Im Rahmen des vorliegenden Projektes soll eine Zelltechnologie, die sich durch hohe Effizienz und Stabilität auszeichnet, vom Laboraufbau zu einer Demonstrationsanlage weiterentwickelt werden. Gleichzeitig soll die industrielle Fertigung vorbereitet werden. Ziel ist ein Modul aus mehreren Elektroden. Im Teilvorhaben sollen mobile Messgeräten zur qualitativen und quantitativen Gasanalyse unter Labor- und Anwendungsbedingungen entwickelt werden, die die Voraussetzungen für die Kontrolle und Weiterentwicklung des Produktionsprozesses und der Produkte schaffen. Die Gasanalytik erfordert eine automatische Probenzuführung , sehr breite Messbereichs-empfindlichkeiten für verschiedene Gase und die automatische spezifische Auswertung der Analysen für dieses spezielle Anwendungsfeld mit Fehlermeldungen Grenzwertbetrachtungen und Fernübertragung.
Die gegenwärtigen europäischen Vorschriften zur Zulassung von Pflanzenschutzmitteln sehen auf der ersten Stufe Einzelartentests unter Laborbedingungen vor. Sie sollen worst-case Szenarien der Exposition abbilden und können keinen Aufschluß über die vielfältigen Wechselbeziehungen sowie über Änderungen im strukturellen Gefüge der Bodenorganismen verschiedener trophischer Ebenen geben. Höherstufige Testverfahren sind mit Ausnahme des funktionellen Streubeuteltests nicht standardisiert. Nur großangelegte und damit kostenintensive Feldstudien liefern strukturelle Endpunkte und können zur adäquaten Beschreibung der komplexen Wirkzusammenhänge in der heterogenen Bodenmatrix beitragen. In der aktuellen Diskussion um die Revision der bestehenden EU-Richtlinien zeichnet sich ab, daß künftig zunehmend strukturelle Endpunkte, auch auf dem Niveau des Halbfreilandes, einbezogen werden sollen, um eine realitätsnahe Bewertungsgrundlage zu bilden. Im Kontext der bestehenden internationalen Leitlinien ist am Institut für Umweltforschung ein TME-System entwickelt worden, das unter natürlichen Witterungsbedingungen und über einen Zeitraum von bis zu einem Jahr artenreiche Gemeinschaften von Bodenorganismen weitgehend in ihrer ursprünglichen Zusammensetzung beherbergen kann. Im Mittelpunkt stehen dabei vier der abundantesten Gruppen der Meso- und Mikrofauna: Collembolen, Oribatiden, Enchytraeen und Nematoden. Diese Systeme sollen ausreichend empfindlich reagieren, um Effekte auf der Ebene von Organismengemeinschaften oder Populationen statistisch nachzuweisen. Umfangreiche Vorstudien befassen sich mit der Variabilität im Boden und der Stabilität der Biozönosen in TMEs, um das Design von Effektstudien den speziellen Gegebenheiten von Wiesenökosystemen anzupassen. Die TMEs bestehen aus großen, intakten und ungestörten Bodenkernen mit einer Höhe von 40 Zentimetern und einem Durchmesser von bis zu 47 Zentimetern. Sie werden unter natürlichen Witterungsbedingungen betrieben, bieten aber die Möglichkeit bei langandauernden Extremverhältnissen (vor allem Dürre) steuernd einzugreifen. Um möglichst empfindliche und diverse Lebensgemeinschaften vorzufinden, wurden die Bodenkerne nicht einem Agrarökosystem entnommen, sondern einer regelmäßig gemähten Wiese, die über Jahrzehnte nicht mit Pflanzenschutzmitteln behandelt worden sind. In Vorstudien im Freiland konnte gezeigt werden, daß die geklumpte Verteilung der Organismen über die Entnahmefläche Anpassungen bei der Gewinnung der Bodenkerne erfordert, welche die Variabilität in nachfolgenden Versuchen senken können. Nach dem Stechen der Bodenkerne werden die TMEs in die Versuchsanlage der RWTH Aachen transportiert, welche eine ausreichende Drainage in Verbindung mit einer intakten Wasserspannung gewährleisten soll, um sowohl Staunässe als auch ein Austrocknen der Kerne zu verhindern. U.s.w.
