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The management of the liquid fraction of digestate produced from the anaerobic digestion of biodegradable municipal solid waste is a difficult affair, as its land application is limited due to high ammonium concentrations and the municipal waste that water treatment plants struggle to treat due to high pollutant loads. The amount of leachate and the pollutant load in the leachate produced by landfills usually decreases with the time, which increases the capacity of landfill leachate treatment plants (LLTPs) to treat additional wastewater. In order to solve the above two challenges, the co-treatment of landfill leachate and the liquid fraction of anaerobic digestate in an industrial-scale LLTP was investigated along with the long-term impacts of the liquid fraction of anaerobic digestate on biocoenosis and its impact on LLTP operational expenses. The co-treatment of landfill leachate and liquid fraction of anaerobic digestate was compared to conventional leachate treatment in an industrial-scale LLTP, which included the use of two parallel lanes (Lane-1 and Lane-2). The average nitrogen removal efficiencies in Lane-1 (co-treatment) were 93.4%, 95%, and 92%, respectively, for C/N ratios of 8.7, 8.9, and 9.4. The average nitrogen removal efficiency in Lane-2 (conventional landfill leachate treatment), meanwhile, was 88%, with a C/N ratio of 6.5. The LLTP’s average chemical oxygen demand (COD) removal efficiencies were 63.5%, 81%, and 78% during phases one, two, and three, respectively. As the volume ratios of the liquid fraction of anaerobic digestate increased, selective oxygen uptake rate experiments demonstrated the dominance of heterotrophic bacteria over ammonium and nitrite-oxidising organisms. The inclusion of the liquid fraction of anaerobic digestate during co-treatment did not cause a significant increase in operational resources, i.e., oxygen, the external carbon source, activated carbon, and energy.
Before transporting the landfill leachate to municipal wastewater treatment plant it has to be treated in a landfill leachate treatment plant, as it comprises high concentrations of ammonium. The elimination of ammonium load in the leachate is usually done by the combined processes of nitrification and denitrification with a specially adapted biocenosis in the activated sludge (AS). For each of the steps, specialized bacteria such as Nitrosomonas, Nitrobacter and Paracoccus are used to transfer the ammonia to gaseous nitrogen. The aim of this investigation was to find suitable process parameters for a complementary treatment of fermentation water from a biogas plant together with landfill leachate. The processed water of the biogas plant consists of a higher concentration of ammonium and carbon sources or easily degradable volatile fatty acids. It can save the usage of external carbon source (acetic acid) and additionally it could also compensate the missing volumes of leachate in times of low rain and low leachate flows. To maintain the high workload for the existing leachate treatment pilot plant (LTPP), a combined treatment of landfill leachate and process water is also of economic and of ecological interest. The long-term adaption process of the biocenosis needs to be done step-by-step. Innovative process monitoring is needed to prevent biocenosis collapse. In our study, we present our set-up, a closer look at the ongoing experiment and the long-term changes in the biocenosis.
Modern industrial biomass combustion plants are regulated by the power and/or combustion control. In this process, the implemented sensors collect the relevant measured data. The aim is to achieve ideal combustion with optimum efficiency and to minimize gas emissions. For this purpose, a group within the research project Metabolon developed new regulatory procedures in order to record the combustion process of a biomass combustion plant using a webcam. The recordings were evaluated automatically and were used for a better monitoring of the process. In addition, the webcam-based method aims, among other things, to provide private homes with a cost-effective variant as an alternative to industrial system solutions.
Agents with antifungal activity play a vital role as therapeutics in health care, as do fungicides in agriculture. Effectiveness, toxicological profile, and eco-friendliness are among the properties used to select suitable substances. Furthermore, a steady supply of new agents with different modes of action is required to counter the well-known potential of human and phyto-pathogenic fungi to develop resistance against established antifungals. Here, we use an in vitro growth assay to investigate the activity of the calcineurin inhibitor tacrolimus in combination with the commercial fungicides cyproconazole and hymexazol, as well as with two earlier reported novel {2-(3-R-1H-1,2,4-triazol-5-yl)phenyl}amines, against the fungi Aspergillus niger, Colletotrichum higginsianum, Fusarium oxysporum and the oomycete Phytophthora infestans, which are notoriously harmful in agriculture. When tacrolimus was added in a concentration range from 0.25 to 25 mg/L to the tested antifungals (at a fixed concentration of 25 or 50 mg/L), the inhibitory activities were distinctly enhanced. Molecular docking calculations revealed triazole derivative 5, (2-(3-adamantan-1-yl)-1H-1,2,4-triazol-5-yl)-4-chloroaniline), as a potent inhibitor of chitin deacetylases (CDA) of Aspergillus nidulans and A. niger (AnCDA and AngCDA, respectively), which was stronger than the previously reported polyoxorin D, J075-4187, and chitotriose. The results are discussed in the context of potential synergism and molecular mode of action.
