Dieses Bild zeigt Blick ins Analytik-Labor

Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft (ISWA)

Forschung

Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler verschiedener ingenieur- und naturwissenschaftlicher Disziplinen forschen interdisziplinär auf den Gebieten Siedlungswasserwirtschaft und Wasserrecycling, Abfallwirtschaft und biologischer Abluftreinigung sowie Hydrochemie und Umweltmikrobiologie. Die Anpassung und Optimierung von Prozessen und die Entwicklung neuer umwelttechnischer Verfahren stehen im Mittelpunkt des Interesses.

Interdisziplinäre Forschung für eine bessere Umwelt

Ingenieurinnen und Ingenieure sowie Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftler betreiben umweltorientierte Forschung auf den Gebieten Siedlungswasserwirtschaft und Wasserrecycling, Abfallwirtschaft und biologische Abluftreinigung sowie Hydrochemie und Hydrobiologie. Schwerpunkte sind die Entwicklung von Konzepten für umweltschonende Infrastrukturmaßnahmen, die Erforschung von Spurenstoffen und Schadstoffen in der Umwelt sowie die Reduzierung von Ressourcen- und Energieverbrauch in der Siedlungswasser-, Abwasser- und Kreislaufwirtschaft. Die Entwicklung und Anpassung von Verfahrenstechniken zur Optimierung von umwelttechnischen Prozessen stehen im Mittelpunkt der interdisziplinären Forschung basierend auf einer ganzheitlichen ingenieur- und naturwissenschaftlichen Betrachtung der Umweltprobleme.

Forschungsschwerpunkte der Lehrstühle und Abteilungen

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Forschungsschwerpunkte

  • Modellierung, Simulation und Bewertung abfallwirtschaftlicher Systeme und Konzepte sowie Potenzialabschätzungen unter Einbeziehung des Ressourcenmanagements und von Klimaschutzaspekten
  • Biotechnische Verfahren zur Abfallbehandlung (Kompostierung, Vergärung), besonders unter den Ansätzen der Prozessmodellierung, -simulation von anaeroben Systemen, der Prozessoptimierung und Einbeziehung regenerativer Energiegewinnung aus Abfällen und nachwachsenden Rohstoffen
  • Untersuchungen zu Nahrungsmittelabfällen und Entwicklung von Strategien zur Abfallvermeidung
  • Lasergestützte berührungslose Messverfahren zur Ermittlung flächiger Methanemissionen und modellgestützte
  • Frachtenbetrachtungen
  • Stabilisierung von Deponien durch In-Situ-Aerobisierung
  • Analytik von Abfällen und Abluft
  • Untersuchung und Bewertung dezentraler Entsorgungssysteme zur kombinierten Abwasser- und Abfallbehandlung mit Energiegewinnung (abwasser- und abfallfreie Verfahren (z.B. für Tourismusregionen, Inseln)
  • Infrastrukturentwicklung in Megacities von morgen, besonders in Entwicklungs- und Schwellenländern.
  • Wissenschaftliche Begleitung der Implementierung nachhaltiger Stoffstrommanagementsysteme und abfallwirtschaftlicher Technologien
  • Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche mittels thermo-chemischer Verfahren

Der biologische Abbau von Schadstoffen

  • Grundlagen der biologischen Degradation von Umweltschadstoffen
  • Isolation, Identifikation und Charakterisierung von Bakterien mit speziellen Fähigkeiten zum Abbau von Chemikalien
  • Aufklärung der Abbaupfade für verschiedene Kohlenwasserstoffe, wie z.B. halogenierte Aromaten, Etherverbindungen, verzweigte Alkane, PAKs
  • Untersuchung des bakteriellen Abbaus von Medikamentenrückständen
  • Untersuchungen zum Schadstoffabbau unter hypersalinen Bedingungen
  • Untersuchung zur Biochemie und Genetik von Schlüsselenzymen degradativer Systeme, wie z.B. Mono- und Dioxygenasen

Angewandter Umweltschutz: Abluft- und Abwasserreinigung

  • Einsatz spezieller Bakterien in technischen Anlagen zur Abreicherung von Schadstoffen
  • Optimierung von biologischen Abluftreinigungsprozessen
  • Entwicklung von neuartigen Verfahren und Verfahrenskombinationen in der Umwelttechnik
  • Immobilisierung von Bakterien auf verschiedenen Oberflächen, z.B. Füllkörper in der Abluftreinigung oder Scheibentauchkörper in der Abwasserreinigung

Die Biotransformation: Wertstoffgewinnung

  • Forschung zur Biosynthese von Wertstoffen
  • Nutzung biotransformatorischer Potentiale zur Darstellung von chemisch schwer zugänglichen Verbindungen
  • Einsatz von nachwachsenden und Sekundärrohstoffen zur Synthese von Feinchemikalien
     

