Der feinkörnige Anteil, insbesondere die Schluff-Ton-Fraktion von Sedimenten aus fließenden oder stehenden Gewässern ist sehr wasserhaltig und enthält häufig viele organische Bestandteile. Selbst Sedimente, die nicht mit Schadstoffen belastet sind, können aufgrund ihrer Fließfähigkeit nur selten unmittelbar einer Verwendung zugeführt werden.

Durch den hohen Wasseranteil ist zudem der Transport der Sedimente sehr kostenintensiv. Eine Alternative bietet die Konditionierung frisch gebaggerter Sedimente mit Pflanzen. Durch die Verwendung ausgewählter Pflanzen wird das schlammig-pastöse Sediment zu einem krümelig-erdigen Material.

In Bioreaktoren kultivierte Mikroorganismen sind für den Einsatz bei der Sanierung von Schadensfällen und Altlasten in der Umwelt ebenso interessant wie für die Herstellung von Feinchemikalien, Enzymen und vielen anderen Produkten.
Für die Überführung von Laborergebnissen in den Pilotmaßstab ist die Kultivierung in Bioreaktoren in unterschiedlichem Maßstab (scale-up) erforderlich. Die dabei gewonnenen Erfahrungen bilden die Grundlage für die Übertragung der Ergebnisse in die Praxis. Eine besondere Herausforderung stellt die Kultivierung von Mikroorganismen unter Verwendung von Lösungsmitteln oder explosiven Gasen dar. Diese "gefahrgeneigte" Biotechnologie setzt beim Personal ein hohes Maß an Erfahrung und eine aufwendige technische Ausstattung voraus.

Funktionalisierte Carbonsäuren finden einen vielfältigen direkten Einsatz in der chemischen Industrie oder stehen als Synthesebausteine („Building blocks“) zur Gewinnung von industrierelevanten Folgeprodukten zur Verfügung.
Das hohe Produktsynthesepotential von Bakterien und nichtkonventionellen Hefen wird für die Entwicklung und Optimierung von Bioprozessen zur Herstellung von Bulkchemikalien (z. B. Citronensäure, Itaconsäure) und interessanter Feinchemikalien (z. B. α-Ketoglutarsäure, Isocitronensäure, diverse Oxogluconsäuren) erschlossen.
Neben der Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen, wie Zucker und Pflanzenölen, werden verstärkt industrielle Abprodukte (z. B. Rohglycerol) als Substrate für die Bioprozesse eingesetzt. Unter Berücksichtigung von Umweltaspekten, wird dabei die Etablierung von integrierten Bioprozessen für eine nachhaltige Produktion funktionalisierter Carbonsäuren bis in den Technikumsmaßstab angestrebt.

Bei biotechnologischer Produktion treten häufig unerwünschte Prozesse auf, die die Effektivität der Bioprozesse negativ beeinflussen und die Wirtschaftlichkeit verringern. Zu solchen Ereignissen gehört zum Beispiel die Bildung von Schaum.
Es ist daher wichtig, die Ursachen der Schaumentstehung in Bioprozessen und seine Bekämpfungsmöglichkeiten zu untersuchen und Empfehlungen zu vorbeugenden Maßnahmen auszuarbeiten.

Für die praxisnahe Ausbildung des akademischen Nachwuchses spielt das Training an Technik über den Labormaßstab hinaus eine zentrale Rolle. Die Mitarbeiter der Arbeitsgruppe Umweltprozesstechnik führen deshalb Vorlesungen und Praktika für Studenten und Mitarbeiter von Universitäten, Fachhochschulen und Forschungseinrichtungen durch. Gemeinsam mit der Berufakademie in Riesa erfolgt die Ausbildung von Studenten der Fachrichtung Biotechnologie.

Die Praktika haben folgenden Inhalt: