersichtsplan kann dem Anhang 9 entnommen werden.

6. Daran anschließend wurden die Planungen für das eigentliche Bauwerk weitergetrieben, ein griffiger Name für das Konzept gefunden („CityLine“), die Module in 3D dargestellt, gerendert und als „Virtual Reality“ – Komponenten fotorealistisch in das Stadtgebiet eingebaut. Der Ansatz wurde dem verantwortlichen Personenkreis innerhalb des Projektmeetings im April 2008 vorgestellt. Zusätzlich wurde ein Modell im Maßstab 1: 160 erstellt und den Verantwortlichen vor Ort präsentiert

Anhang 9: Übersichtsplan Standorte für moduare Abwasser-reinigungs-anlagen in Nam Dinh



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7. Anfang 2009 stagnierte das Projekt, weil sich Stadt und die Provinzregierung um öffentliche Gelder (Weltbank etc.). bemühte. Eine Umsetzung kann nach Auskunft des Bürgermeisters erst dann erfolgen, wenn diese Bemühungen erfolgreich sind. Parallel hierzu wurden zwei Di-plomarbeiten vietnamesischer Austauschstudentinnen, die an der Univer-sität Greifswald genau dieses Konzept näher darstellen und untersuchen, fertiggestellt. Hierzu wurde von unsere Seite umfangreiches fachliches Material geliefert. Über die Stagnation des Projektes wurde dem Projektträ-ger am 24.08.2009 ausführlich berichtet. Als Ursache ist ein Organisations-defizit auf vietnamesischer Seite auszumachen. Wie und ob eine Finanzie-rung der Anlage möglich ist und ob das Konzept weiterentwickelt werden kann, ist derzeit nicht absehbar.



28

4. Wissenschaftlicher und technischer Stand, an den angeknüpft wurde

• Angabe bekannter Konstruktionen, Verfahren und Schutzrechte, die für die Durchführung des Vorhabens benutzt wurden, • Angabe der verwendeten Fachliteratur sowie der benutzten Informations- und Dokumentationsdienste,

4.1 Teilprojekt 1

Das Teilprojekt 1 hatte als Grundlage die bereits in Anlage 1 vorgelegte Doku-mentation über das „Passive Behandlungsverfahren“ zur Schwermetallelimina-tion. Vorhanden waren Versuchsergebnisse, die im einfachen Eimermaßstab gewonnen wurden und die letztlich zu einer Verfahrenstheorie führten. Diese Theorie wurde aufgenommen und es wurde im vorliegenden Vorhaben versucht, das Verfahren zur Schwermetallelimination in eine halbtechnische Verfahrens-weise zur Behandlung des kommunalen, schwermetallhaltigen Abwassers um-zusetzen. Die Umsetzung in Form eines anaeroben Festbettreaktors stellt ein neues Verfahren dar, für das es in der Fachliteratur keine Vorbilder gibt. Für die weitergehende Reinigung des behandelten Abwassers wurde eine Belebungs-anlage herangezogen, die dem bekannten Stand der Technik entspricht. Das besondere an dieser Anlage waren die äußerst kompakten Abmessungen und die äußerst guten Transporteigenschaften. Diese Technik wurde frei auf dem Markt beschafft.

Falls die Versuchsergebnisse des halbtechnischen Maßstab denen im Techni-kumsmaßstab entsprechen, stellt die erarbeitete Verfahrenstechnik einen inno-vativen und neuen Lösungsansatz für den asiatischen Markt dar, der sich insbe-sondere durch die folgenden Punkte auszeichnet:

- Einfache Verfahrenstechnik

- Leicht vor Ort beschaffbare Materialien

- Geringer Wartungsbedarf

Anaerob Aerob Nach-klärung



29

- Auch für kleinste dezentrale Einheiten geeignet

Diese Verfahrenstechnik wurde komplett innerhalb dieses Vorhabens entwickelt. Die gesamte Anlage incl. Rohrleitungen, Gebäude, Aggregate wurde, von der Aerobanlage abgesehen, zudem im Eigenbau realisiert und installiert.

4.2 Teilprojekt 4

Die Reinigung des Abwassers über die Verfahrensschritte

- Sieb mit Schlammabwurf - Denitrifkationsbecken mit Rührwerk - Zwischenklärung über Sieb mit Schlammabwurf - Tropfkörper zum Kohlenstoff- und Ammoniumabbau - Nachklärung über Sieb mit Schlammabwurf - UV – Strecke zur Desinfektion

ist seit langem in der Fachwelt bekannt und auf dem Markt vorhanden. Neu an dem hier erarbeiteten Ansatz ist dagegen

- das Übereinanderstellen derartiger Komponenten zur Platzersparnis,

- das Kombinieren mit weitergehenden Nutzungen,

- der modulare Aufbau und

- der integrierten Schlammbehandlung

Ein derartiges Konzept stellt für die asiatischen Städte, mit ihrer oft unvorstellba-ren Beengtheit, eine echte Innovation dar.



30

5. Zusammenarbeit mit anderen Stellen

Die Zusammenarbeit mit den Projektpartnern

- Universität Greifswald - Fraunhofer Umsicht - Moskito GmbH

wurde vom Projektkoordinator gefördert und gefordert und führte zu zahlreichen gemeinsamen Arbeitstreffen in Vietnam wie auch an wechselnden Standorten in Deutschland. Insgesamt wurden über die Projektlaufzeit 27 Projekttreffen durch-geführt, davon allein sieben Treffen in Vietnam. Dort erfolgte ein regelmäßiger Meinungsaustausch mit den Behörden vor Ort. Als Grundlage für diese Zusammenarbeit wurde unmittelbar vor Vorhabensbeginn ein Kooperationsvertrag zwischen der Universität Greifswald und der iaks unterzeichnet. Darin wurde die Universität Greifswald als Federführender für den Projektverbund bestätigt. Sonthofen, den 30.06.2010 ............................................... Bernd E. Erhardt Geschäftsführer



1

Abschlußbericht 02WM0766 ___________________________________ Verbundprojekt: IWRM Vietnam

Modellregion Nam Dinh

Teilprojekt IV c Ingenieurtechnische Entwicklung und Planung von Abwasseranlagen Projektträger: Karlsruher Institut für Technologie Projektträger Karlsruhe Wassertechnologie und Entsorgung PTKA - WTE Hermann-von-Helmholtz-Platz 1 76322 Eggenstein-Leopoldshafen Projektleitung: Bernd E. Erhardt Tel.: 08 32 1/ 7 80 85 - 12 [email protected] ________________________________________________________________ Sonthofen, den 30.06.2010

Teil II



2



3

Inhalt

1. Verwendung der Zuwendung und erzielte Ergebnisse ................................4 1.1 Verwendung der Zuwendung .......................................................................5 1.2 Erzielte Ergebnisse ......................................................................................6 1.2.1 Teilprojekt 1..................................................................................................6 1.2.2 Teilprojekt 3................................................................................................13 Planung einer halb - zentralen Abwasserbehandlungsanlage für das neue

Gewerbegebiet My Trung bis zum Stadium der Vorplanung .....................13 1.2.3 Teilprojekt 4................................................................................................14 2. Darstellung der wichtigsten Positionen des zahlenmäßigen Nachweises.19 3. Darstellung der Notwendigkeit und Angemessenheit der geleisteten Arbeit

20 3.1 Notwendigkeit .................................................................................20 3.2 Angemessenheit .............................................................................28 4. Darstellung des voraussichtlichen Nutzens und der Verwertbarkeit der

Ergebnisse .................................................................................................29

5. Darstellung des während der Durchführung des Vorhabens bekannt gewordenen Fortschritts auf dem Gebiet des Vorhabens .........................32

6. Darstellung der erfolgten oder geplanten Veröffentlichungen der

Ergebnisse .................................................................................................32



4

II. Eingehende Darstellung

1. Verwendung der Zuwendung und erzielte Ergebnisse

Gemäß Bescheid war die Zuwendung auf 60% der tatsächlich entstandenen Kosten mit insgesamt 354.469 € vorgesehen. Der Bewilligungszeitraum galt zu-nächst von 01.10.2006 bis 30.09.2009, wurde jedoch aus technischen Gründen zweimal kostenneutral bis zum 30.06.2010 verlängert.

