
Umwelttechnik
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Inhalt
- Intro
- Vorwort
- Inhalt
- 1 Ursachen der Umweltprobleme
- 1.1 Vorbemerkungen
- 1.2 Umweltprobleme unserer Zeit
- 1.2.1 Klimawandel
- 1.2.2 Wasserknappheit
- 1.2.3 Luftverschmutzung
- 1.2.4 Bodenerosion
- 1.2.5 Plastikmüll im Meer
- 1.2.6 Abholzung der Wälder
- 1.2.7 Welthunger
- 2 Physikalische Größen und Einheitensysteme
- 2.1 Größen und Größenarten
- 2.2 Größen- und Zahlenwertgleichungen
- 2.3 Zustandsgrößen und Prozessgrößen
- 2.4 Zustandsfunktionen
- 2.5 Gehalts- und Konzentrationsangaben
- 2.5.1 Massenanteil
- 2.5.2 Stoffmengenanteil
- 2.5.3 Volumenanteil
- 2.5.4 Massenkonzentration
- 2.5.5 Stoffmengenkonzentration
- 2.5.6 Volumenkonzentration
- 2.5.7 Molalität
- 2.5.8 Aktivität
- 2.6 Umrechnungen und Mischungsrechnung
- 2.7 Übungen
- 3 Statistische Grundbegriffe
- 3.1 Fehlerarten
- 3.1.1 Grobe Abweichung von Messwerten
- 3.1.2 Systematische Abweichung von Messwerten
- 3.1.3 Zufällige Abweichung von Messwerten
- 3.2 Darstellung von Messreihen
- 3.3 Erfassung der Messwertabweichung
- 3.3.1 Normalverteilung nach Gauß
- 3.3.2 Standardabweichung
- 3.3.3 Vertrauensbereich
- 3.4 Fehlerfortpflanzung
- 3.4.1 Methode der oberen und unteren Grenze
- 3.4.2 Gaußsche Fehlerfortpflanzung
- 3.4.3 Lineare Fehlerfortpflanzung
- 3.5 Grafische Auswertung von Messdaten
- 3.5.1 Lineare und nichtlineare Skalen
- 3.5.2 Anfertigung einer grafischen Darstellung
- 3.5.3 Grafische Auswertung linearer Zusammenhänge
- 3.6 Übung
- 4 Chemische Grundbegriffe
- 4.1 Stöchiometrie
- 4.1.1 Stöchiometrische Größen und Formeln
- 4.1.2 Umrechnung von Stoff- und Gehaltsgrößen
- 4.1.3 Allgemeine Reaktionsbegriffe
- 4.2 Einführung in die Thermodynamik
- 4.2.1 Systeme und Zustandsgrößen
- 4.2.2 Erster Hauptsatz
- 4.2.3 Standard-Enthalpien
- 4.2.4 Zweiter Hauptsatz
- 4.3 Chemie und Physik des Wassers
- 4.3.1 Physikalische Eigenschaften
- 4.3.2 Chemische Eigenschaften
- 4.3.3 Autoprotolyse und pH-Wert
- 4.3.4 Härte und Leitfähigkeit
- 4.3.5 Löslichkeit
- 4.4 Übungen
- 5 Mikrobiologische und biochemische Grundbegriffe
- 5.1 Einteilung der Mikroorganismen
- 5.1.1 Bakterien
- 5.1.2 Pilze
- 5.1.3 Protozoen
- 5.1.4 Algen
- 5.1.5 Mehrzellige tierische und pflanzliche Formen
- 5.2 Kinetik biochemischer Reaktionen
- 5.2.1 Reaktionen 0. Ordnung
- 5.2.2 Reaktionen 1. Ordnung
- 5.2.3 Reaktionen 2. Ordnung
- 5.2.4 Temperaturabhängigkeit der Reaktionsgeschwindigkeit
- 5.3 Wachstum und Vermehrung von Mikroorganismen
- 5.4 Wachstumsphasen
- 6 Umwelt und Gesundheit
- 6.1 Risikoabschätzung
- 6.1.1 Qualitative Risikoabschätzung
- 6.1.2 Quantitative Risikoabschätzung
- 6.2 Risikobewertung - Risk Assessment
- 6.3 Beurteilungshilfen für das gesundheitliche Risiko von Umwelt- und Arbeitsplatznoxen
- 6.4 Übung
- 7 Umweltmanagement
- 7.1 Umweltbeziehungen von Unternehmen
- 7.2 Erfassen und Bewerten von Umweltbeeinflussungen in Ökobilanzen
- 7.2.1 Grundlagen der Stoff- und Energie-Bilanzierung
