As in most of the cities around the world, in the last 30 years Latin-American ones have focused on investing in building infrastructure to provide sewer and water services to the communities. However, these infrastructures are going aging day to day. The municipalities need to extend management activities by the development of support tools such as deterioration models to face the aging problem. In the literature of sewer asset management, SVM has been a useful tool to predict and forecast the structural condition of pipes. In this work, the use of differential evolution method as optimization tool was implemented to find the optimal hyper-parameters for SVM models. The SVM models were applied in the main cities of Colombia (Bogota and Medellin) given as a result that the optimized SVM model provides less than 5% of deviation in the prediction of structural conditions in both cities.

In order to reduce energy requirements of wastewater treatment plants, sludge disintegration in form of thermochemical hydrolysis is considered as an alternative method for sludge treat-ment. It is supposed to improve biogas yield by means of improved biodegradation, thus in-creasing energy production. However, accumulation of persistent organic matter has been re-ported as a result of thermochemical hydrolysis. To examine the effects, thermochemical hy-drolysis of excess sludge and thickened excess sludge has been carried out in the laboratory in the temperature range of 50 °C to 90 °C with a base addition of 0,02 gNaOH/gTS to 0,08 gNaOH/gTS. The treated sludge was then analysed in biomethane potential tests regard-ing its biogas yield and in Zahn-Wellens-Tests concerning the accumulation of persistent or-ganic matter. Due to complications in both experiments a methodology which solved these issues had to be developed first. Only the experiments done after the completion of this meth-odology were evaluated. The biomethane potential test resulted in an increase of biogas yield in nearly all tests. Optimal conditions were found at 70 °C and with 0,08 gNaOH/gTS with an increase of 26 % in biogas yield to 272 NmL/g oTR. Only one Zahn-Wellens-Test could be fully evaluated due to foaming problems. The treated sludge showed an increased formation of refractory COD from the initial VS of the samples. The conversion factor rose with an increased base addition. 3,15 % of VS of the untreated sample were converted into refractory COD, whereas it was 5,15 % for the sample treated at 70 °C and with 0,08 gNaOH/gTS. To obtain generalizable statements for wastewater treatment plants, foaming problems should be re-duced and further experiments carried out to verify the found results.

In dieser Arbeit wird die Eignung von zwei Vertikalbodenfiltern, die an einer Ozonung (O3) zur weitergehenden Spurenstoffelimination im Kläranlagenablauf nachgeschaltet werden, untersucht. Die Bodenfilter unterscheiden sich primär in den verwendeten Filtermaterialien: Sand, als konventionelles Füllmaterial (BF1), und BioChar als alternatives Substrat (BF2). Letzteres setzt sich aus Lava- und Pflanzenkohle zusammen und soll auf Grund der zusätzlichen adsorptiven Reinigungsleistung für eine weitergehende Spurenstoffelimination sorgen. Die Pilotanlage wurde während des Versuchszeitraums wöchentlich an vier Messstellen (Zu- und Ablauf der Ozonanlage, Abläufe beider Bodenfilter) beprobt und hinsichtlich Wasserqualitätsparameter und Spurenstoffe untersucht. Die ausgewählten Spurenstoffe stammen aus den Bereichen Pharmazie, Landwirtschaft und Industrie. Allgemein sorgten die Bodenfilter für eine Verbesserung der Wasserqualität, welche sich unter anderem durch eine Reduktion des CSB und des DOC äußerte. Der CSB verringerte sich von 28,8 mg/L (Ablauf Ozonung) auf 18,4 mg/L (BF1) bzw. 17,4 mg/L (BF2), der Nitratgehalt von 12,1 mg/L auf 10,1 mg/L (BF1) bzw. 8,5 mg/L (BF2). Ebenfalls sorgten beide BF für eine Verminderung des Gesamtphosphors, welcher von 0,44 mg/L auf 0,11 mg/L (BF1) bzw. 0,27 mg/L (BF2) reduziert wurde. Der gelöste Phosphoranteil und das Orhophosphat reduzierten sich ebenfalls im BF1 (Pgel um 0,06 mg/L und oPO4 um 0,03 mg/L), wohingegen diese Fraktionen im BF2 um 0,10 mg/L (Pgel)und0,13mg/L (oPO4) anstiegen. Bei den Spurenstoffen zeigte die Ozonanlage hohe Wirkungsgrade (> 95%) bei einigen Substanzen, wie zum Beispiel für Diclofenac und Carbamazepin. Im BF1 lassen sich keine zusätzliche Elimination der Spurenstoffe feststellen. Wohingegen im BF2 eine weitergehende Elimination auf Grund der adsorptiven Wirkung bei vier Substanzen (Candesartan (CAN), Benzotriazol (BTA), Metoprolol (MTP), Oxipurinol (OXP)) zu beobachten war. Während des Versuchszeitraums sind sehr hohe Eliminationsleistungen (> 95%) in der Verfahrenskombination O3 + BF2 bei den Spurenstoffe MTP und BTA zu verzeichnen. Dabei waren die Unterschiede bei BTA deutlich ausgeprägter: der Wirkungsgrad stieg von 74,5 (O3 + BF1) auf 90,5% (O3 + BF2). Der größte Unterschied innerhalb der BF bestand bei OXP. Dort erhöhten sich die Wirkungsgrade von 43,1% auf 88,7%. Gegen Ende des Versuchszeitraumes deutete sich eine Abnahme der Eliminationsleistungen von CAN und OXP an, welches auf eine Erschöpfung des Sorptionspotentials schließen lässt. Ähnliche Tendenzen zeigen sich bei Raumfiltern, welche mit Aktivkohle gefüllt sind. Daher ist davon auszugehen, dass sich die Leistungsfähigkeiten des BF2 mit steigender Betriebsdauer denen des BF1 angleichen. Insgesamt eignen sich Vertikalbodenfilter für die Aufbereitung von ozoniertem Abwasser. Im Vergleich zu konventionellen Raumfiltern weisen sie einen geringeren Wartungsaufwand auf, besitzen aber einen deutlich höheren Platzbedarf (Faktor 1700). Die Ergebnisse dieser Arbeit lassen darauf schließen, dass die weitergehende Spurenstoffelimination der Bodenfilter vergleichbar mit ähnlich gefüllten Raumfiltern ist.