Bis zum 30.06.2010 (Abschluß des Vorhabens) betrugen die Gesamtkosten des Vorhabens 527.943,23 €. Entsprechend dem Zuwendungssatz von 60% werden insgesamt 316.765,94 € an Zuschüssen gewährt. Diese Zuschüssen verteilten sich auf die Kostengruppen

0837: Personal 0838: Reisen 0813: Material 0850: Sonstiges

wie in der nachfolgenden Grafik Abbildung 1 dargestellt.

Abb. 1: Verwendung der Zuwendung

Verwendung der Zuwendung - Stand 30.06.2010 -

Personal87% (83%)

Reisen5% (11%)

Material4% (3%)

Sonstiges4% (3%)

Summe Zuwendung: 316.765,94



5

In Klammern angegeben sind die Verhältnisse, wie sie gemäß Projektantrag AZK ursprünglich geplant waren. Gegenüber dem Projektantrag kann heute festge-stellt werden, daß die Personalkosten etwas zu niedrig, die Reisekosten dage-gen etwas zu hoch angesetzt waren.

1.1 Verwendung der Zuwendung

Nach der aktuellen Abrechnung wurde der Löwenanteil in Höhe von 87% der Zuwendungen für die Personalkosten benötigt – ein Umstand der bei einem planenden Ingenieurbüro nicht ungewöhnlich ist. Über die Projektlaufzeit waren zwei Akademiker mit der Bearbeitung des Vorhabens betraut. Insgesamt fielen in diesem Zeitraum vorhabensbezogen 7.113 Projektstunden an. Bei einem durch-schnittlichen Ansatz von 160 h/ Monat ergeben sich theoretisch über die Pro-jektlaufzeit von 45 Monaten insgesamt 7.200 Mannstunden. Das bedeutet, daß annähernd durchgehend ein Bearbeiter mit der Projektbearbeitung befaßt war.

Reisen, worunter sowohl

- Projektmeetings in Deutschland,

- Fahrten zur ausgelagerten Technikumsanlage,

- Fahrten zu Vorträgen und Messen

- Projekttreffen in Vietnam

subsumiert wurden, trugen mit 5% zu den Projektkosten bei. Dem Anhang 1 ist ein komplettes Verzeichnis aller während der Projektlaufzeit durchgeführten Rei-sen zu entnehmen.

Unter Material wurden die in Tabelle 1 aufgezählten Gegenstände verstanden. Sie trugen mit 4% zu den Projektkosten bei und dienten insbesondere zum Auf-bau der Technikumsanlage in Deutschland und dem Aufbau der halbtechnischen Anlage in Tong Xa.

Tab. 1: Material

Tab. 1: Material

Anhang 1: Gesamtver-zeichnis Reisen

Beschreibung Einheit Masse Tauchpumpen 5 – 10 l/s mit Installationsmaterial Stk 6 Schlauchleitungen 2" m 250 Hähne, Fittings, Schellen und dergl. psc Kompressor Stk 2 Luftschlauch 150 - 200 mm m 120 Gebläse, Ex, 1000 m³/h Stk 2 Behälter, 1 m³ Stk 3 Einhausung, Betriebshütte Stk 1



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Unter Kostengruppe 0850 „Sonstiges“ wurden entsprechend unserem Schrei-ben vom 01.02.2006 insbesondere Kosten verstanden, die durch die nachfol-genden Arbeiten vor Ort entstanden:

Behördengänge (Beschaffung von Formblättern und Formularen, amtliche Karten und Pläne) vor Ort

Übersetzungsservice technischer Unterlagen und gesetzlicher Vorga-ben

Ergänzende Bauüberwachung vor Ort Vergleich europäischer / deutscher Standards im Hinblick auf

vietnamesisches Baurecht / Genehmigungsrecht / Einleitbedingungen Hilfe bei der Abwicklung der Zollformalitäten Hilfskräfte und Formalitäten beim Aufbau der Anlage vor Ort Überwachung und sicherheitstechnische Betreuung nach Inbetrieb-

nahme

1.2 Erzielte Ergebnisse

1.2.1 Teilprojekt 1

Die Aufgabenstellung lautete

Entwicklung, Upscaling und Installation einer einfachen, dezentralen Verfah-renstechnik zur biologischen Behandlung der schwermetallhaltigen Abwässer aus den zahlreichen einschlägigen Gewerbebetrieben. Gemeinsame Installation einer anaerobe und einer nachgeschalteten aeroben Technik innerhalb eines IWRM – Zentrums in Tong Xa

Das in den zahlreichen kleinen Gewerbebetrieben in Nam Dinh anfallende Ab-wasser wird momentan nicht erfaßt und nicht gereinigt. Bevor weitergehende Maßnahmen ergriffen werden können, muß zunächst versucht werde die Schwermetalle, insbesondere die sulfidisch zu fällenden Ionen, wie Cr, Zn, Fe, Ni, Cu, Pb, Cd aus dem Abwasser zu entfernen. Ausgehend von den „Eimerver-suchen“, die von Kasbohm et. al. vor Ort in den Jahren 2003 - 2004 erfolgreich durchgeführt wurden, mußte eine Verfahrenstechnik erarbeitet werden, die es erlaubte

- eine Abwassermenge von ca. 1 m³/d zu behandeln,

- das schwermetallentfrachtete Abwasser biologisch weiter zu behan-deln,

- und die gesetzlichen Grenzwerte einzuhalten.



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Technikumsanlage

Das Up-Scaling vom vorhandenen Labormaßstab erfolgte zunächst über eine Technikumsanlage in der Größenordnung von 20 l/d Durchsatz. An dieser An-lage wurden auch die Meßreihen zur Schwermetallelimination durchgeführt. Abb. 2 zeigt die Technikumsanlage als Festbettreaktor vor der Beaufschlagung mit künstlichem Abwasser, wie sie am Standort Sonthofen installiert war.

............................................... Bernd E. Erhardt Geschäftsführer

Abb. 2: Technikumsanlage vor der Befüllung Das Up-Scaling vom vorhandenen Labormaßstab erfolgte zunächst über eine Technikumsanlage in der Größenordnung von 20 l/d Durchsatz. An dieser An-



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lage wurden auch die Meßreihen zur Schwermetallelimination durchgeführt. Abb. 2 zeigt die Technikumsanlage als Festbettreaktor vor der Beaufschlagung mit künstlichem Abwasser. Die Versuchsdurchführung begann mit dem Anfahren der Anlage am 04.08.2008. Zugegeben wurden neben Stroh, Sägemehl und Mist auch eine Bakterien – Starter-Lösung („Inoculum“) und eine Standard –Schwer-metallösung („Standard – Lösung“ V1). Im einzelnen wurde die Anlage befüllt mit den nachstehenden Stoffen.