Forschungsschwerpunkte

  • Untersuchung chemischer Prozesse in umwelttechnischen Anlagen und in der Natur
  • Bestimmung von Eliminierungseffizienzen und Frachten in Kläranlagen und anderen umwelttechnischen Anlagen
  • Wasser- und Umweltanalytik (Bestimmung von Summenparametern und Einzelstoffen)
  • Organische Spurenstoffe (POPs = persistent organic pollutants): Arzneimittel, Hormone, Pestizide / Biozide, PCB, Dioxine, PAK, Flammschutzmittel,...
  • Anorganische Stoffe: Nährstoffe, Anionen
  • Schwermetall- und Elementanalytik
  • Wirkungsbezogene Analytik (Bestimmung estrogener/hormoneller Aktivität von Umweltproben; E-Screen-Assay)
  • Untersuchung von Transformationsprodukten und Metaboliten
  • Qualitätssicherung in der chemischen Analytik: Ringversuche, Fortbildung
  • Biologische Stickstoffeliminierung, z.B. in Aquakulturen
  • Biologische Sanierungsverfahren (CKW-Eliminierung)

Forschungsschwerpunkte

Unser Forschungsgegenstand sind die urbanen Wasser- und Abwasserströme mit den damit einhergehenden Stoffflüssen wie Partikel, Nährstoffe, Schadstoffe und sonstige chemische Stoffe – stets mit dem Ziel der weiteren Verbesserung des Gewässerschutzes und der Ressourcenschonung.

Die Einrichtungen des LFKW sind eine wichtige Stütze der praxisorientierten Lehre unseres Instituts. Die Studierenden haben im Rahmen von Bachelor und Masterarbeiten, Praktika und Hilfstätigkeiten bei Forschungsvorhaben vielfältige Möglichkeiten, sich mit Anlagendetails und dem Betrieb eines hoch technisierten Klärwerks vertraut zu machen.

Das LFKW läuft unter realen Bedingungen: Seine vorrangige Aufgabe ist die ordnungsgemäße Reinigung der Abwässer aus dem Universitätsbereich Stuttgart-Vaihingen und aus dem Stadtteil Büsnau, die täglich in einer Menge von etwa 2.000 Kubikmetern anfallen.

Um diese Aufgabe erfüllen zu können und gleichzeitig Möglichkeiten für die Forschung zu bieten, hat das LFKW ein mehrgleisiges Reinigungssystem:
Alle für die Abwasserbehandlung erforderlichen Verfahrensstufen bestehen aus mindestens zwei parallelen Einheiten. Dadurch können jeweils einzelne Anlagenteile unabhängig vom übrigen Betrieb und ohne nachteilige Auswirkungen auf die Qualität des Kläranlagenablaufs für die Forschung im technischen Maßstab genutzt werden. Für Forschungsaufgaben und Auftragsuntersuchungen im halbtechnischen Maßstab stehen zusätzliche Freiflächen auf dem Klärwerksgelände sowie eine große, zweigeschossige Versuchshalle zur Verfügung. 

Das LFKW bietet seine Dienstleistungen auch Fachfirmen und Kommunen an:
Vom Testen von Geräten und Verfahren unter Praxisbedingungen über das Herstellen von Laborversuchsanlagen bis hin zur Vermietung kompletter Versuchsanlagen zur Schlamm-, Abwasser und Abluftbehandlung.

Indo-German-Center for Sustainability - IIT-Madras

Das Indo-German-Center for Sustainability (IGCS), das auf der Initiative „A New Passage to India“ des DAAD basiert, der im Auftrag des BMBF dieses Vorhaben unterstützt, wurde im Dezember 2010 am IIT Madras eröffnet. Das Projekt wird von deutscher Seite von der RWTH Aachen koordiniert. Vertreten sind von deutscher Seite ausgewählte Universitäten (mehrheitlich der TU 9), mit dem Ziel, den akademischen Austausch zwischen Indien und Deutschland weiter zu entwickeln und gemeinsame Forschungsaktivitäten auf dem Gebiet der Nachhaltigkeit durchzuführen. Am IGCS werden vier Hauptthemen verfolgt und durch Fachkoordinatoren vertreten.

  • Wasser: Prof. Nicola Fohrer (Universität Kiel) 
  • Energie: Prof. Frank Behrendt (TU Berlin)
  • Abfallwirtschaft: Prof. Martin Kranert (Universität Stuttgart)
  • Landnutzung: Prof. Martina Fromhold-Eisebith (RWTH Aachen)

Kontakt am iswa:
Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert

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Institutsberichte

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Kontakt

 

Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft

Bandtäle 2, 70569 Stuttgart-Büsnau