Im Rahmen einer etwa zweijährigen Studie wurde für Berlin erstmals das Ausmaß der Belastung von Regenabfluss mit Spurenstoffen durch ein einjähriges Monitoringprogramm in Einzugsgebieten unterschiedlicher Stadtstrukturtypen (Altbau, Neubau, Gewerbe, Einfamilienhäuser, Straßen) untersucht. Insgesamt wurden über 90 volumenproportionale Mischproben auf etwa 100 Spurenstoffe analysiert (z.B. Phthalate, Pestizide/Biozide, Flammschutzmittel, PAK, Schwer-metalle), von denen ein Großteil (>70) detektiert wurde. Die höchsten Konzen-trationen an organischen Spurenstoffen wurden für Phthalate gefunden (DIDP+DINP: Ø 12 µg/L), während Schwermetalle von Zink dominiert wurden (Ø 950 µg/L). Für die Mehrzahl der Stoffe gab es dabei signifikante Unterschiede zwischen den Stadtstrukturen. In einem Fließgewässer genommene Proben zeigen, dass für einige Substanzen (z.B. DEHP, Carbendazim, einige PAK) Umweltqualitätsnormen im Gewässer bei Regen überschritten werden können. Eine Hochrechnung der über das Regenwasser in die Gewässer gelangenden Spurenstofffrachten für Gesamt-Berlin hat ergeben, dass Frachten regenwasserbürtiger Spurenstoffe in der gleichen Größenordnung wie schmutzwasserbürtige Spurenstoffe liegen können.

Phosphorus (P) is a limited resource, which can neither be synthesized nor substituted in its essential functions as nutrient. Currently explored and economically feasible global reserves may be depleted within generations. China is the largest phosphate fertilizer producing and consuming country in the world. China's municipal wastewater contains up to 293,163 Mg year of phosphorus, which equals approximately 5.5% of the chemical fertilizer phosphorus consumed in China. Phosphorus in wastewater can be seen not only as a source of pollution to be reduced, but also as a limited resource to be recovered. Based upon existing phosphorus-recovery technologies and the current wastewater infrastructure in China, three options for phosphorus recovery from sewage sludge, sludge ash and the fertilizer industry were analyzed according to the specific conditions in China.

Durch systematische Geländeuntersuchungen über 15 Monate an zwei Brunnengalerien der Berliner Wasserbetriebe wurde untersucht, ob und inwieweit kontinuierliche Temperaturmessungen entlang der Fließstrecke des Grundwassers geeignet sind, die Aufenthaltszeit so zuverlässig zu bestimmen, dass ein kritisches Unterschreiten der 50-Tage-Linie erkannt und entsprechende betriebliche Gegenmaßnahmen im Routinebetrieb eingeleitet werden können. Die Temperaturmessung erfolgte kontinuierlich mittels Datenloggern in Entnahmebrunnen und Grundwassermessstellen und zusätzlich manuell bei wöchentlichen Probenahmen. Zeitreihen konservativer Tracer (Chlorid, Bromid, d18O und d2H) dienten der Validierung der aus den Temperaturmessungen bestimmten thermischen Retardations- und Dispersionskoeffizienten. Trotz signifikanter Unterschiede zwischen den beiden untersuchten Standorten erwiesen sich die Temperaturmessungen als geeignetes Instrument zur Bestimmung der Verweilzeiten. Aus den untersuchten Tracern konnten darüber hinaus Aussagen zum Mischungsverhältnis von angereichertem und autochthonem Grundwasser abgeleitet werden.