Sulfat-reduzierende Bakterien-Lösung: 12 l Kuh-Mist: 12 l Sägemehl: 3,6 l Stroh: 3,6 l Abwasser (kommunal): 208 l Schwermetallsalze in Lösung V1 Fe (II): 100 mg/l Cr (III) 50 mg/l Zn (II) 35 mg/l Ni (II) 35 mg/l Cu (II) 35 mg/l

Die Versuchsdurchführung nach Befüllen der Anlage mit Stroh und Dung begann am 05.08.2008 und endete am 19.09.2008. Der Versuchsanlage wurde arbeits-täglich 20 l Standardlösung V1 bzw. im weiteren Verlauf Standardlösung V2 zu-geführt. Die Versuchsanlage wurde regelmäßig auf die Parameter Chrom, Kup-fer, Eisen, Nickel, Zink und Sulfat beprobt. Die Ergebnisse zur Schwermetalleli-mination waren signifikant. Abbildung 3 zeigt eine deutlich Reduktion der SM – Gehalte im Ablauf. Abb. 3: Entwicklung der Schwermetallgehalte im Ablauf



9

Ausgehend von der SM – Standard – Lösung V1 zeigt das o.a. Diagramm das Ergebnis der Beprobungen des Auslaufes über den Versuchszeitraum. Es zeigte sich, daß, nach einer Aktivierungsphase und trotz weiterer SM – Zugabe, alle Schwermetallgehalte innerhalb einer Versuchsdauer von 3 Wochen auf unter 1 mg/l im Auslauf sanken. Es zeigte sich auch, daß diese Werte bis zum Ende der gesamten Versuchszeit annähernd konstant blieben. Dies galt auch für die über den Kuhdung eingebrachten Schwefelverbindungen. Die weiter oben angegebenen Mechanismen - Sulfidische Fällung (S – Lieferant: Dung) - Metabolisierung (Bakterien) - Einschluß in die organische Matrix. (Stroh und Sägemehl) führen offensichtlich zu einer weitreichenden biochemischen Elimination der Schwermetallgehalte des Abwassers. Halbtechnische Anlage Nachdem in der Technikumsanlage der Nachweis über die Wirksamkeit des Verfahrens geführt wurde, wurde nunmehr die Anlage im halbtechnischen Maß-stab, Volumen 2*20 m³, Durchsatz 1 m³/d geplant. Die Überlegungen führten zu folgendem Layout:

1. Schritt: Vorreinigung zur Abtrennung von Störstoffen 2. Schritt: Überstauter, anaerober Festbettreaktor, Volumen ca. 20 m³

mit Stroh -, Kuhdung-, Sägemehlfüllung im 40 ft- Seecontainer, zur Fällung und Fixierung der Schwwermetalle

3. Schritt: Belebungsanlage, Volumen ca. 20 m³ entsprechend DWA A 131, zum Kohlenstoff- und Ammoniumabbau

4. Schritt: Nachreinigung über Schrägplattenseparator zur Abtrennung und Rückführung des Rücklaufschlammes in die Belebung

Die nachstehende Abbildung 4 zeigt den grundsätzlichen Aufbau der gefundenen Lösung. Wegen der obwaltenden Verhältnisse (kein Kanalnetz verfügbar) wurde für den Probebetrieb zunächst davon ausgegangen, daß das Abwasser im Bringsystem behandelt wird.



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Abb. 4: Aufbau der halbtechnischen Anlage zur Abwasserbehandlung in Nam Dinh Dieses Anlagenlayout stellt eine neue und angepaßte Technologie zur Behand-lung schwermetallbelasteter dar und mußte daher zunächst vor Ort aufgebaut und im Probebetrieb vermessen werden. Als Aufstellungsort wurde ein Kleinge-werbegebiet in Ton Xa, etwa 18 km von Nam Dinh ausgewählt. Das gesamte Material, Werkzeug und die Aggregate wurden in Deutschland beschafft und in einem seetüchtigen 40 – Fuß – Container, der ebenfalls in Deutschland gekauft wurde, zum Aufstellungsort nach Tong Xa transportiert. Der Seecontainer sollte nach Ankunft am Aufstellungsort in die anaerobe Festbettanlage umgebaut wer-den. Die nachstehende Liste, Tabelle 2, zeigt die „Packing List“ des Seecontai-ners.



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Tab. 2: Packing List des Seecontainers Der Standort in Tong Xa bot gute Aufstellungsbedingungen, eine ebene Beton-fläche war verfügbar, Strom war vorhanden. Nach dem Entladen vor Ort wurde der Seecontainer in die anaerobe Festbettanlage umgebaut. Dies geschah durch

- Einziehen von Dichtfolie in den gesamten Container, - dem Errichten von Trennwänden durch Sandsäcke, - dem Befüllen der Abteile mit Reisstroh und Kuhdung und - dem Befüllen mit Abwasser auf Nennhöhe

Den betriebsbereiten Anlagenpark zeigt die nachstehende Abbildung 5 kurz vor der Inbetriebnahme und im Vergleich dazu die gerenderte 3D - Aufstellungs-zeichnung in Abbildung 6.

Pos/ No.

Bezeichung/ title Anzahl/ number

Gewicht/ weight [kg]

Zolltarifnummer/ customs no.

1 Abwasserreinigungsanlage, aerob, gebraucht, incl. Steuerungs- und Maschinentechnik, Abmessungen (L * B * H): 6,80 * 1,80 * 1,80 m/ Wastewater treatment unit, aerobic, used, including control and machine technology, dimensions (L * Wi * H): 6,80 * 1,80 * 1,80 m

1 1200 Kg 8421 2100 90 0

2 Werkzeugkasten für Wartung und Betrieb, zum Verbleib/ Tool kit for maintenance and operation, to remain

1 40 kg 7326 1990 00 0

3 Schläuche aus Kunststoff, Durchmesser 1 - 2 '' incl. Befestigungsmaterial/ Plastic tubing, diameter 1-2 ", Fixing material included

50 m 250 kg 3917 3251 00 0

4 Betriebshütte aus Holz (L * B * H): 2,00 * 2,00 * 2,00 m/ Operating hut made of wood (L * W * H): 2.00 * 2.00 * 2.00 m

1 350 kg 4421 9098 90 0

5 Dichtmasse "Escutan" auf Polyurethanbasis/ Sealants 'Escutan' on polyurethane base

5 kg 10 kg 3909 5090 00 0

6 Tauchpumpen, ca. 800 W / Submersible pumps approx. 800 W

4 50 kg 8413 7021 00 0

7 Gebläse 1,25 kW/ compressor 1,25 kW 1 40 kg 8414 8073 90 0

8 Kabel und Kabeltrommel/ Cables 75 m 25 kg 8544 4290 00 0 9 Winkelschleifer/ Angle Grinders 2 10 kg 8509 8000 00 0 10 PE - Folie/

Sealing foil from PE 100 m² 85 kg 3920 1026 90 0

11 Seecontainer, gebraucht, 40 ft zum Verbleib/ Sea container, used, 40 ft, to remain

1 4000 kg 8609 0090 00 0

Summe Wert/ total value



12

Abb. 5: Aufstellung der Anlagenkomponenten kurz vor der Inbetriebnahme. Abb. 6: Aufstellungsplanung im Vorfeld, gerendert und in 3D



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Die Inbetriebnahme erfolgte problemlos. Dem Betreuungspersonal vor Ort wurde ein Probenahmeplan (vgl. Anhang 6, Teil I) und ein Betriebshandbuch (vgl. An-hang 5, Teil I) übergeben. Beide Dokumente waren zu diesem Zwecke vor Ort übersetzt worden. Ergebnis Das Teilprojekt 1 wurde erfolgreich und komplett umgesetzt. Über Die momentan durchgeführte Meßreihe im Probebetrieb wird die Universität Greifswald separat berichten.