Ziel des Verbundvorhabens PARNES ist die Entwicklung eines Verfahren zur Nutzung von Füllstoffen der Reifenherstellung als Adsorbentien in einem neuen Verfahren der Abluftreinigung. Damit wäre eine produktionsintegrierte Nutzung der beladenen Materialien unter Einsparung von Erdgas und Strom der bisher notwendigen thermischen Abluftreinigung möglich. Aufgaben des CUTEC sind die experimentelle Entwicklung der Adsorption, besonders der Maximierung der Adsorptionskapazität der Materialien durch Optimierung verfahrenstechnischer Bedingungen, die messtechnische Begleitung der Versuche an der im Projekt durch Mixing Group in Freudenberg aufzubauenden Pilotanlage sowie die Mitarbeit bei der abschließenden ökonomischen und ökologischen Bewertung der konzeptionellen Modellanlage. Geplant ist, im AP 1 eine vorhandene Laboranlage in Kooperation mit ENVIROTEC auf Bewegtbett umzubauen, verschiedene Adsorbentien von Mixing Group zu testen, Verfahrensparameter zu variieren, Zusammenhänge zur Erzielung einer maximalen Beladung zu ermitteln und Bedürfnisse an das Adsorbens an Mixing Group zu übermitteln. Außerdem sollen Proben an Mixing Group für die Desorptionsversuche geliefert werden. Im AP 3 sollen dann die Ergebnisse der Parameterstudien der Laboranlage im Technikumsmaßstab verifiziert und optimiert werden. Dazu wird ein vorhandener Flugstromadsorber an einen Heißgaserzeuger (RTO oder TNV) und eine Lösemittelstation angeschlossen. Die Ergebnisse werden in Kooperation mit ENVIROTEC ausgewertet. Sie sollen für die Konzeption der Freudenberger Pilotanlage genutzt werden. In AP 5 werden die Versuche an selbiger messtechnisch begleitet. Zu nutzen ist nun die Ausstattung zu Emissionsmessungen in industriellen Abgasen und das langjährige Know how. In AP 6 werden dann Rechnungen zur CO2-Bilanzierung und die Unterstützung der ökonomischen Betrachtungen mit der dynamischen Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen durchgeführt.
Die industrielle Nutzung des Grundstücks ist seit 1911 als Betriebsfläche zur Herstellung von nummerierten Spezial-Kontrolldruckerzeugnissen (Paragon Kassenblock AG) und Lager für Beleuchtungsköpern (R. Frister AG) dokumentiert. Von 1940 bis 1945 erfolgte die Produktion von Farben durch die Lackfabrik Dr. Werner. Von 1945 bis 1995 diente der Standort der Endmontage und Reparatur von Haushaltsgeräten (VEB Haushaltsgeräteservice später Haushaltsgeräte-Service GmbH). Danach (bis etwa 2006) wurden die Flächen an Unternehmen des Klein- und Mittelgewerbes vermietet. Aus der Nutzung des Grundstücks zur Herstellung und Verarbeitung von Lackfarben wurde ein unterirdisches Tanklager mit ca. 20 Einzelbehältern betrieben. Zur Herstellung der Produkte wurden auf der Fläche die aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzol, Toluol und Xylol, Naphthalin, Petroleum, Schwerbenzin, Vergaserkraftstoffe, Terpentinöl sowie diverse alkoholische Verbindungen eingesetzt, gelagert und umgeschlagen. In Vorbereitung einer Erweiterung des Gebäudebestandes an der Freifläche zur Fuststraße erfolgte 1980 die Bergung des Tanklagers, wodurch es zu nachweisbaren Schadstoffaustritten kam. Es ist davon auszugehen, dass