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Technische, ökologische und ökonomische Kriterien für die Wahl von Gesteinskörnungen zum Bau und zur Erhaltung von ungebundenen Deckschichten im WaldwegebauBarge, Uwe 06 September 2000 (has links)
Die Bedeutung der Materialwahl für den Bau und die Erhaltung von ungebundenen Deckschichten im Waldwegebau ist in den letzten Jahren in den Blickpunkt einer, in Sachfragen des Umwelt- und Naturschutzes sensibilisierten Öffentlichkeit gerückt. Die vorliegende Untersuchung hat das Ziel, die wichtigsten, "kardinalen" Aspekte, nämlich Technik, Ökologie und Ökonomie im Hinblick auf die Auswahl der für ungebundene Deckschichten zu verwendenden Gesteinskörnungen zu untersuchen und in einer synoptischen Betrachtung zusammenfließen zu lassen. Die Untersuchung gliedert sich in die fünf Hauptkapitel:Technischer Teil Im technischen Teil wird die Resistenz verschiedener Deckschichtmaterialien im Hinblick auf Schlagabriebbelastungen und Frosteinwirkungen untersucht. Hierzu werden Prüfverfahren des klassifizierten Straßenbaues an Deckschichtmaterialien für Waldwege angewendet und die Bedeutung der Regelwerke des klassifizierten Straßenbaues für die Materialwahl im Waldwegebau untersucht und erläutert.Ökologischer Teil Stoffe aus dem Wegekörper, insbesondere Feinmaterial aus ungebundenen Deckschichtmaterialien, können das Umfeld des Weges beeinflussen. Die mögliche Veränderung des an die Waldwege angrenzenden Standorts wird mit Hilfe von pflanzensoziologischen Untersuchungen und ökochemischen Analysen des Wegematerials untersucht.Ökonomischer Teil Die Wirtschaftlichkeit der Materialwahl unter der Annahme differierender Instandsetzungszeiträume wird mit Hilfe der dynamischen Investitionsrechnung untersucht.Exkurs zum Thema "Recyclingbaustoffe" Die Frage, inwieweit güteüberwachte Recyclingbaustoffe und industrielle Nebenprodukte eine technische Alternative zur Wahl natürlicher Gesteine für ungebundene Wegedecken im Wald darstellen, wird vor dem Hintergrund der rechtlichen und wasserwirtschaftlichen Regelungen untersucht.Synoptische Diskussion In einer Zusammenschau der vorgenannten Aspekte werden, in Abhängigkeit von der Vielfalt der Waldstandorte, der forstlichen wie auch der naturschützerischen Belange, Empfehlungen zur Materialwahl formuliert.
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Perkolierte Feststoff-Vergärung Vergleichende Untersuchungen zur Prozesssteuerung in ein- und mehrstufigen VerfahrenKrieg, Andreas Ludwig 14 May 2019 (has links)
Bei der Behandlung organische Abfälle werden zunehmend Feststoff-Vergärungsverfahren mit Perkolation eingesetzt. Sie werden bevorzugt, wenn eine Vorab-Zerstörung der Feststoffstruktur nachteilig für die Gärrest-Verwendung oder sich daraus keine ökonomischen Vorteile ergeben. Das trifft auch bei strohartiger Biomasse zu. Zur satzweisen Vergärung wurden zahlreiche Erkenntnisse publiziert. Zeitgleich wurde das Sauter-Verfahren für den kontinuierlichen Betrieb zur Anwendungsreife entwickelt sowie am Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB) Forschungen einer zweistufigen Variante publiziert. Erstmalig erfolgt unter Verwendung von Silagen ein Vergleich der Varianten. Einflüsse der Perkolationsintensität auf Zusammensetzung und Eigenschaften der Feststoffe und der Prozessflüssigkeit sowie auf die Kinetik der Gasbildung werden untersucht. Die Perkolatzusammensetzung variiert variantenabhängig. OTS-Belastungs-Grenzen lassen sich in erster Näherung bestimmen. Geeignete Vergleichsparameter werden dargestellt. Betreiberbefragungen und messtechnische Begleitung einer Sauter-Anlage ergänzen die Arbeit. Eine differenzierte Beurteilung der Perkolationsverfahren ist nun möglich. Betrachtet werden die Feststoffdichte im Fermenter, die TS-Gehalte im Gärstock sowie der Schwimmschicht. Die Verweilzeit der partikulären Biomasse im Fermenter ist erheblich kürzer als bisher angenommen. Das beeinflusst direkt die Hydrolyserate und mittelbar die Mikroflora im Fermenter. Nähere Untersuchungen sind erforderlich. Auch bei Perkolationsverfahren beeinflusse Substratzusammensetzung und Mahlgrad die Kinetik der Gasbildung. Die Methanausbeuten unterscheiden sich nur unwesentlich von Rührkessel-Systemen. Die Erweiterung der perkolierten Vergärung durch eine Perkolat-Methanisierungsstufe sind höhere Raum-Zeit-Ausbeuten möglich. Das erlaubt eine zeitlich gesteuerte Methanerzeugung, wobei Ausmaß und Leistungsgradient weiterer Forschung bedürfen. / Numerous research findings and experience on the batchwise fermentation of stacked biomass are available. At the same time, the percolated and continuously operated Sauter-process was developed to market maturity. Research on a two-stage variant has been carried out and published by the Leibnitz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomics e.V. (ATB). This paper provides for the first time a direct comparison of the above-mentioned percolated process variants using maize and sedge silages. The effects of percolation intensity on composition and properties of the solids and the process fluid as well as on the gas formation kinetics are investigated in particular. Furthermore, suitable benchmarks of the variants are identified and evaluated. The link to practice is a operators questioning and a one year lasting monitoring of a Sauter plant. The findings allow a differentiated assessment of percolation processes. Findings on solid matter density as well as on dry matter content in the fermenting stock or floating layer are presented in detail. During continuous operation, particulate biomass retention time is considerably shorter than would result from usual calculation of hydraulic retention time. It is indicated that the microflora in the fermenter is also indirectly affected. This requires further research work. It is shown that in percolation processes substrate composition and extent of grinding also dominate the gas formation kinetics, albeit to different extents. Methane yields differ under comparable load and operating parameters only marginally from yields of stirred tank systems. Composition of percolate also varies variant-specific. Findings can be used to define in a first approximation limits of volatile solid load. It has been proven that percolated solid-state fermentation with an additional percolate methanization stage allows higher space-time yields. This extra stage suits also for controlled flexible methane production.