High-quality rendering of spatial sound fields in real-time is becoming increasingly important with the steadily growing interest in virtual and augmented reality technologies. Typically, a spherical microphone array (SMA) is used to capture a spatial sound field. The captured sound field can be reproduced over headphones in real-time using binaural rendering, virtually placing a single listener in the sound field. Common methods for binaural rendering first spatially encode the sound field by transforming it to the spherical harmonics domain and then decode the sound field binaurally by combining it with head-related transfer functions (HRTFs). However, these rendering methods are computationally demanding, especially for high-order SMAs, and require implementing quite sophisticated real-time signal processing. This paper presents a computationally more efficient method for real-time binaural rendering of SMA signals by linear filtering. The proposed method allows representing any common rendering chain as a set of precomputed finite impulse response filters, which are then applied to the SMA signals in real-time using fast convolution to produce the binaural signals. Results of the technical evaluation show that the presented approach is equivalent to conventional rendering methods while being computationally less demanding and easier to implement using any real-time convolution system. However, the lower computational complexity goes along with lower flexibility. On the one hand, encoding and decoding are no longer decoupled, and on the other hand, sound field transformations in the SH domain can no longer be performed. Consequently, in the proposed method, a filter set must be precomputed and stored for each possible head orientation of the listener, leading to higher memory requirements than the conventional methods. As such, the approach is particularly well suited for efficient real-time binaural rendering of SMA signals in a fixed setup where usually a limited range of head orientations is sufficient, such as live concert streaming or VR teleconferencing.
In einem Studienprojekt „Multimedia CD-ROM RDK - Reallexikon zur Deutschen Kunstgeschichte“ während des Sommersemesters 2002 und des Wintersemesters 2002/03 haben Studierende des Schwerpunktes „Medienerschließung, Information Retrieval“ des Studiengangs Bibliothekswesen den prototypischen Aufbau einer multimedialen, integrierten Nutzungsumgebung für das Reallexikon zur Deutschen Kunstgeschichte realisiert. Die Ergebnisse sowie die zugrunde liegende Vorgehensweise werden in diesem Bericht vorgestellt. Bedingt durch verschiedene Eigenschaften des Originals, das auf höchstem wissenschaftlichen Niveau Zusammenhänge und Fakten in einer Printausgabe ohne bislang hinreichende Zugangsmöglichkeiten (es fehlen bislang Sach- oder Personenregister) anbietet, waren verschiedene Schwierigkeiten zu überwinden, um eine mediengerechte Präsentation der Artikel mit guten Such- und Findemöglichkeiten zu entwickeln. Im Rahmen des Projektes wurden fünf Artikel des Lexikons, die in der Printversion zusammen ca. 60 Seiten umfassen, sowie zusätzliche Informationen in eine Datenbankumgebung eingebracht, die aus sechs einzelnen, teilweise miteinander verknüpften Datenbanken besteht. Grundlage hierfür war die Software MIDOS 2000. Für die Datenbank wurde anschließend eine adäquate Suchumgebung gestaltet. Dem Benutzer wird dort eine zielgenaue Recherche ermöglicht, und die vernetzte Navigationsstruktur bietet die Gelegenheit, komfortablen Zugang zu den Inhalten des Reallexikons und den zusätzlichen Informationen zu erhalten. Ergänzt wird der Projektbericht um je einen Beitrag von PD Dr. Wolfgang Augustyn zum Reallexikon zur Deutschen Kunstgeschichte und von Bernd Ginzkey zum Funktionsumfang der Software MIDOS. Die Betreuer des Projektes sehen es als besonderen Erfolg des Projektes, dass es Vorarbeit zu einem inzwischen bewilligten DFG-Projekt zur Erstellung einer Web-Version des RDK war.
An Analytical Investigation of Natural Convection of a Van Der Waals Gas over a Vertical Plate
(2021)
The study focused on a theoretical study of natural convection in a van der Waals gasnear a vertical plate. A novel simplified form of the van der Waals equation derived in the studyenabled analytical modeling of fluid flow and heat transfer. Analytical solutions were obtained forthe velocity and temperature profiles, as well as the Nusselt numbers. It was revealed that nonlineareffects considered by the van der Waals equation of state contribute to acceleration or decelerationof the flow. This caused respective enhancement or deterioration of heat transfer. Results for a vander Waals gas were compared with respective computations using an ideal gas model. Limits of theapplicability of the simplified van der Waals equations were pinpointed.