es auch durch den unsachgemäßen Umgang mit den für die Lackfarbenproduktion verwendeten Gefahrstoffen zu Schadstoffeinträgen in den Untergrund kam. Als Folge der Schadstoffeinträge in den Boden wurden durch die nachstehend beschriebenen Erkundungen massive Kontaminationen des Bodens durch BTEX (untergeordnet PAK und MKW) nachgewiesen. Die höchsten Belastungen wurden mit über 5.000 mg/kg BTEX bei 6 – 9 m unter Geländeoberkante (uGOK) unterhalb des ehem. Druckereigebäudes angetroffen. Die besondere Gefährdungssituation ergibt sich aus der Lage des Standortes innerhalb der Trinkwasserschutzzone II des Wasserwerks Wuhlheide . In einer frühen Phase der Altlastensanierung konzentrierten sich die In einer frühen Phase der Altlastensanierung konzentrierten sich die Erkundungen auf die Eingrenzung der Schadensherde für die Planung und Umsetzung von hydraulischen Sicherungsmaßnahmen zur Verhinderung der Verlagerung der Kontamination zu den Fassungen des Wasserwerks Wuhlheide (Abstromsicherung). Mit fortschreitender Bearbeitungsdauer zielten die Arbeiten zunehmend auf die Vorbereitungen zur Sanierung der Belastungen in den Eintragsbereichen/ Schadensherden. Zur Bewertung und Beobachtung der Grundwasserbeschaffenheit sowie der Steuerung der hydraulischen Sicherungs-/ Sanierungsmaßnahmen wurde zwischen 1995 und 2004 ein Netz von Messpegeln geschaffen, welches regelmäßig auf die standortspezifischen Parameter hin analysiert wurde. In 2005/2006 wurde das Messnetz auf der Basis der Ergebnisse einer teufenorientierten Beprobung des Grundwassers erweitert. Im Zuge der Baufeldfreimachung zur Bodensanierung ist baubedingt eine Reduzierung des Bestandes erfolgt. Derzeit liegt der Fokus des Grundwassermonitorings als Nachsorgemaßnahme auf der Überwachung der Grundwasserqualität an der Grundstücksgrenze im unmittelbaren Zustrom zu den Förderbrunnen des Wasserwerks Wuhlheide. Seit 1995 wurde zum Schutz der nahe gelegenen Förderbrunnen des Wasserwerks eine hydraulische Sicherungs-/ Sanierungsmaßnahme durchgeführt. Die Technologie der Reinigung des geförderten Grundwassers wurde im Zeitraum von 2002 bis 2006 entsprechend dem Stand der Technik, der Schadstoffzusammensetzung sowie anderen speziellen Problematiken mehrfach angepasst. Zur Optimierung des Schadstoffaustrags wurde die Brunnenanzahl erhöht und ein hydraulischer Kreislauf für eine bessere Durchspülung des Aquifers erzeugt. Im Ergebnis der durchgeführten Sanierungsuntersuchungen zeigte sich, dass allein durch hydraulische Maßnahmen keine ausreichende Schadstoffreduzierung erzielt werden konnte. Daher wurde die Beseitigung der Schadstoffquellen mittels Bodenaustausch festgelegt, die 2007/2008 begonnen und 2011 abgeschlossen wurde. Einen chronologischen Abriss der einzelnen Sanierungsetappen zeigt die folgende Abbildung. 1995 – 2002: Sicherungs-/Sanierungsmaßnahme durch Förderung aus 2 Sicherungsbrunnen an derabstromigen Grundstücksgrenze und später zusätzlich aus 2 Sanierungsbrunnen in den damals bekannten Hauptschadensbereichen. 