1.2.2 Teilprojekt 3


Planung einer halb - zentralen Abwasserbehandlungsanlage für das neue Ge-werbegebiet My Trung bis zum Stadium der Vorplanung

Zielgebiet

In Vietnam gibt es derzeit über 200 registrierte Industriezonen, für die überwie-gend keine funktionierenden Abwasserkonzepte existieren. Die daraus resultie-renden Umweltfolgen können im Moment nur abgeschätzt werden. Derzeit wer-den verschiedene Konzepte zur Aufbereitung der Abwässer in vietnamesischen Industriezonen betrachtet, die vielfach von einer Ansiedlung einheitlicher Bran-chen ausgehen. Im Gewerbegebiet My Trung waren während der ersten Erkun-dungsreisen in 2006 und 2007 lediglich wenige Betriebe angesiedelt worden, zudem befanden sich während der Projektlaufzeit die meisten Betriebe noch in der Aufbauphase. Die Planungen zu diesem Teilprojekt sollten dazu führen, dem geplanten Gewer-begebiet My Trung eine ordnungsgemäße und bedarfsorientierte Abwasserbe-handlung zu ermöglich. Es waren die folgenden Komponenten angedacht:

- Rechenanlage - Zentrale Aerobe Behandlung im Kombibecken - Zentrale Anaerobe Behandlung mit Gasgewinnung - Schönung mit Verdüsung - Hygienisierung des gereinigten Abwassers über UV bzw.

Ozon - Schlammbehandlung, Schlammfaulung



14

Zusätzlich waren die folgenden Komponenten vorgesehen: - Blockheizkraftwerk - Annahme von festen organischen Abfälle zur Vergärung - Regenwassererfassung und Einspeisung in Schönungs-

teich

Die Planung1 konnte bis zur Konzeptentwicklung und bis zur klärtechnischen Be-rechnung (vgl. Anhang 2) weitergeführt werden. Danach zeigte der potentielle Investor und, damit verbunden die Bezirksregierung von Nam Dinh kein Inter-esse mehr an diesem Projekt, so daß es Ende 2008 beendet wurde. Ergebnis Das Teilprojekt 3 wurde wegen Desinteresses Ende 2008 gestoppt und wurde nicht wie geplant beendet

1.2.3 Teilprojekt 4


Grundlagenermittlung und Entwicklung des Konzepts einer angepaßten, modell-haften zentralen Abwasserbehandlungsanlage und einer angepaßten Kanal-netzbewirtschaftung für den großstädtischen Raum (Modellregion), „urban resi-dential zones“. (Teilprojekt TP 4)

Zielgebiet2

Nam Dinh Stadt liegt im Norden Vietnams etwa 90 km von Hanoi entfernt im Mündungsgebiet des Roten Fluss Delta und ist die drittgrößte Stadt in diesem Gebiet. Nam Dinh umfasst eine Fläche von 4.622 ha (40% innerstädtisch, 60% Randzonen). Die Stadt hat aktuell 254.700 Einwohner und ist unterteilt in 25 Ver-waltungseinheiten [(Statistical Office of Nam Dinh City, 2007]. Die aktuelle Situa-tion in Nam Dinh Stadt (innerer Bezirk) stellt sich wie folgt dar: die Abwasserka-näle sind Mischkanäle, d.h. Regenwasser und auch das Abwasser (Haushalt, Industrie) werden gemeinsam abgeführt. Dieses passiert teilweise oberirdisch, d.h. die Kanäle sind offen und somit auch den jährlichen und täglichen Schwan-kungen des Wasserpegels unterlegen. Probleme entstehen vor allem in den Monsunmonaten von Oktober bis April (Nordostmonsun). Das Mischwasser tritt über die Ufer und schwemmt in die anliegenden Häuser. Hinzu kommt der zu-dem sehr hoch anstehende Grundwasserspiegel (in 50 cm Tiefe) in der Region. 1 Vgl. ausführliche Beschreibung im Teil 1 2 Vgl. Abschlußbericht des Projektpartners Fraunhofer Umsicht

Anhang 2: Klärtechnische Berechnung



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In den Randbereichen der Stadt gibt es keine Mischwasserkanäle, dort werden einfach Kanäle zum Abwassertransport genutzt, die auch teilweise zur Bewässe-rung dienen. Das Mischwassernetzwerk umfaßt etwa 25 km und die kleinen Randkanäle etwa 5 km. In der Regel werden in Nam Dinh zwei Pumpstationen durchgehend betrieben, die das Mischwasser aus Nam Dinh in den höher lie-genden Dao Fluß pumpen. Das Mischwasser fließt über die Vorfluter zu einem Sedimentationstank und dann zu den Pumpstationen. Die zwei Pumpstationen sind in Kenh Gia/Kapazität 43.000 m³/d und Quan Chuot/Kapazität 20.000 m³/d. Während der Regenzeit müssen beide Pumpstationen die Wassermengen fas-sen und transportieren. Eine Kläranlage für das Stadtgebiet Nam Dinh existiert nicht (ausgenommen die Faulbehälter einzelner Haushalte), daher wird das un-geklärte, teilweise absedimentierte Abwasser über den Dao Fluss in den Roten Fluss geleitet, ca. 26 Millionen m³/Abwasser werden im Jahr auf diese Weise abgepumpt. Für die weitere städtische Entwicklung müssen eine Reihe spezieller Probleme berücksichtigt werden. Die Wasserversorgung von Nam Dinh verwendet Oberflä-chenwasser des Dao Rivers; der Wasserabzug liegt allerdings unweit der nördli-chen Pumpstation für die Entwässerung der Stadt (s.o.). Dies bedeutet, das alles Oberflächenwasser des Dao Rivers, das für die Wasserversorgung genutzt wird, potenziell mit Abwasser verschmutzt ist, was eine entsprechend aufwendige Konditionierung erforderlich macht. Darüber hinaus plant Nam Dinh eine bedeu-tende Expansion bis 2020 sowohl hinsichtlich Fläche als auch Bevölkerung. Für 2020 ist eine Fläche von 45.200 ha vorgesehen bei einer Einwohnerzahl von geschätzt 1 Mio. Diese Vorhersage schließt den Bevölkerungsanstieg um ca. 300.000 durch Ausweitung der Stadtgrenzen ein. Damit einher geht eine indus-trielle Entwicklung, die Nam Dinh Stadt zu einem industriellen Zentrum im südli-chen Teil des Deltas machen soll. Die Planungen sehen vor allem Industrien aus den Branchen Metallbearbeitung, landwirtschaftliche Maschinen, Schiffsbau, Transport, Textil- und Bekleidungsindustrie vor. Hinsichtlich der Wasserversor-gung ist das Ziel, bis 2020 90% der Bevölkerung an ein Leitungsnetz mit saube-rem Trinkwasser anzuschließen. Konzept Im Rahmen der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurde ein hoch innovati-ves und, in dieser Konzeption, neuartiges Verfahrnen zur angepaßten Abwas-serentsorgung gefunden. Es zeichnet sich insbesondere durch die nachfolgen-den Punkte aus:

- Einfache verläßliche Verfahrenstechnik

- Platzsparender Aufbau

- Modulare Gesamtanlage



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- Kombinierbar mit weiteren Nutzungen

Die nachstehende Abbildung 7 zeigt die potentiellen Standorte im Stadtgebiete, wie sie innerhalb dieses Vorhabens erhoben worden sind.

Abb. 7: Potentielle Standorte

Über die Technik und die zukunftsweisenden Verfahrensschritte wurde bereits in Teil 1 ausführlich berichtet. Abbildung 8 stellt das veröffentlichte Verfahrensfließ-bild vereinfacht dar.



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Abb. 8: Vereinfachtes Verfahrensfließbild

Ende 2008 stagnierte das Projekt. Über die Stagnation des Projektes wurde dem Projektträger am 24.08.2009 ausführlich berichtet. Als Ursache ist ein Organisa-tionsdefizit auf vietnamesischer Seite auszumachen. Wie und ob eine Finanzie-rung der Anlage möglich ist und ob das Konzept weiterentwickelt werden kann, ist derzeit nicht absehbar.

Ergebnis Das Teilprojekt 4 wurde wie geplant entwickelt. Die Akzeptanz vor Ort war her-vorragend. Das Projekt stagnierte jedoch wegen Geldmangels und wurde nicht wie geplant beendet.