- 7.2.2 Komponenten der Ökobilanzierung
- 7.2.3 Prozess-Ökobilanzen und Module
- 7.2.4 Prozessverknüpfungen
- 7.2.5 Standort-, Unternehmens- und Organisations-Ökobilanzen
- 7.2.6 Produkt-Ökobilanzen
- 7.2.7 Bewertungsverfahren
- 7.3 Elemente und -Systeme des Umweltmanagements
- 7.3.1 Management
- 7.3.2 Betriebliche Umweltpolitik und Ist-Analyse
- 7.3.3 Umweltziele und Umweltprogramme
- 7.3.4 Organisation
- 7.3.5 Dokumentation
- 7.3.6 Audit (Umweltbetriebsprüfung)
- 7.3.7 Zertifizierung/Validierung in Umweltmanagementsystemen
- 8 Einführung in das Umweltrecht
- 8.1 Allgemeines Umweltrecht
- 8.1.1 Rechtsquellen des Umweltrechts
- 8.1.2 Ziele und Grundprinzipien des Umweltrechts
- 8.1.3 Medialer und integrativer Umweltschutz
- 8.1.4 Allgemeine Umweltgesetze
- 8.2 Immissionsschutzrecht
- 8.2.1 Ziele und Grundbegriffe des BImSchG
- 8.2.2 Recht der genehmigungsbedürftigen Anlagen
- 8.2.3 Recht der nicht genehmigungsbedürftigen Anlagen
- 8.2.4 Sonstige Instrumente des BImSchG
- 8.3 Gewässerschutzrecht
- 8.3.1 Ziele, Grundsätze und allgemeine Pflichten des WHG
- 8.3.2 Erlaubnis und Bewilligung der Gewässerbenutzung
- 8.3.3 Abwasserrecht
- 8.3.4 Sonstige Instrumente des WHG
- 8.4 Bodenschutz- und Altlastenrecht
- 8.4.1 Zweck und Grundsätze des BBodSchG
- 8.4.2 Gefahrenabwehr- und Sanierungspflichten
- 8.4.3 Vorsorgepflicht
- 8.4.4 Sonstige Instrumente des Bodenschutzrechts
- 8.5 Kreislaufwirtschafts- und Abfallrecht
- 8.5.1 Ziele und Grundbegriffe des KrWG
- 8.5.2 Grundsätze und Grundpflichten der Kreislaufwirtschaft
- 8.5.3 Grundsätze und Grundpflichten der Abfallbeseitigung
- 8.5.4 Das Recht der Abfallbeseitigungsanlagen
- 8.6 Klimaschutzrecht
- 8.6.1 Völkerrechtliche Grundlagen
- 8.6.2 Europarechtliche Regelungen
- 8.6.3 Nationales Recht
- 8.7 Emissionshandelsrecht
- 8.7.1 Europäischer Emissionshandel
- 8.7.2 Nationaler Brennstoffemissionshandel
- 8.8 Übungen
- 9 Wasserverschmutzung
- 9.1 Wasservorkommen und Wasserverbrauch
- 9.2 Wasserkreislauf
- 9.3 Limnologische Grundlagen
- 9.3.1 Grundwasser
- 9.3.2 Fließgewässer
- 9.3.3 Stehende Gewässer
- 9.4 Gewässereutrophierung
- 9.5 Gewässerversauerung
- 9.6 Gewässergüte
- 9.6.1 Kennwerte zur Einstufung der Gewässergüte
- 9.6.2 Gewässergütestufen
- 9.7 Übungen
- 10 Boden und anthropogene Einwirkungen
- 10.1 Bodenbestandteile und Bodenstruktur
- 10.2 Bodenfunktion/Bodenfruchtbarkeit
- 10.3 Art und Menge von Stoffeinträgen
- 10.4 Verhalten und Wirkung der Bodenbelastung
- 11 Luftverschmutzung
- 11.1 Einteilung der Atmosphäre
- 11.2 Grundbegriffe
- 11.2.1 Luftdruck
- 11.2.2 Luftfeuchtigkeit
- 11.2.3 Luftkeime
- 11.2.4 Emission, Transmission und Immission
- 11.3 Beschreibung der Luftschadstoffe
- 11.3.1 Kohlenstoffdioxid
- 11.3.2 Kohlenstoffmonoxid
- 11.3.3 Methan
- 11.3.4 Schwefeldioxid
- 11.3.5 Stickstoffoxid
- 11.3.6 Formaldehyd
- 11.3.7 Kohlenwasserstoff
- 11.3.8 Halogenierter Kohlenwasserstoff
- 11.3.9 Asbest
- 11.4 Treibhauseffekt
- 11.4.1 Natürlicher Treibhauseffekt