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Effekte der Düngung mit Gärresten auf Bodenfruchtbarkeit und PflanzenHoffmann, Marieke 17 January 2019 (has links)
Die bei der Biogasproduktion anfallenden Gärreste werden als organische Dünger im
Pflanzenbau eingesetzt. Infolge des Vergärungsprozesses unterscheiden sich Gärreste
von herkömmlichen organischen Düngern. Daraus könnten sich spezifische positive
oder negative Wirkungen auf Bodenfruchtbarkeit und Pflanzen ergeben, die Gegenstand
dieser Arbeit sind.
In einem sechsjährigen Feldversuch (Energiepflanzenfruchtfolge, sandiger Boden) wur-
den die Düngeeffekte von fünf verschiedenen Gärresten mit denen von Rindergülle,
Stallmist und mineralischem Dünger (KAS) verglichen. Zur umfassenden Charakterisie-
rung der Bodenfruchtbarkeit erfolgten Untersuchungen aus den Bereichen Bodenchemie,
-physik, -mikrobiologie und Pflanzenbau, wobei die Humusdynamik einen Schwerpunkt
bildete. Die Mengenkalkulation der Düngung basierte auf der gleichen Gabe organi-
schem C mit einem N-Ausgleich durch KAS.
Es ergaben sich für Gärreste gegenüber KAS überwiegend positive Effekte auf Hu-
musgehalt, Aggregatstabilität und bakterielle Aktivität und Diversität. Diese Effekte
waren denen von Rindergülle und Stallmist ähnlich. Möglicherweise besteht aber durch
Gärrestdüngung ein erhöhtes Risiko von P- und K-Überschüssen sowie N-Verlusten.
Eine erhöhte Benetzungshemmung wurde nicht gefunden. Die mikrobielle Gemeinschaft
des Bodens zeigte eine spezifische Beeinflussung durch die Gärreste in der funktionellen,
jedoch nicht in der genetischen Struktur. Die N-Verfügbarkeit war deutlich geringer
als die von KAS, wodurch sich für Grünroggen Mindererträge ergaben. Für Silomais
und Sorghum fand sich bei kombinierter Anwendung mit KAS ein zu KAS ähnliches
Ertragsniveau.
Gärreste haben analog zu herkömmlichen organischen Düngern bei effizientem Einsatz
das Potential zu KAS vergleichbare Erträge zu erzielen und gleichzeitig die Bodenfrucht-
barkeit zu fördern. Diese Schlussfolgerung ist im Kontext der spezifischen Standort- und
Versuchsbedingungen zu sehen und sollte durch eine längere Versuchszeit abgesichert
werden. / Digestates arising during biogas production are used as organic fertilizers in agriculture.
Due to the fermentation process, digestates have different properties from traditional
organic fertilizers. This may result in specific positive or negative effects on soil fertility
and plants, which are subject of this work.
In a six year field experiment (energy crop rotation, sandy soil) fertilizer effects of five
different digestates were compared with cattle slurry, farm yard manure and mineral
fertilizer (KAS). For a comprehensive characterization of soil fertility effects, methods
from the fields of soil chemistry, physics, microbiology and plant science were applied.
One special focus of these investigations was humus dynamics. Manure doses were
based on the same dose of organic carbon, resulting different N-doses were compensated
by KAS.
Compared with KAS, digestates showed predominantly positive effects on humus con-
tent, soil aggregate stability and bacterial activity and diversity. These effects of di-
gestates were similar to those of cattle slurry and farm yard manure. There may be an
increased risk of P and K oversupply and N losses as a result of digestate fertilization.
An increased soil water repellency was not found. The soil bacterial community was
specifically influenced by digestates regarding its functional, but not regarding its genetic
structure. Saprotrophic fungy were reduced by some digestates in comparison to KAS.
N availability was considerably lower than of KAS, resulting in yield depressions of
forage rye. For silage maize and sorghum, digestates combined with KAS equaled the
yield level of KAS.
If efficiently applied, digestates have like other organic fertilizers the potential to produce
equal yields as KAS whilst enhancing soil fertility. This conclusion is restricted to the
specific conditions of experimental site and design and must be verified during a longer
experimental period.
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