The paper focuses on a study of turbulence decay in flow with streamwise gradient. For the first time, an analytical solution of this problem was obtained based on the k‐ε model of turbulence in one‐dimensional (1D) approximation, as well as on the symmetry properties of the system of differential equations. Lie group technique enabled reducing the problem to a linear differential equation. The analytical solution enabled parametric studies, which are computationally cheap in comparison to CFD based simulations. The lattice Boltzmann method (LBM) in two‐dimensional approximation (2D) was used to validate the analytical results. Large eddy simulation (LES) Smagorinsky approach was used to close the LBM model. Computations revealed that the rate of turbulence decay is significantly different for the cases of positive and negative streamwise pressure gradient. The further comparisons showed that the analytical solution underpredicts the predictions by the numerical methodology, which can be attributed to the simplified problem statement used to derive the closed‐form analytical solution. Comparisons of calculations with experiments revealed that the theoretical models used in the study underpredict the measurements for flows with a positive pressure gradient. Hence it can be concluded that the LBM technique combined with the LES Smagorinsky model requires the further modification.
The paper focused on an analytical analysis of the main features of heat transfer in incompressible steady-state flow in a microconfusor with account for the second-order slip boundary conditions. The second-order boundary conditions serve as a closure of a system of the continuity, transport, and energy differential equations. As a result, novel solutions were obtained for the velocity and temperature profiles, as well as for the friction coefficient and the Nusselt number. These solutions demonstrated that an increase in the Knudsen number leads to a decrease in the Nusselt number. It was shown that the account for the second-order terms in the boundary conditions noticeably affects the fluid flow characteristics and does not influence on the heat transfer characteristics. It was also revealed that flow slippage effects on heat transfer weaken with an increase in the Prandtl number.
Abstract
The paper represents an analysis of convective instability in a vertical cylindrical porous microchannel performed using the Galerkin method. The dependence of the critical Rayleigh number on the Darcy, Knudsen, and Prandtl numbers, as well as on the ratio of the thermal conductivities of the fluid and the wall, was obtained. It was shown that a decrease in permeability of the porous medium (in other words, increase in its porosity) causes an increase in flow stability. This effect is substantially nonlinear. Under the condition Da > 0.1, the effect of the porosity on the critical Rayleigh number practically vanishes. Strengthening of the slippage effects leads to an increase in the instability of the entire system. The slippage effect on the critical Rayleigh number is nonlinear. The level of nonlinearity depends on the Prandtl number. With an increase in the Prandtl number, the effect of slippage on the onset of convection weakens. With an increase in the ratio of the thermal conductivities of the fluid and the wall, the influence of the Prandtl number decreases. At high values of the Prandtl numbers (Pr > 10), its influence practically vanishes.
The paper presents results of the modelling of heat transfer at film boiling of a liquid in a porous medium on a vertical heated wall bordering with the porous medium. Such processes are observed at cooling of high-temperature surfaces of heat pipes, microstructural radiators etc. Heating conditions at the wall were the constant wall temperature or heat flux. The outer boundary of the vapor film was in contact with moving or stationary liquid inside the porous medium. An analytical solution was obtained for the problem of fluid flow and heat transfer using the porous medium model in the Darcy–Brinkman and Darcy–Brinkman–Forchheimer approximation. It was shown that heat transfer at film boiling in a porous medium was less intensive than in the absence of a porous medium (free fluid flow) and further decreased with the decreasing permeability of the porous medium. Significant differences were observed in frames of both models: 20% for small Darcy numbers at Da < 2 for the Darcy–Brinkman model, and 80% for the Darcy–Brinkman–Forchheimer model. In the Darcy–Brinkman model, depending on the interaction conditions at the vapor–liquid interface (no mechanical interaction or stationary fluid), a sharp decrease in heat transfer was observed for the Darcy numbers lower than five. The analytical predictions of heat transfer coefficients qualitatively agreed with the data of Cheng and Verma (Int J Heat Mass Transf 24:1151–1160, 1981) though demonstrated lower values of heat transfer coefficients for the conditions of the constant wall temperature and constant wall heat flux.
