In Chennai (India) public water supply and agriculture depend on groundwater to various extents, but the valuable resource shows increasing salinity over the past decades due to seawater intrusion. This study aims at identifying major hydrogeological processes which lead to salinity ingress in the main aquifer and investigates the effect of MAR structures such as check dams. Regional hydrochemistry is discussed by a combination of stiff diagrams, Cl/Br ratios, ion exchange diagram and stable isotopes (d18O, dD). The identified hydrogeochemical processes were high saline evolution due to intensive seawater evaporation for commercial salt production and typical ion displacement under refreshening and salinization conditions. Stable isotopes give new insights on (1) mixing processes of different end members (2) occurrence and degree of evaporation in ground- and surface water and (3) isotopical characterisation of groundwater recharge of the region. The identified processes were summarized in a conceptual model of the region. © 2014 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Integrated planning of stormwater management requires a quantitative description of positive and negative effects of possible measures. We suggest quantifying these effects with generic performance indicators within eight categories: building physics and services, landscape quality, urban climate, biodiversity, groundwater, surface water, direct costs and indirect environmental costs. First results indicate that the defined performance indicators allow an objective pre-selection of measures based on their ability to reach local stormwater management goals. The final selection of measures should be based on an evaluation for a specific city quarter (to reduce indicator uncertainty) and reviewed by local stake holders.

Urban water infrastructures are increasingly facing challenges resulting from climate change and demographic developments. Using Berlin as an example, the project KURAS, which is supported by the Federal German Ministry for Education and Research, aims at demonstrating how the future waste water disposal, water quality, urban climate and quality of life in the city can be improved through intelligently coupled storm water and waste water management. The project consists of a network of partners from research and industry as well as Berlin decision makers (eight research institutions, four industrial partners, two public authorities and one public utility, responsible for drinking water supply and wastewater disposal).

Im Fokus des Projektes "Mikrobielle Verockerung in technischen Systemen" standen neutrophile und acidophile Eisenbakterien, die in Leitungen, Brunnen und an und in Pumpen vorkommen und dort Ablagerungen unlöslicher Eisenverbindungen verursachen. In Brunnen, werden diese Ablagerungsprozesse, die den Zustrom behindern und damit die Brunnenleistung mindern, auch als Brunnenalterung bezeichnet. Nach derzeitigem Stand des Wissens weisen in Deutschland dabei rund 80% der gealterten Brunnen biochemisch induzierte Eisenablagerungen auf (Houben & Treskatis 2002). Die Wiederherstellung der Brunnenleistung im Rahmen von Regenerierungen und präventiven Instandhaltungsmaßnahmen ist ressourcen- und energieintensiv, so dass ein besseres Verständnis der Schlüsselparameter und Lebensbedingungen der Eisenbakterien hilft, den Brunnenbetrieb und die Instandhaltungsmaßnahmen zu optimieren und die Brunnenalterung zu reduzieren. Das Kompetenzzentrum Wasser Berlin (KWB) war einer von insgesamt 14 Verbundprojektpartnern in dem interdisziplinären Team aus Wissenschaftlern, Ingenieuren und Technikern. In Teilprojekt 5 standen Probenahmen von Berliner Betriebsbrunnen und das Datenmanagement des Gesamtprojektes im Mittelpunkt der Arbeiten. Inhaltlich knüpften die Felduntersuchungen an das von den Berliner Wasserbetrieben (BWB) initiierte und am KWB koordinierte Forschungsprojekt WELLMA (für 'well management') an. Wesentliche Aufgabe des KWB war der frühzeitige Transfer der bei den Forschungspartnern erarbeiteten Ergebnisse in die Betriebspraxis bei den Berliner Wasserbetrieben (Teilprojekt 6). Dazu wurden Brunnen und Unterwassermotorpumpen aus der Trinkwassergewinnung der BWB durch die Projektpartner der TU Berlin (Teilprojekte 1a und 1b) hinsichtlich des Vorhandenseins und der Zusammensetzung biochemisch induzierter Eisenablagerungen untersucht. Neben Belagsproben von Pumpen bei Instandhaltungsarbeiten wurden dabei auch tiefenorientierte, zielgerichtete Proben aus dem Innenrohr (Vollrohr und Filterrohr) von Brunnen sowie Ablagerungsproben aus Steig- und Rohwassersammelleitungen entnommen und mikrobiologisch und chemisch untersucht. Eigene Feldarbeiten des KWB umfassten daneben in-situ-Messungen des Redoxpotentials im nahen Umfeld eines Brunnens sowie in-situ-Messungen der Feststofffracht (Trübung) in Abhängigkeit betrieblicher Randbedingungen. Wesentliche Ziele waren die Identifizierung von Schlüsselparametern zum Verständnis der Prozesse der Eisenverockerung und -rücklösung und die Quantifizierung des sich daraus ergebenden Verbesserungspotentials im Betrieb und der Instandhaltung aus dem Bezug der Untersuchungen auf die wasserchemischen, baulichen und betrieblichen Eigenschaften der untersuchten Brunnen. Im Ergebnis wurden von März 2012 bis September 2013 Pumpen aus 26 von geplanten 30 Brunnen beprobt. Zu deren Auswertung wurden drei Cluster unterschieden: (i) Brunnen, bei denen die Pumpen stark eisenverockert waren (ii) Brunnen ohne sichtbare Eisenverockerung, aber mit Biofilmen und (iii) Brunnen mit sauberen Pumpen. Der Abgleich mit im Rahmen von Instandhaltungsarbeiten erfolgten Kamerabefahrungen bestätigte einen Zusammenhang zwischen der Stärke der Verockerung der Pumpe und dem Vorhandensein und der Stärke von Ablagerungen im Filterrohrbereich.Schlüsselparameter aus statistisch belastbaren Zusammenhängen zwischen den Eisenbakterien-Gemeinschaften, den chemisch-mineralogischen Ockereigenschaften und den wasserchemischen, baulichen und betrieblichen Parametern konnten jedoch nicht herausgearbeitet werden, da die Diversität der beteiligten Eisenbakterien höher als vermutet war und sich selbst direkt benachbarte Brunnen mit ähnlichen Eigenschaften hinsichtlich der Ocker stark unterschieden. Auch stellten die Probenahmen immer nur Momentaufnahmen der zeitlich hochvariablen Anströmbedingungen dar.