1.2.4 Schulungen

Gemeinsam mit den Projektpartnern Fraunhofer Umsicht und Universität Greifs-wald wurden an drei Standorten in Deutschland ausführliche Schulungsveran-



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staltungen für hochrangige Teilnehmer aus der Zielprovinz durchgeführt. Die iaks GmbH war für die intensive inhaltliche Planung, Durchführung und Betreuung am Standort in Sonthofen zuständig. Die nachfolgenden Ausführungen sind dem Abschlußbericht der Fraunhofer Umsicht vom 26.04.2010 entnommen.

Die Schulung der vietnamesischen Entscheidungsträger in Deutschland fand vom 13.-25. Oktober 2008 statt. Austragungsorte waren Oberhausen, Duckwitz und Sonthofen. Ziel der Schulung war es, die Teilnehmer innerhalb der zwei Wochen Trainingswochen über die Abwassertechnologien zu informieren, ihnen best-practice Möglichkeiten aufzuzeigen, laufende Anlagen zu demonstrieren und gemeinsam mit den vietnamesischen Entscheidungsträger angepaßte Mög-lichkeiten auf für den vietnamesischen Raum zu diskutieren. Der Fokus des Trai-ningskurses lag deshalb auf den folgenden Themen:

− Überblick über die Abwassertechnologie in Deutschland − Darstellung der rechtlichen und verwaltungstechnischen Abläufe in

Deutschland einer Abwasserbehandlungsanlagen − Unterstützung der Entscheidungsträger durch Präsentation

verschiedener angepaßter dezentraler und zentraler Abwasserbe-handlungsmöglichkeiten

− Präsentation von nachhaltigen integrierten Systemen der Abwasserreinigung

− Sensibilisierung für nachhaltige Lösungen − Wissensaustausch

In der ersten Woche wurde das Training in Oberhausen durchgeführt, die zweite Schulungshälfte fand sowohl in Duckwitz als auch in Sonthofen statt. In Oberhausen wurden neben der Großkläranlage in Bottrop auch Produzenten von Kleinkläranlagen vorgestellt, das Konzept des Emscher-Lippe-Verbands wurde erläutert wie auch verschiedene kommunale Konzepte. Refinanzierungs-beispiele wurden z.B. durch die Besichtigung der integrierten Biogasanlage auf dem Hof Loick vorgestellt, d.h. die Herstellung von Biogas aus Biomasse als eine zukünftige Energiequelle. Auch Forschungsaspekte und angewandte Technolo-gien (Hightech Wasserrecyclingsystem KOMPLETT) wurden durch Fraunhofer UMSICHT vorgestellt. Zusätzlich stellte sich der Bereich Umwelt- und Gewässer-schutz der Stadt Oberhausen vor, eine Kanalinspektion mit Kamerawagen bei den Wirtschaftbetrieben Oberhausen WBO wurde demonstriert, die Pumpstation im CentrO und die Müllverwertungsanlage Asdonkshof wurde besichtigt, wie auch der Wasserversorger Gelsenwasser. Begleitet wurde das Programm durcheinen Empfang bei der Bürgermeisterin im Rathaus Oberhausen und durch Besichtigungen von verschiedenen Einrichtungen der Industriekultur. In Duckwitz und Sonthofen standen vor allem die Pflanzenkläranlagen und Kleinkläranlagen im Mittelpunkt. Energieautarke dezentrale Klärtechnik wurde u.a. auf den Park-plätzen an der Ostsee- Autobahn A20 anhand der dort errichteten Anlagen de-



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monstriert. In Lübeck wurde das Siedlungskonzept Flintenbreite vorgestellt. Für das Siedlungsgebiet ist ein zukunftsweisendes integriertes Abwasserkonzept vorgesehen, das neben der Wassereinsparung die Nutzung von Nährstoffen und des Energieinhalts berücksichtigt. Innerhalb des integrierten Abwasserkonzepts für die ökologische Wohnsiedlung Lübeck-Flintenbreite ist die separate Behand-lung der Teilströme Grauwasser (Abwasser ohne Fäkalien), Schwarzwasser (Toilettenabwasser) und Bioabfall (organische Abfälle) vorgesehen. In Sonthofen wurde die Großkläranlage in Kempten vorgestellt, bei der eine Tropfkörpertechnologie realisiert ist, welche sich prinzipiell auch als Konzeption für die Stadt Nam Dinh eignet. Daneben wurden verschiedene weitere Konzepte von kleinen und mittleren Kläranlagen besichtigt. Auch hier wurden die regiona-len Besonderheiten herausgestellt und intensiv mit der vietnamesischen Delega-tion diskutiert. Innerhalb der Schulung wurde sehr lebhaft diskutiert und Wissen ausgetauscht. Die Teilnehmer aus Vietnam waren sehr an der deutschen Tech-nologie interessiert. Das Trainingskonzept war ausgeglichen und sehr informativ, wie die Teilnehmer am Ende bestätigten. Das Interesse galt vor allem regional angepassten technologischen Konzepten wie auch dem verwaltungstechnischen Ablauf, der Kostenplanung und Refinanzierung.

2. Darstellung der wichtigsten Positionen des zahlenmäßigen Nach-weises

Wir bereits in Abb. 1 dargestellt, wurden rund 87% der gesamten Auf- und Zu-wendungen für den Bereich 0837 „Personal“ verwandt. Im Projekt waren hierbei die in nachfolgender Tabelle 3 dargestellten folgenden Personen beschäftigt.

Name Qualifikation Tätigkeit im Vorhaben

Erhardt, Bernd E. Dipl.-Ing. (TU) Projektleiter

Fischer, Klaus-J. Dipl.-Ing. (TU) Projektbearbeiter

Mergenthaler, Mathias CAD- Techniker Pläne, Zeichnungen, Modellbau

Tabelle 3: Projektbearbeiter Die weiteren wichtigen Positionen des zahlenmäßigen Nachweises mit weiterge-henden Erläuterungen sind dem Punkt 1.1 dieses Berichtes zu entnehmen.



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3. Darstellung der Notwendigkeit und Angemessenheit der geleiste-ten Arbeit

Die weiteren wichtigen Positionen des zahlenmäßigen Nachweises mit weiterge-henden Erläuterungen sind dem Punkt 1.1 dieses Berichtes zu entnehmen.

3.1 Notwendigkeit

Die Notwendigkeit des Vorhabens ergibt sich aus seiner Stellung innerhalb des gesamten IWRM- Projektes für Vietnam. Hierzu ein kleiner Exkurs: Im Rahmen des Ideenwettbewerbs zur Vorbereitung von Projekten zum Förder-schwerpunkt „Integriertes Wasserressourcen-Management“ wurde seitens Um-welttechnik und Ökologie im Bauwesen, Ruhr-Universität Bochum, Prof. Dr. Harro Stolpe, zusammen mit dem Institut für Pflanzenernährung, Universität Bonn, PD Dr. J. Clemens, ein gemeinsames Projekt zu zwei Untersuchungsge-bieten in Vietnam bearbeitet. Das Projekt wurden in Abstimmung mit der Univer-sität Greifswald, PD Dr. J. Kasbohm, durchgeführt. Die genannten Projekte wurden im Rahmen der nachfolgenden Begutachtung als ein in enger Kooperation durchzuführendes Gesamtprojekt mit drei regionalen Teilprojekten mit der Maßgabe zur Förderung angenommen (s. Schreiben vom 19.05.2005, VNM 04/006), daß ausgehend von den in den Anträgen genannten Ansätzen für eine wasserwirtschaftliche Planung zusätzlich ein Entscheidungs-unterstützungssystem (DSS - Decision Support System) für wasserwirtschaftli-che Maßnahmen in Vietnam entwickelt wird. In den im Rahmen des Ideenwettbewerbes ausgewählten drei Provinzen sollen folgende Schwerpunkte bearbeitet und eng miteinander vernetzt werden: – Provinz Can Tho im Süden Vietnams (PD Dr. Joachim Clemens, Institut für