This paper investigates the state, development and drivers of banking market integration in the member countries of the Southern African Development Community (SADC) by employing interest rate data. We first conduct a principal component analysis and find evidence for both increasing monetary integration and banking integration in loan and deposit markets. These integration processes are not developing uniformly and we can identify a convergence club. As banking market integration can be a genuine process or simply be driven by monetary integration, we also investigate the interest rate pass through from national and South African Central bank interest rates onto national retail rates. With respect to the convergence club we find both, genuine and monetary-integration driven processes though the latter dominate. We conclude that a selective expansion of the Common Monetary Area is possible but needs to be complement by efficient financial development policies.
Als Teil des wohlfahrtsstaatlichen Arrangements steht Soziale Arbeit im Zuge des Umbaus des Sozialstaats, der Ökonomisierung des Sozialen und der umfassenden Ausbreitung neoliberaler Rationalität zum einen vor veränderten Herausforderungen und zum anderen unter einem stetig steigenden Legitimationsdruck. Macht- und herrschaftskritische Auseinandersetzungen, in der die gegenwärtigen Machtbeziehungen und aktuellen Regierungs-weisen der Politik im Kontext der Sozialen Arbeit kritisch hinterfragt werden, werden in der aktuellen neosozialen Programmatik besonders relevant. Insbesondere Michel Foucaults Machtanalytik und sein Konzept der Gouvernementalität weisen für eine solche Analyse großes Potenzial auf. Neben der konkreten Auseinandersetzung mit Foucaults „Werkzeugkiste“ - der Beleuchtung Sozialer Arbeit im Kontext der Machtanalytik und dem Gouvernementalitätskonzept - wird in der vorliegenden Arbeit die Frage diskutiert, inwiefern sich neosoziale Regierungsweisen in die Soziale Arbeit einschreiben. Die Arbeit zeigt auf, dass die Soziale Arbeit als Akteurin der gegenwärtigen Macht- und
Herrschaftsverhältnisse zu begreifen ist, die durch die Verschränkung von Selbst- und Fremdführung wirkt. Während bislang ein normativer Bezugspunkt als Ausgangspunkt ihrer Intervention galt, wird dieser gegenwärtig als zunehmend unbestimmbar benannt. Somit verliert die Soziale Arbeit ihren Bezugspunkt und steht dementsprechend vor einem Dilemma. Es wird deutlich, dass es nicht mehr nur eine Befürchtung ist, dass sich eine neosoziale Programmatik in die Soziale Arbeit einschreibt, sondern dass sich in ihre bereits Regierungsweisen zeigen, die an Aktivierungsprogram-matiken, die ein unternehmerisches Selbst anrufen, anknüpfen.
This investigation attempts to understand the eco‐hydrology of, and accordingly suggest an option to manage floodwater for agriculture in, the understudied and data‐sparse ephemeral Baraka River Basin within the hyper‐arid region of Sudan. Reference is made to the major feature of the basin, that is, the Toker Delta spate irrigation scheme. A point‐to‐pixel comparison of gridded and ground‐based data sets is performed to enhance the estimates of rainfall. Analysis of remotely sensed land use/cover data is performed. The results show a significant reduction of the grassland and barren areas explained by a significant expansion of the cropland and open shrubland (invasive mesquite trees) areas in the delta. The cotton sown area is highly dependent on the flooded area and the discharge volume in the delta. However, the area of this major crop has declined since the early 1990s in favour of cultivation of more profitable food crops. Expansion of mesquite in the delta is problematic, taking hold under increased floodwater, and can only be manged by clearance to provide crop cultivation area. There is a great potential for floodwater harvesting during the rainfall season (June to September). A total seasonal runoff volume of around 4.6 and 10.8 billion cubic metres is estimated at 90 and 50% probabilities of exceedance (reliabilities), respectively. Rather than leaving the runoff generated from rainfall events to pass to the Red Sea or be consumed by mesquite trees, a location for runoff harvesting structure in a highly suitable area is proposed. Such a structure will support any policy shifts towards planning and managing the basin water resources for use in irrigating the agricultural scheme.