- 11.4.2 Anthropogener Treibhauseffekt
- 11.5 Ozonloch
- 12 Lärm- und Strahlenbelastung
- 12.1 Lärm
- 12.2 Schall
- 12.2.1 Physikalische Grundlagen
- 12.2.2 Biologische und medizinische Grundlagen
- 12.2.3 Gesundheitliche Auswirkungen
- 12.3 Umwelt- oder Umgebungslärm
- 12.4 Strahlenbelastung
- 12.4.1 Elektromagnetische Felder
- 12.4.2 Nicht-ionisierende Strahlung
- 12.4.3 Ionisierende Strahlung
- 12.4.3.1 Natürliche (ionisierende) Strahlenquellen
- 12.4.3.2 Zivile Strahlenquellen
- 12.4.4 Strahlenschutz
- 12.5 Übungen
- 13 Trinkwasseraufbereitung
- 13.1 Anforderungen an die Trinkwasserqualität
- 13.2 Aufbereitung von Trinkwasser
- 13.2.1 Gasaustausch
- 13.2.2 Enteisenung und Entmanganung
- 13.2.3 Filtration
- 13.2.4 Nitratreduktion
- 13.3 Desinfektion von Trinkwasser
- 13.3.1 Biologische Verfahren
- 13.3.2 Chemische Verfahren
- 13.3.3 Physikalische Verfahren
- 13.4 Korrosion in Trinkwassersystemen
- 14 Kommunale Abwasserreinigung
- 14.1 Einführung
- 14.2 Abwasserinhaltstoffe
- 14.2.1 Messgrößen zur Abwasserbeurteilung
- 14.2.2 Typische Abwasserparameter
- 14.3 Aufbau und Funktion einer Kläranlage
- 14.3.1 Mechanischer Anlagenteil
- 14.3.2 Biologischer Anlagenteil
- 14.3.3 Klärschlammbehandlung
- 14.3.4 Nachklärung
- 14.4 Phosphat- und Stickstoffeliminierung
- 14.4.1 Chemische Fällung
- 14.4.2 Biologische P-Eliminierung
- 14.4.3 Eliminierung von Stickstoffverbindungen
- 14.4.4 Biologische Nitrifikation
- 14.4.5 Biologische Denitrifikation
- 14.4.6 Verfahrenskonzepte
- 14.5 Alternative Verfahren
- 15 Industrielle Abwasserreinigung
- 15.1 Aerobe Verfahren
- 15.1.1 Blasensäulenreaktor
- 15.1.2 Schlaufenreaktor
- 15.1.3 Festbettreaktoren
- 15.2 Anaerobe Verfahren
- 15.2.1 Mikrobiologische Besonderheiten
- 15.2.2 Verfahrenstechnische Aspekte
- 16 Schlammbehandlung
- 16.1 Überblick und Kenngrößen von Klärschlämmen
- 16.2 Schlammmenge und Schlammbeschaffenheit
- 16.3 Verfahren zur Schlammstabilisierung
- 16.3.1 Anaerobe Schlammstabilisierung
- 16.3.2 Aerobe Schlammstabilisierung
- 16.4 Schlammentwässerung
- 16.5 Schlammverwertung und -entsorgung
- 17 Sanierung von Altlasten
- 17.1 Einführung
- 17.2 Sicherungsmaßnahmen
- 17.3 Dekontaminationsmaßnahmen
- 17.3.1 Biologische Verfahren
- 17.3.2 Chemisch-physikalische Verfahren
- 17.3.3 Thermische Verfahren
- 17.3.4 Aktive und passive hydraulische Verfahren
- 17.3.5 Aktive pneumatische Verfahren
- 17.4 Fragen
- 18 Thermische und mechanische Abgasreinigung
- 18.1 Staubabscheidung
- 18.1.1 Filternde Abscheider
- 18.1.2 Massenkraftabscheider
- 18.1.3 Elektroabscheider
- 18.1.4 Mechanische Nassabscheider
- 18.2 Absorption
- 18.2.1 Physikalische Absorption
- 18.2.2 Chemische Absorption
- 18.2.3 Rauchgasentschwefelung
- 18.2.4 Apparaturen
- 18.3 Adsorption
- 18.3.1 Apparaturen
- 18.4 Kondensation
- 18.5 Thermische Abgasreinigung
- 18.5.1 Oxidative thermische Abgasreinigung
- 18.5.2 Reduktive thermische Abgasreinigung
- 18.5.3 Das SCR-Verfahren zur NOX-Reduktion
