Umwelt- und Bioprozesstechnik

Als AG "Umwelt- und Bioprozesstechnik" (Leitung: PD Dr.-Ing. Lucie Moeller) sehen wir unsere Aufgabe darin, einen Beitrag zur Lösung brennender Zukunftsthemen zu leisten: die Anpassung der Menschheit an den Klimawandel, die Entwicklung einer zukunftsfähigen und nachhaltigen Abwasserbehandlung für urbane Räume, sowie die Transformation der Wirtschaft hin zur Bioökonomie. Mit unserer Arbeit tragen wir zur Erfüllung der Mission des UFZ-Plattformprojekts CityTech bei und schlagen eine Brücke zwischen dem UFZ und zukunftsweisenden Initiativen zur Anpassung an den Klimawandel.

Ein großer Schwerpunkt unserer Arbeit liegt in der Entwicklung und Implementierung dezentraler Umwelttechnologien im urbanen Raum. Die Potentiale von blau-grünen Infrastrukturen werden für die Entwicklung klimaresilienter Städte dringend benötigt. Durch die hier aufgebauten Expertennetzwerke aus kommunalen Unternehmen, Ämtern und Universitäten, sowie durch die besondere Forschungsinfrastruktur (unter anderem das Forschungsgründach) bestehen im Department SUBT optimale Voraussetzungen für die Vertiefung dieser Fragestellungen. Insbesondere die großen Zukunftsaufgaben der wassersensiblen und ressourceneffizienten Stadt werden von uns aus ingenieurwissenschaftlicher Perspektive bearbeitet. Unsere Aufgabe ist es, durch blau-grüne Infrastrukturen lokale Wasserkreisläufe zu verlangsamen und damit  Quartiere vor Starkregenereignissen ebenso zu schüten wie vor Dürreperioden. Diese Themen werden schwerpunktmäßig in den folgenden Projekten bearbeitet:
Blau-Grüne Quartiersentwicklung in Leipzig - Leipziger BlauGrün II (bearbeitet von Dr. rer. nat. Marc Breulmann),
-> Management außergewöhnlicher Niederschlagsereignisse im urbanen Raum mit Hilfe von Gründächern – MaNuGrün (DBU-Projekt, AZ: 37461/01-23)
-> Naturbasierte lokale Aufbereitung von kommunalem Abwasser für sichere und multifunktionale Wiederverwendung - RegioWasser (Freistaat Sachsen, SAB, EU, AZ: 100702517, bearbeitet von Dr.-Ing. Khaja Rahman)

Neben der ´Oberflächenwasserperspektive spielt auch die Trennung des Abwassers eine wichtige Rolle. Beispielsweise kann Grauwasser als zusätzliche Wasserressource in Trockenzeiten dienen. Wir betrachten einzelne Abwasserströme (derzeit insbesondere Grauwasser und Fäzes) als potenzielle Brauchwasser- und Düngemittelquellen und streben an, deren dezentrale Nutzung auf Quartiersebene durch eine optimierte (Vor)Behandlung zu ermöglichen. In diesem Zusammenhang laufen derzeit folgende Projekte:
Stabilisierung der Milchsäurefermentation von fäzeshaltigen Substraten - Faekashi (bearbeitet von Dipl.-Ing. Tobias Hübner),
Entwicklung und Optimierung eines innovativen Dachbiofilters (bearbeitet von Dr.-Ing. Khaja Rahman),
Fostering pollutant-sink functions of Blue-Green Infrastructures: towards local urban water cycles in climate-resilient cities (bearbeitet von Dipl.-Ing. Sabine Franke).

All diese Ziele stehen im Einklang mit den Zielen des IP TapNature (PP CityTech) und tragen zur Erreichung der SDGs 6 „Sauberes Wasser und Sanitäreinrichtungen“ und 11 „Nachhaltige Städte und Gemeinden“ bei. Unsere Vision ist die Umsetzung aller Ideen auf dem UFZ-Gelände im Rahmen der Aktion CO₂-freier Campus.

Als weiteres Thema wird die Entwicklung von Bioraffineriekonzepten bearbeitet. Ein Schwerpunkt ist die Stabilisierung des Biogasprozesses. Auf diesem Gebiet wurde in unserer AG bereits eine besondere Expertise aufgebaut, die in der Praxis auf großes Interesse stößt. Die Biogas-Schaum-Plattform informiert über die bereits durchgeführten Forschungsarbeiten. Im aktuellen Projekt Ursachen und Gegenstrategien für Schaumereignisse in Biogasanlagen – HydroFoam (bearbeitet von Dipl.-Ing. Frederik Bade) wird die Hydrolysestufe bei der Vergärung leicht abbaubarer Substrate untersucht, derer Nutzung für die Flexibilisierung von Biogasanlagen von großer Bedeutung ist.

Alle Projekte werden tatkräftig von unserer Technikerinnen Katy Bernhard und Grit Weichert unterstützt - herzlichen Dank dafür!

Unsere internationalen Aktivitäten zielen in Richtung Subsahara-Afrika, da wir hier ein großes Potenzial sehen. Das Projekt Faekashi basiert auf der Zusammenarbeit mit einem lokalen Partner in Sierra Leone - der NGO Forikolo e.V.. Weiteres gemeinsames Projekt ist in Planung.
Darüber hinaus haben wir 2022 gemeinsam mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Universität MUHAS (Dar-es-Salaam, Tansania) einen Workshop mit dem Thema „Drug Lifecycle Control in Sub-Saharan Africa: From production, quality control and logistics to responsible safe disposal and elimination in wastewater treatment plants“ in Arusha, Tansania durchgeführt. Dabei wurden wir von der VW-Stiftung finanziell unterstützt. Das Ziel des Workshops war die Sensibilisierung der Wissenschaft, der Praktiker*innen und der Politik aus sechs afrikanischen Ländern für das Thema der ökologischen Entsorgung von abgelaufenen Arzneistoffen in Subsahara-Afrika.

Gerne binden wir interessierte Studierende in die Forschung unserer Projekte ein - sprechen Sie uns an!