Umweltbioverfahrenstechnik ohne Praktikum (UBVT)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Environmental Biotechnology)
(Prüfungsordnungsmodul: Umweltbioverfahrenstechnik)

Lehrveranstaltungen:

• • Umweltbioverfahrenstechnik
    (Vorlesung, 2 SWS, Roman Breiter, Do, 8:15 - 9:45, SR 00.030)
  • Übungen zu Umweltbioverfahrenstechnik
    (Übung, 1 SWS, Roman Breiter, Do, 10:15 - 11:45, SR 00.030; ab 19.4.2018)

Empfohlene Voraussetzungen:

• Grundkenntnisse der aquatischen Chemie

• Grundkenntnisse der Mikrobiologie
  

Vorlesung:
Grundlagen der Biologie und Chemie

Übung:
Die Übung setzt den Besuch der Vorlesung Mikrobielle Verfahrenstechnik voraus.

Seminar:
Das Seminar setzt den Besuch der Vorlesung Mikrobielle Verfahrenstechnik voraus.

Inhalt:

Vorlesung:

• Stoffströme in biotechnologischen Prozessen der Reinigung von Wasser, Boden und Luft.

• Substratabbau und Wachstum (Trophieebenen, Energieproduktion, Zellsynthese, Schlammalter, endogener Abbau, Massenbilanzen)

• Zusammensetzung von Abwasser (Chemische Zusammensetzung von Partikeln und gelösten Stoffen, Kenngrößen für die Abwasserreinigung

• Legislativer Hintergrund (Wasserhaushaltsgesetz, Abwassersatzungen, Direkt- und Indirekteinleitung, Grenzwerte)

• Mechanische Vorbehandlung von Abwasser (Siebe, Sandfang, Klärer)

• Vorgänge in natürlichen und belüfteten Teichsystemen (physikalische und biologische Belüftung, natürliche biologische Prozesse in Wasser und Sediment)

• Land treatment und Land application (Rieselfelder, Infiltrationen, Melioration)

• Pflanzenkläranlagen, Free Wetland Systems FWS, Vertical Submerged Beds VSB (Design, Reinigungsprinzipien)

• Abwasserbehandlung mit suspendierter Biomasse (Turmbiologie, Biohochreaktor, Belebtschlammverfahren, Verweilzeiten)

• Abwasserbehandlung mit sessiler Biomasse (Rotating Biological Contactor RBC, Membranbiologische Verfahren, Tropfkörper)

• Stickstoffeliminierung, Nitrifikation, Denitrifikation, N-Spezies und Belüftung)

• Phosphateliminierung (Chemische Verfahren, enhanced biological phosphate removal processes EBPR, A/O-Verfahren und Phostrip-Prozess)

• Hygienisierung (Legislative Anforderungen, humanpathogene Organismen und Viren, CT-Konzept, Ozonierung und UV-Behandlung)

• Anaerobe Verfahren der Schlamm- und Abwasserbehandlung

• Boden- und Grundwassersanierung (Gesetzeslage, Natural Attenuation, pump-and-treat-Verfahren)
  

Übung:

• Alle Themen der Vorlesung mit erweiterten Grundlagen
  

Seminar:

• Vertiefung von Inhalten der Vorlesung durch Wiederholung und weiteren Aufbau von Grundlagen

Lernziele und Kompetenzen:

Vorlesung:
Die Studierenden

• erlernen die Identifikation von Stoffströmen im Umweltschutz aus dem Grundprinzip der Dekontamination und Reinigung, nachdem neben den gereinigten Umweltmedien Boden, Wasser und Luft nur untoxische Produkte und inerte, untoxische Rückstände entstehen dürfen.

• lernen den Zusammenhang zwischen der Weiterentwicklung umwelttechnischer Anlagen und gesetzlichen Regelungen kennen.

• wenden Grundlagen des Substratabbaus, Biomassenwachstums und der Verfügbarkeit von terminalen Elektronenakzeptoren auf biologische Prozesse in natürlichen, aquatischen Systemen an und

• können diese natürlichen Prozesse ingenieurstechnisch für die Abwasserreinigung und Grundwassersanierung optimieren und intensivieren.

• erlernen Grundlagen der C-, N- und P-Eliminierung und wenden diese auf komplexere Systeme mit mineralischen und organischen Feststoffen sowie gelöste Substanzen in aquatischen Systemen an.

• Leiten Verfahrensvarianten bei geänderten Randbedingungen (Frachten, Konzentrationen, Zusammensetzung, Belüftung) ab.

• Übertragen Kenntnisse von Prozessen im Biofilm (Diffusion, Substratabbau, Limitierungen) auf Prozesse mit den für die Abwasserreinigung typischen, natürlichen Randbedingungen (Mischpopulationen, Zonen verschiedener Elektronenakzeptoren, Makrofauna).

• Lernen die Grundlagen anaeroben Schadstoffabbaus in Biozönosen kennen und verknüpfen diese mit dem Design von anaeroben Behandlungsanlagen für Schlamm und Abwasser.

• Lernen aktuelle Entwicklungen der Sanierung von Boden und Grundwasser anhand von am Lehrstuhl durchgeführten Projekten kennen.

Übung:

• Auffrischung von Grundlagen
  

Seminar:

• Vertiefung der Grundlagen

Literatur:

Vorlesung:

• Die englischsprachigen, teilweise durch deutsche Texte ergänzten Unterlagen stehen auf der Studon-Plattform zur Verfügung.

• Umfangreiche englischsprachige Tafelanschrift
  

Übung:

• Ausführliche Tafelanschrift

• Unterlagen integriert in die Vorlesungsunterlagen
  

Seminar:

• Ausführliche Tafelanschrift

• Unterlagen integriert in die Vorlesungsunterlagen

Bemerkung:

Das Modul “Environmental Biotechnology“ am FAU campus Busan, Südkorea (Curriculum: http://www.fau-busan.ac.kr/en/studies/studies_01.html) ist ein Core/Specialisation Module (Vertiefungsmodul) und wird ausschließlich dort angeboten und geprüft!

Organisatorisches:

Die Vorlesung mit Übung wird in Deutsch und zusätzlich in Englischer Sprache gehalten. In beiden Fällen sind Begleitmaterial und die umfangreiche Tafelanschrift in Englischer Sprache.

WICHTIG: Der erste Termin für die Übungen in Deutsch und in Englisch wird in der ersten Vorlesungsstunde besprochen.

Für diese Veranstaltung ist zur besseren Erreichbarkeit der Studierenden eine Anmeldung via StudOn erwünscht.

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Life Science Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | Ergänzungsmodule | Umweltbioverfahrenstechnik)
2. Life Science Engineering (Master of Science)
   (Po-Vers. 2015w | TechFak | Life Science Engineering (Master of Science) | 1.-2. Wahlpflichtmodul (ohne Praktikum) | Umweltbioverfahrenstechnik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Umweltbioverfahrenstechnik (Prüfungsnummer: 51601)

Untertitel: nur Erlangen

(englischer Untertitel: Erlangen only)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet, 5 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2018, 1. Wdh.: WS 2018/2019

1. Prüfer:

Roman Breiter