Pflanzenernährung, Universität Bonn): Minderung von Einträgen aus der Intensiv-tierhaltung, Oberflächenwassermonitoring, Anwendung DSS

– Provinz Lam Dong im Hochland Vietnams (Prof. Dr. H. Stolpe, Umwelttechnik und Ökologie im Bauwesen, Ruhr-Universität Bochum): Wasserversorgung und Was-serentsorgung im ländlichen Bereich, Entwicklung DSS, Anwendung DSS

– Provinz Nam Dinh im Norden Vietnams (PD Dr. Jörn Kasbohm, Institut für Geogra-phie und Geologie, Universität Greifswald): Behandlung industrieller, gewerblicher und kommunaler Abwässer, Anwendung DSS

Grundgedanke des Projektes war und ist der Ansatz des integrierten Wasserres-sourcenmanagements (IWRM) - wie er auch bei der derzeitigen Umsetzung der



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Europäischen Wasserrahmenrichtlinie (EU WRRL) zum Ausdruck kommt. Es soll ein in Vietnam anwendbares Konzept entwickelt werden, das eine integrierte Betrachtung und Analyse von Flußgebieten und hiervon abgeleitet – Prognosen und Handlungsvorschläge ermöglicht. Komponenten dieser integrierten Sicht-weise sind: - Wasserressourcen, Ökologie: Grundwasser, Oberflächenwasser, Nieder-

schlag; Menge, Qualität, Gewässerökologie, Wasserabhängige Feuchtge-biete usw.

- Wasserwirtschaft: Trink- und Brauchwasserentnahme / Aufbereitung /

Verteilung; Abwasserableitung / Behandlung / Einleitung; Organisation, Gebühren usw. sowie

- Sozioökonomischer Hintergrund: Bevölkerungsentwicklung, BSP, Entwick-

lung Industrie, Gewerbe, Landwirtschaft usw. Ziel ist die Aufstellung nachhaltiger Sanierungs- und Bewirtschaftkonzepte, wel-che die ökologischen, ökonomischen und sozialen Belange integriert berücksich-tigen. Die inhaltliche Struktur der insgesamt beantragten F+E-Vorhabens ist in Tabelle 4 wiedergegeben. Es handelt sich um drei Projektebenen:

1. Entwicklung eines Systems zur Entscheidungsunterstützung in der Wasserwirtschaft (DSS) und Anwendung in den beteiligten Provinzen

2. Errichtung, Untersuchung und Anpassung exemplarischer technische Maßnahmen

3. Vernetzung

Das IB BMBF hat zusammen mit Herrn Dr. Philippe Bergeron vom BMBF den Auftrag, die IWRM-Projekte zu begleiten. Bei der „Begleitung“ handelt es sich um eine Unterstützung Tätigkeit im Umfeld des Projektes in der Hinsicht, daß Hin-weise hinsichtlich einer angestrebten späteren Kooperation mit vietnamesischen und internationalen (incl. deutschen) Finanzierungsinstitutionen gegeben wer-den, damit günstigere Randbedingungen für anschließende Projekte deutscher Unternehmen entstehen.



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DSS

Provinz Can Tho Provinz Lam Dong Provinz Nam Dinh

Erarbeitung Methodik für ein DSS Decision Support System, Anforderungen an Datenerfassung und Aggregation und Auswertung unter den Aspekten:

Entwicklung DSS

- Ökologie, Ressourcen - soziale, gesundheitliche Situation - ökonomische Situation

Anwendung DSS auf Provinzebene

Datenerfassung, Anwendung und

Erprobung Decision Support System in einem

hydrologisch abgegrenzten Teilbereich

des Mekong-Delta, Ermittlung von Defiziten

und Handlungsprioritäten

Datenerfassung, Anwendung und Erprobung DSS Decision Support System in einem EZG, Ermittlung von Defiziten und Handlungsprioritäten

Datenerfassung, Anwendung und

Erprobung Decision Support System in einem

hydrologisch abgegrenzten Teilbereich

des Red River-Delta, Ermittlung von Defiziten

und Handlungsprioritäten



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Tab. 4: Struktur des gesamten Vorhabens

Exemplarische technische Maßnahmen

Provinz Can Tho Provinz Lam Dong Provinz Nam Dinh

Bevölkerung Anlage zur Wasserver-sorgung einer ländlichen Siedlung, Abwasserbe-handlung und Ableitung

Anlage zur Behandlung und Ableitung kommuna-ler Abwässer Anlage Wasserwieder-verwertung (Aquakultur), lokales Nährstoffmana-gement

Landwirtschaft Reduktion des Nähr stoffeintrages aus der Tierhaltung

Kleinanlagen zur Biogas-gewinnung aus Dung, Nährstoffmanagement

Industrie + Gewerbe

Anlage zur Behandlung und Ableitung Abwasser aus Gewerbebetrieb Anlage Wasserwieder-verwertung (Prozeß-wasser), lokales Roh-/Schadstoffmanagement

Monitoring

Aufbau eines Oberflä-chenwasser-Monito-rings im Mekong Delta

Vor-Ort-Messungen der Oberflächenwasser- und Grundwasserqualität mit mobilem Equipment

Vor-Ort-Messungen der Oberflächenwasser- und Grundwasserqualität, Boden mit mobilem Equipment

Vernetzung

Kommunikation und Marketing

Austausch Kenntnisse und Erfahrungen, Internetpräsenz, Workshops, Weiterbildung,

Firmenkontakte usw.



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Ein wesentlicher Aspekt war die Einbeziehung, Prüfung bzw. Entwicklung von Fi-nanzierungskonzepten für wasserwirtschaftliche Projekte. Dabei sollten u. a. fol-gende Ansätze berücksichtigt werden: - Refinanzierungskonzepte (Gebühren, Vietnamesische Staatliche

Subventionen, Nährstoffmanagement, Produktion und Vermarktung von Biostoffen)

- Kommerzielle Finanzierungskonzepte (Vietcombank, Agribank o. ä.

beispielsweise zusammen mit der deutschen AKA-Bank usw.) - “Soft Loans” (Asian Development Bank, World Bank, Kreditanstalt für Wied-

eraufbau usw.) Erwartete Ergebnisse des Verbundprojektes waren: - Methodik für ein DSS in ganz Vietnam anwendbares im Zusammenhang

mit wasserwirtschaftlichen Projekten - Exemplarische Anwendung des DSS in den drei bearbeiteten Provinzen - Übertragbare Konzepte für das integrierte Wasserressourcenmanagement

anhand der bearbeiteten Einzelprojekte

- Marktöffnung für deutsche Firmen durch Aufzeigen des Bedarfes, geeig-nete Finanzierungskonzepte und Herstellung von Kontakten zu vietnamesi-schen Partnern

- Weiterbildungsmaßnahmen für vietnamesische Wasserfachleute und Stu-

denten Die nachfolgende Tabelle 5 enthält die Struktur der Anträge des Verbundprojek-tes. Im Einzelnen handelt es sich um: - Gesamtantrag - Antrag IA: Übergreifende Arbeiten zum IWRM, U+Ö – Ruhr Univ. Bochum

Vergabe Unteraufträge UA1 – UA3: Zugehörige Anträge IB – I D: F+E in Kooperation mit Firmen

- Antrag IIA: IWRM auf Provinzebene Can Tho, IfP – Univ. Bonn

Übernahme Unteraufträge: UA1 aus IA Zugehörige Anträge IIB – IIF: F+E in Kooperation mit Firmen

- Antrag IIIA: IWRM auf Provinzebene Lam Dong, U+Ö – Ruhr Univ. Bochum

Übernahme Unteraufträge: UA2 aus IA



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Zugehörige Anträge IIIB – IIIC: F+E in Kooperation mit Firmen - Antrag IVA: IWRM auf Provinzebene Nam Dinh, IGG - Univ. Greifswald,

Übernahme Unteraufträge: UA3 aus IA. Zugehörige Anträge IVA – IVE: F+E in Kooperation mit Firmen

Die (Teil-)Anträge werden von den jeweils benannten Institutionen vorgelegt. Die Gesamtkoordination lag bei U+Ö im Bauwesen, Prof. Dr. Stolpe. Die unter-halb der jeweiligen „Säulen“ angeordneten Teil-Anträge (I – IV) und „zugehörigen Anträge/Vorhaben“ werden von den genannten Institutionen Ruhr-Universität Bochum (I), Universität Bonn (II), Ruhr-Universität Bochum (III) und Universität Greifswald (IV) koordiniert. Die Koordination sowohl auf der Ebene der Teilanträge/Vorhaben als auch auf der Ebene des Gesamtprojektes beinhaltete die Steuerung in Sinne der Ziele des F+E- Projektes, die projektinterne Kommunikation, und die Berichterstattung.