- 18.6 Flammen-, thermische und katalytische Verbrennung
- 18.7 Fragen
- 19 Biologische Abgasreinigung
- 19.1 Grundlagen
- 19.2 Einteilung der Verfahren
- 19.3 Biofilter
- 19.3.1 Funktionsprinzip
- 19.3.2 Verfahrensparameter
- 19.3.3 Bauformen
- 19.3.4 Einsatzgebiete
- 19.4 Biowäscher
- 19.4.1 Funktionsprinzip
- 19.4.2 Verfahrensparameter
- 19.4.3 Bauformen
- 19.4.4 Einsatzgebiete
- 19.5 Membranbioreaktor
- 19.5.1 Funktionsprinzip
- 19.5.2 Bauform
- 19.5.3 Einsatzgebiete
- 20 Lärmschutz und Lärmvermeidung
- 20.1 Luftschallentstehung und primärer Schallschutz
- 20.2 Schallausbreitung im Freien
- 20.3 Schallausbreitung in Räumen
- 20.4 Sekundärer Schallschutz
- 20.4.1 Schallschirme
- 20.4.2 Schalldämpfer
- 20.4.3 Kapsel
- 20.5 Messung der Geräuschemission
- 20.6 Prognose der Lärmbelastung und Immissionsschutz
- 20.7 Übungen
- 21 Konzept zur Abfallvermeidung
- 21.1 Einführung
- 21.2 Siedlungsabfälle
- 21.2.1 Kunststoffe, Verpackungen
- 21.2.2 Textilabfälle
- 21.2.3 Wiederverwendung
- 21.3 Industrieabfälle
- 21.4 Metallabfälle
- 21.4.1 Eisen und Stahl
- 21.4.2 Nichteisenmetall am Beispiel Aluminium
- 21.5 Elektronikschrott
- 21.6 Bau- und Abbruchabfälle
- 21.7 Fragen
- 22 Abfallrecycling
- 22.1 Einführung
- 22.2 Glasrecycling
- 22.3 Papierrecycling
- 22.4 Metallrecycling
- 22.4.1 Eisen und Stahl
- 22.4.2 Nichteisenmetalle am Beispiel Aluminium
- 22.4.3 Elektroschrott
- 22.5 Batterierecycling
- 22.6 Textilrecycling
- 22.7 Bau- und Abbruchabfallrecycling
- 22.8 Kunststoffrecycling
- 22.9 Recycling von biogenem Abfall
- 22.10 Fragen
- 23 Deponieren von Abfällen
- 23.1 Grundlagen der Deponietechnik/Deponien für Siedlungsabfall
- 23.2 Deponiegas und Sickerwasser
- 24 Müllverbrennung
- 24.1 Anlagentechnik und Verfahrensvarianten
- 24.2 Rauchgasreinigung
- 24.2.1 Entstaubung
- 24.2.2 Abtrennung der sauren Schadgase
- 24.2.3 Entstickung
- 24.2.4 Entfernung von Dioxinen und Furanen
- 24.3 Rückstandsbeseitigung/Rückstandsbehandlung
- 25 Energieeinsparung
- 25.1 Überblick
- 25.2 Wirtschaftlichkeit und Finanzierung
- 25.3 Wärmepumpen
- 25.4 Kraft-Wärme-Kopplung
- 26 Regenerative Energien
- 26.1 Überblick
- 26.2 Angebot an Solarenergie
- 26.3 Solarthermie
- 26.3.1 Energieumwandlung im Solarkollektor
- 26.3.2 Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung und Raumheizung
- 26.3.3 Dimensionierung, Energieertrag und Wirtschaftlichkeit
- 26.4 Photovoltaik
- 26.4.1 Energieumwandlung in der Solarzelle und Anlagentechnik
- 26.4.2 Dimensionierung, Energieertrag und Wirtschaftlichkeit
- 26.5 Wasserkraft
- 26.5.1 Energieumwandlung mit Turbinen und Wasserrädern
- 26.5.2 Dimensionierung, Energieertrag und Wirtschaftlichkeit
- 26.6 Windkraft
- 26.6.1 Energieumwandlung an Rotorblättern
- 26.6.2 Dimensionierung, Energieertrag und Wirtschaftlichkeit
- 26.7 Biomasse
- 26.8 Geothermie
- 26.9 Beiträge zu einer künftigen Energieversorgung
- Stichwortverzeichnis
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