Regenwasserabfluss ist die größte unbehandelte Quelle von potentiell hohen Spuren-stofffrachten in urbane Oberflächengewässer. In Berlin werden ca. 74% oder jährlich 44 Millionen m³ des Regenwasserabflusses weitgehend unbehandelt eingeleitet. Dies ent-spricht etwa 5% des jährlichen Abflusses der Stadtspree an der Mündung in die Havel. Erste Studien aus der Schweiz und Frankreich zu ausgewählten organischen Spurenstoffen (z.B. Biozide, Kunststoffinhaltsstoffe, Verbrennungsprodukte) im Regenwasserabfluss und Oberflächengewässern zeigen zum Teil hohe Konzentrationen von Substanzen mit möglicher Relevanz für aquatische Organismen oder die mensch-liche Nutzung.

To cope with occurring traces of organic contaminants in the effluent of waste water treatment plants, ozonation is a suitable technical treatment method. However, there is an ongoing discussion about the necessity of a posttreatment of ozonation effluents to remove possible toxic ozonation by-products. This study compares a dual media filter (DMF) and a biological activated carbon filter (BAC), which were used for ozonation post-treatment, and were also designed as coagulation filters for tertiary phosphor removal. The results of this study demonstrate that both rapid filters performed similarly in respect to DOC reduction and oxygen demand, and could also be used for tertiary phosphorus removal without any impairments. A comparison of a serial mode of the DMF and the BAC with a slow sand filter, which was used as a surrogate for an infiltration pond, showed that this two-stage process could increase the degradation of the DOC, but was not able to remove the entire biodegradable DOC.

Different technologies for tertiary wastewater treatment are compared in their environmental impacts with life cycle assessment (LCA). Targeting very low phosphorus concentration (50–120 µg/L) and seasonal disinfection of wastewater treatment plant (WWTP) secondary effluent, this LCA compares high-rate sedimentation, microsieve, dual media filtration (all with UV disinfection), and polymer ultrafiltration or ceramic microfiltration membranes for upgrading the large WWTP Berlin-Ruhleben. Results of the LCA show that mean effluent quality of membranes is highest, but at the cost of high electricity and chemical demand and associated emissions of greenhouse gases or other air pollutants. In contrast, gravity-driven treatment processes require less electricity and chemicals, but can reach significant removal of phosphorus. In fact, dual media filter or microsieve cause substantially lower specific CO2 emissions per kg P removed from the secondary effluent (180 kg CO2-eq/kg P, including UV) than the membrane schemes (275 kg CO2-eq/kg P).

For improved exploitation of the energy content present in the organic matter of raw sewage, an innovative concept for treatment of municipal wastewater is tested in pilot trials and assessed in energy balance and operational costs. The concept is based on a maximum extraction of organic matter into the sludge via coagulation, flocculation and microsieving (100 µm mesh size) to increase the energy recovery in anaerobic sludge digestion and decrease aeration demand for carbon mineralisation. Pilot trials with real wastewater yield an extraction of 70–80% of total chemical oxygen demand into the sludge while dosing 15–20 mg/L Al and 5–7 mg/L polymer with stable operation of the microsieve and effluent limits below 2–3 mg/L total phosphorus. Anaerobic digestion of the microsieve sludge results in high biogas yields of 600 NL/kg organic dry matter input (oDMin) compared to 430 NL/kg oDMin for mixed sludge from a conventional activated sludge process. The overall energy balance for a 100,000 population equivalent (PE) treatment plant (including biofilter for post-treatment with full nitrification and denitrification with external carbon source) shows that the new concept is an energy-positive treatment process with comparable effluent quality than conventional processes, even when including energy demand for chemicals production. Estimated operating costs for electricity and chemicals are in the same range for conventional activated sludge processes and the new concept.