Diese Einbettung des hier vorliegenden Vorhabens innerhalb einer ganzen For-schungslandschaft zeigt die Notwendigkeit der Durchführung.



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Gesamtantrag

Erläuterung des Gesamtantrages, Ablauf, Arbeitsteilung, Zusammenarbeit mit Dritten, Struktur der Anträge

Antrag IA:

Übergreifende Arbeiten zum IWRM, U+Ö – Ruhr Univ. Bochum

AP 1: Koordination des Gesamtprojektes AP 2: Erarbeitung der Methodik zum DSS Decision Support System AP 3: Erprobung DSS anhand Daten zu den Provinzen Can Tho, Lam Dong, Nam Dinh

Antrag IIA: IWRM auf Provinzebene

Can Tho IfP – Univ. Bonn

AP 1: Planung exemplarischer technischer Maßnahmen AP 2: Umsetzung und Optimierung

exemplarischer technischer Maßnahmen

AP 3: Kommunikation und Marketing

Antrag IIIA: IWRM auf Provinzebene

Lam Dong U+Ö – Ruhr Univ. Bochum




Antrag IVA: IWRM auf Provinzebene

Nam Dinh IGW - Univ. Greifswald




Vergabe Unteraufträge UA1 – UA3

UA 1 Can Tho: Erfassung der regionalen Daten zu Ressourcen und zur Ressourcennutzung (Zuarbeit für IA), Anwendung DSS und Ermittlung der Handlungsprioritäten UA 2 Lam Dong:: Erfassung der regionalen Daten zu Ressourcen und zur Ressourcennutzung (Zuarbeit für IA), Anwendung DSS und Ermittlung der Handlungsprioritäten UA 3 Nam Dinh: Erfassung der regionalen Daten zu Ressourcen und zur Ressourcennutzung (Zuarbeit für IA), Anwendung DSS und Ermittlung der Handlungsprioritäten

Vergabe Unteraufträge

-

Übernahme Unteraufträge

UA 1 aus IA


-


UA 2 aus IA


-


UA 3 aus IA



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Zugehörige Anträge IB – I D: F+E in Kooperation mit Firmen

Antrag IB: Erstellung DSS-Programm auf der Grundlage der unter AP2 entwickelten Methodik zusammen mit Firma KIT Schwetzingen Antrag IC: Ökonomische Analyse im Rahmen des DSS zusammen mit Prof. Dr. Rudolph, Witten Antrag ID: Modellierung Oberflächengewässer (Kanalsysteme) zusammen mit SIWRR, Ho Chi Minh Stadt

Zugehörige Anträge IIB – IIF : F+E in Kooperation mit Firmen

Antrag IIB Versuchsbiogasanlage zur Teilstrombehandlung von tieri-schen Exkrementen in Vietnam (Fa. Franz Eisele u. Söhne GmbH & Co KG) Antrag IIC: Entwicklung eines einfachen Verfahrens zur Kontrolle der Prozessstabilität in landwirtschaftl. Biogasanlagen (gewitra GmbH) Antrag IID: Entwicklung eines Enzym-präparates zur Verzuckerung von Reisstroh für die Optimierung der substratspezifischen Biogas-ausbeuten in landwirtschaftl. Bio-gasanlagen in Vietnam biorect GmbH Antrag IIE: Entwicklung & versuchswei-ser Betrieb eines verteilten web-basierten Systems zur Verwaltung von Gewässergütedaten (Moskito GIS GmbH)

Zugehörige Anträge IIIB – IIIC: F+E in Kooperation mit Firmen

Antrag IIIB: Anpassung Filtertechnologie der Firma A.C.S. an die Projektsituation Antrag IIIC: Erarbeitung von technischen Wassermanagementkonzepten zusammen mit Ingenieurbüro Flöcksmühle, Aachen Antrag IIID: Planung und Optimierung Rohrnetz zusammen mit IKT und Flöcksmühle

Zugehörige Anträge IVA – IVG: F+E in Kooperation mit Firmen

Antrag IVB: PIUS bei der Steuerung von Abwasserströmen - wissenschaftliche Begleitung der ingenieur-technischen Entwicklung (Fraunhofer UMSICHT) Antrag IVC: Ingenieurtechnische Entwicklung & Planung von Abwasserbehandlungs¬anlagen (iaks GmbH) Antrag IVD: Ingenieurtechnische Entwicklung zum Einsatz von Scheibentauchkörper¬anlagen (Dr. Scholz und Partner GmbH) Antrag IVE: Integratives, raumdaten-orientiertes und digitales Steuerungsmodell einer nachhaltigen regionalen Entwicklung (Moskito GIS GmbH) Antrag IVF: Hygienisierung und Nährstoffbilanz - Applikation zu PKA-gereinigten Abwässern in der Landwirtschaft (J. Krüger Pflanzenkläranlage GmbH) Antrag IVG: Nachhaltige Aquakultur - Refinanzierung der Abwasserklärung ? (Ingenieurbüro für Aquakultur und Umwelttechnik, i-b-a-u)

Tab. 5: Struktur der Vorhaben



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3.2 Angemessenheit

Die Kosten für das Vorhaben wurden eingehalten, die Aufgaben in großen Teilen erfüllt. Damit war der Umfang der Arbeiten dem Projekt angemessen.



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4. Darstellung des voraussichtlichen Nutzens und der Verwertbar-keit der Ergebnisse

Im Zuge der Bearbeitung des Vorhabens wurden zahlreiche Neuerungen und Neuentwicklungen erarbeitet, die speziell für den asiatischen Markt von Nutzen sein können. Nachfolgend die wesentlichen Neuentwicklungen, die im Zuge des Vorhabens geschaffen wurden.

1. Kleinkläranlage mit Hydro-Solar – Antrieb. Die Ausrüstung einer Kläranlage mit einem Hydro-Solar – Antrieb ist, wie angedacht, eine echte Neuerung, die in dieser Kombination bisher auf dem Weltmarkt nicht existiert. Wohl existieren hingegen die einzelnen Komponenten, also Hydrolysator, Brennstoffzelle, Sonnenpanel und Gasspeicher. Eine funktionstüchtige Demonstrationsanlage wurde erfolgreich bei der „Woche der Umwelt“ 2007 vorgestellt (vgl. Abb. 7 und 8).

Abb. 7: Grundzüge des Hydro-Solar- Verfahrens



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2. Hebeanlage. Die Entwicklung einer standardisierten, einfach gehalte-nen, im Selbstbau zu realisierender Hebeanlage stellt eine echte Lösung für die sehr flachen Zielgebiete dar. Für die Anwendung vor Ort wurde unter dem Eindruck der örtlichen Verhältnisse (ex-trem flache, 1 m über dem Meer gelegene Landstriche) eine einfache, den Verhältnissen angepaßte standardisierte Abwasser-hebeanlage entwickelt, die im Eigenbau vor Ort zu realisieren ist. Sie arbeitet nach dem Prinzip der doppelten archimedischen Schraube besitzt jedoch keine aufwendige Schneckenwelle son-dern schneckenförmig um eine Seele doppeltgewendelte Schlauchleitungen. (vgl. Abb. 9). Dieses Verfahren stellt eine echte Innovation für diesen Zweck dar.