Die vorliegende Diplomarbeit beschäftigt sich mit Senioren in Öffentlichen Bibliotheken und liefert Konzepte für eine zielgruppenspezifische Bibliotheksarbeit. Dabei werden zunächst Begrifflichkeiten geklärt und die physischen und gesellschaftlichen Besonderheiten der Zielgruppe sowie die daraus resultierenden Voraussetzungen für Bibliotheken untersucht. Anschließend werden Empfehlungen für den Bestandsaufbau gegeben und verschiedene Veranstaltungsformen und Aktionen speziell für Senioren vorgestellt. Außerdem wird sowohl auf die aktive Medienvermittlung an heim- oder hausgebundene ältere Menschen eingegangen als auch auf effektive Möglichkeiten der Öffentlichkeitsarbeit und Werbung. Ferner werden Senioren als freiwillige Mitarbeiter in Bibliotheken berücksichtigt. Am Beispiel der Stadtbibliothek Eisenach wird dann die Umsetzung unterschiedlicher Angebote für die besagte Zielgruppe und die Resonanz der Benutzer darauf dargestellt. Abschließend wird ein Ausblick auf die Entwicklung der Zielgruppenorientierung auf Senioren gegeben.
Bildkompositionen können nach bestimmten Aspekten gestaltet werden und dadurch als Ausdrucksmittel fungieren. Dadurch können Bilder den Kontext einer Handlung visuell unterstützen und dem Zuschauer nonverbale Botschaften vermitteln. Infolgedessen beschäftigt sich diese Arbeit mit der Bildkomposition als filmisches Ausdrucksmittel. Das Ziel dieser Arbeit liegt darin, verschiedene Aspekte der Bildgestaltung zu untersuchen. Dabei sollen die Funktionsweisen der jeweiligen Aspekte erklärt und eine mögliche Begründung für die Wirkungsweise erörtert werden. Zusätzlich sollen mögliche unkonventionelle Anwendungen, in dieser Arbeit Regelbrüche genannt, identifiziert und die resultierende Effekte dargestellt werden.
Zu Beginn dieser Arbeit soll ein allgemeines Verständnis für die Bildkomposition geschaffen werden, sodass diese zunächst definiert und von anderen Themen abgegrenzt wird. Anschließend werden technische sowie künstlerische Aspekte der Bildgestaltung im Einzelnen thematisiert, die in den folgenden Unterkapiteln jeweils in ihrer Funktionsweise erklärt werden. Zusätzlich wird jeweils eine mögliche Begründung für die Wirkungsweise und einen Regelbruch genannt. Sowohl die konventionellen Anwendungen als auch die Regelbrüche werden mit Beispielen belegt. Danach werden selbstständig durchgeführte Experteninterviews mit professionellen Kameramännern berichtet, um die Anwendung von Bildkompositionen in der Praxis zu überprüfen.
Die Aspekte der Bildgestaltung haben jeweils eigene Funktionsweisen und Ziele. Dennoch liegt das das gemeinsame übergeordnete Ziel in der Lenkung der Aufmerksamkeit des Zuschauers und die Unterstützung des inhaltlichen Kontextes ist. Für eine erfolgreiche Wirkung beim Zuschauer greifen die Aspekte auf den menschlichen Erfahrungsschatz, Muster aus der Natur oder Wahrnehmungsprinzipien zurück. Regelbrüche gelten grundsätzlich als eigenständige Gestaltungsmöglichkeiten, welche aufgrund ihrer visuellen Seltenheit besonders markant sind und den Kontext entsprechend betonen.
Insgesamt konnte das Ziel der vorliegenden Arbeit erreicht werden, indem verschiedene Aspekte der Bildkomposition untersucht wurden. Diese Aspekte können einen hilfreichen Beitrag zur Gestaltung von Bildkompositionen leisten. Eine absolute Wirkung auf den Zuschauer kann jedoch nicht gewährleistet werden, da diese stark vom Kontext der Handlung sowie dem Zuschauer selbst abhängt. Deshalb müssen die Aspekte der Bildgestaltung bei jeder Anwendung detailliert geplant und auf den Kontext angepasst werden, um als Ausdrucksmittel fungieren zu können.
This market research paper has been prepared under the supervision of Prof. Dr. Wolfgang Veit of Cologne University of Applied Sciences and Prof. Dr. Carol Scovotti of University of Wisconsin-Whitewater in the course of the inter-university cross-border collaboration student research project “Export Opportunity Surveys (EOS)”. This study explores vanilla export opportunities to the German and US markets.
In der vorliegenden Arbeit wurde eine HPLC-Methode mit der dazugehörigen Probenvorbereitung entwickelt, welche es ermöglicht Essigsäure und Acrylsäure in komplexen Matrizes wie Deponiesickerwasser zu bestimmen. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Matrixreduzierung, die bei 96 % lag. Die Wiederfindung der Analyten Essigsäure und Acrylsäure liegt bei der beschriebenen Methode bei ca. 100 %.