Abb. 8: Modell des Hydro-Solar- Verfahrens auf der „Woche der Umwelt“ 2007



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3. Anaerobe Behandlungsanlage (vgl. Punkt 1.2.1) . Die Entwicklung einer anaeroben Behandlungsanlage zur Schwermetallelimination aus gewerblichen Abwässern stellt eine Neuerung dar, die unserer Meinung nach patentfähig ist. Dies wird noch geprüft. Die noch ausstehenden Ergebnisse der Meßreihen werden Aufschluß dar-über geben, ob diese Technik asienweit vermarktet werden könnte.

4. CityLine – Konzept (vgl. Punkt 1.2.3). Die Kombination einer

kommunalen Abwasserreinigungsanlage (Tropfkörper) mit weite-ren Nutzungen im modularen, standardisierten, platzsparenden Aufbau (CityLine) steltl sich erfolgsversprechend dar. Das City-Line – Konzept konnte in der Zwischenzeit an höchster Stelle der Republik Syrien inhaltlich vorgestellt werden. Über unsere Aktivi-täten in Vietnam als Referenzobjekte haben wir inzwischen er-folgsversprechende weitere Kontakte in China, Dubai und Syrien knüpfen können. Wir wurden beispielsweise eingeladen, unsere Ideen zur dezentralen Abwasserreinigung nach einem abgewan-delten CityLine – Konzept für einen Ortsteil einer chinesischen Großstadt vorzustellen. Auch die mobile biologisch/ mechanische Abwasserentsorgung auf Eisenbahngestellen haben wir inzwi-schen für die chinesischen Behörden konzipieren dürfen und er-regten dort großes Aufsehen

Abb. 9: Innovative Hebeanlage



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Diese innovativen Verfahren, die allesamt im Zuge dieses Vorhabens entstan-den sind, stellen ein großes aktives Potentials für ein technisches Beratungsun-ternehmen dar und werden weiter verfolgt.

5. Darstellung des während der Durchführung des Vorhabens be-kannt gewordenen Fortschritts auf dem Gebiet des Vorhabens

Vgl. hierzu Anhang 3

6. Darstellung der erfolgten oder geplanten Veröffentlichungen der Ergebnisse

Die nachstehenden Veröffentlichungen wurden während der Laufzeit des Vorha-bens durchgeführt. Sie wurden in den jeweiligen Zwischenberichten abgedruckt. Ein ausgewählter Aufsatz findet sich in Anhang 4.

1. Anlagenbeschreibung und Antragstellung bei der DBU –

Ausstellung: „Woche der Umwelt“ unter Schirmherrschaft des Bundespräsidenten, 2007

2. Allgäuer Zeitung vom 5.2.07, Pressegespräch 3. Poster bei der Woche der Umwelt in Berlin, 5.- 6. Juni 07 4. Poster bei der H2O – Messe in HCMC, Vietnam, 18. – 21.10.07 5. Über die Aktivitäten des IWRM – Programmes mit Schwerpunkt

Abwasserreinigung wurde im Fachaufsatz „Overview of technical activities in IWRM – concepts related to renewable energies from waste water“ berichtet, erscheint im International Journal of renewable Energies, Juli 2008

6. Über die Ergebnisse des Verbundvorhabens wurde im ersten IWRM – Newsletter 2008 berichtet, der an interessierte Kreise verteilt wurde

7. Über die Ergebnisse des Verbundvorhabens wurde im zweiten IWRM – Newsletter 2008 berichtet, der an interessierte Kreise verteilt wurde

8. Für den dritten iwrm – Newsletter wurde am 13.03.2009 ein Kurzbericht über den Stand der Arbeiten verfaßt.

9. Erhardt, Bernd; Fischer, K.; Kasbohm, Jörn; Keuter, Volkmar; Ngân, Lê Dúc; Oanh, Lê Thi Kim; Lài, Lê Thi; Hông, Nguyên Thi; Schlüter, Stefan; Steingrube, W.: Wastewater treatment for Nam Ðinh city: the "NDcitylineiaks"-concept; discussion II (September 2009), In: UMSICHT Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Si-cherheits- und Energietechnik -IUSE-, Oberhausen/Rheinland: IWRM research Vietnam: integrated water resource manage-

Anhang 3: Literatur-recherche Forschungs-vorhaben

Anhang 4: Fachaufsatz: Journal of Geology, 33, 2009



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ment (IWRM) Vietnam (Nam Ðinh province); 3rd Workshop "Wastewater Treatment in the Key Industries of Nam Ðinh" / "IWRM Concept for Nam Ðinh City"; [Final Workshop on the IWRM Project NAM DINH] ; 17-18 September 2009 / Nam Ðinh. [Oberhausen/Rheinland]: UMSICHT Fraunhofer-Institut für Um-welt-, Sicherheits- und Energietechnik -IUSE-, 2009, 22 S.

10. Erhardt, Bernd; Kasbohm, Jörn; Keuter, Volkmar: Heavy metal wastewater treatment : technical scale, In: UMSICHT Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik - IUSE-, Oberhausen/Rheinland: IWRM research Vietnam: integrated water resource management (IWRM) Vietnam (Nam Ðinh province); 3rd Workshop "Wastewater Treatment in the Key Industries of Nam Ðinh" / "IWRM Concept for Nam Ðinh City"; [Final Workshop on the IWRM Project NAM DINH]; 17-18 September 2009 / Nam Ðinh. [Oberhausen/Rheinland]: UM-SICHT Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Ener-gietechnik -IUSE-, 2009, 13 S

11. Erhardt, Bernd; Fischer, K.; Kasbohm, Jörn; Ngân, Lê Dúc; Lài, Lê Thi; Wessel, H.; Hông, Nguyên Thi; Oanh, Lê Thi Kim; Vu, Doành Minh; Schlüter, Stefan; Keuter, Volkmar: "NDcitylineiaks"-system: a module-like decentralized wastewater treatment con-cept for Nam Ðinh city, In: Journal of geology / Series B 49 (2009), 33, S. 107-123.

Nach Verfertigen des Abschlußberichtes und Vorliegen der Meßergebnisse aus Nam Dinh ist geplant, über die wesentliche Ergebnisse des Vorhabens einen Fachaufsatz mit dem Titel „Neues Abwasserbehandlungsverfahren für schwer-metallbelastete häusliche Abwässer in einem Schwellenland – Erfahrungen aus Nam Dinh/ Vietnam“ zu veröffentlichen. Die Struktur des Aufsatzes wird dabei den nachstehenden Punkten folgen:

1. Einleitung und Aufgabenstellung 2. Abwassertechnische Situation im Zielgebiet insbesondere im Hinblick

auf die kleinen Gewerbebetriebe 3. Erster Lösungsansatz „Passives Behandlungsverfahren“ 4. Zweiter Lösungsansatz: Kombination aus Anaerob- und Aerob- Tech-

nik 5. Entwicklung zu einer anaeroben/ aeroben Technikumsanlage – Be-

triebserfahrungen 6. Weiterentwicklung der Technikumsanlage in eine anaerobe- aerobe

Festbettanlage 7. Probebetrieb und Meßergebnisse 8. Planungen zum Up-Scaling am Zielort 9. Aufbau einer halbtechnischen Anlage in Nam Dinh 10. Probebetrieb und Meßergebnisse 11. Bewertung des Verfahrens



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Sonthofen, den 30.06.2010 ............................................... Bernd E. Erhardt Geschäftsführer



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Abschlußbericht 02WM0766 - vd-office.org...Projektträger Karlsruhe Wassertechnologie und...

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