06/2002 – 12/2006: Umstellung der Reinigungstechnologie auf einen biologischen Wirbelschichtreaktor als Hauptreinigungsstufe, in dem Aktivkohle als Trägermaterial für Biomasse umlaufartig oszilliert, mit Erhöhung der Förderrate. Abschließende Adsorption mittels Wasseraktivkohle. 01/2007 – 08/2008: Außerbetriebnahme eines Teils der Brunnen im Hauptschadensbereich infolge der vorbereitenden Arbeiten zur Bodensanierung. 09/2008 – 12/2008: Abschluss der hydraulischen Sanierung im Bereich der Bodensanierung. Reinigung des abgepumpten Grundwassers über einstufige Stripanlage mit Abluftadsorption mit nachgeschalteten Wasseraktivkohlefiltern. 2009 – 2012: Sukzessive Außerbetriebnahme der Förderbrunnen (hydraulische Sicherung) nach dem Erreichen des Sanierungszielwertes von 20 µg/L BTEX. Im Jahr 2007 wurde mit dem Beginn des Teilabrisses der vorhandenen Gebäudesubstanz sowie einem Industrieschornstein aus Betonfertigteilen (einschl. vorlaufender Entkernung und nachlaufender Tiefenenttrümmerung) die Bodensanierung eingeleitet. In einem 1. Bauabschnitt (2008 – 2009) wurde der Bodenaustausch in der gesättigten Zone auf einer Fläche von ca. 2.100 m² in dem zentralen Grundstücksbereich bis in eine Tiefe von 11 m uGOK mittels Rüttelsenkkästen (Wabenverfahren) durchgeführt. Der vorlaufende Bodenaushub zur Beseitigung gering belasteter Bodenhorizonte bis ca. 0,5 m oberhalb des anstehenden Grundwasseranschnittes wurde mit einer Trägerbohlwand gesichert. In einem Teilbereich der Sanierungsfläche wurde dem sauberen Boden ein sauerstoffhaltiges Substrat beigefügt, das durch die Schaffung eines oxidativen Milieus zu einer Verringerung der verbliebenen Restbelastungen durch mikrobielle Abbauprozesse im Grundwasser beitragen sollte. In einem 2. Bauabschnitt (2010) erfolgte der Bodenaustausch im nördlichen Randbereich des Standortes mittels Großlochbohrungen bis zu einer Tiefe von 9 m uGOK an 757 Bohransatzpunkten (DN 1200). Nachfolgend finden sich die mit der Bodensanierung angefallenen Entsorgungsmengen zusammengefasst: Zur weiteren Überwachung des Sanierungserfolgs und zum Schutz der nahe gelegenen Fassungen des Wasserwerks Wuhlheide ist die Fortsetzung des Grundwassermonitorings mit viertel- oder halbjährlichen Beprobungskampagnen als Nachsorgemaßnahme vorgesehen. Die Beobachtung von Verlagerungen aus verbliebenen lokalen Belastungsschwerpunkten erfolgt mittels Modellrechnungen (Stofftransportmodellierungen) und bei Bedarf durch Errichtung zusätzlicher Grundwassermessstellen. Die Gesamtkosten aller Maßnahmen belaufen sich bis Ende 2018 auf ca. 8,77 Mio. €. Bedingt durch die Lage des Standortes in der Trinkwasserschutzzone II des Wasserwerks Wuhlheide, die eine Neubebauung der sanierten Flächen derzeit ausschließt, ist die zukünftige Nutzung noch offen.
Die Belastung von Boeden setzt eine Klaerung der geogenen und anthropogenen Herkunft von relevanten Schadstoffen voraus. Exakte Aussagen ueber die Herkunft solcher Schadstoffe lassen sich jedoch stets nur dann machen, wenn auch die lokalen geochemischen Verhaeltnisse bekannt sind und bei den Untersuchungen mit erfasst werden. Dieses ist besonders ausschlaggebend, wenn Klaerschlaemme aufgebracht werden. Hierbei sind die Tonmineralien als Schadstoffadsorber eine Loesung zur Vermeidung der staendig wachsenden Mengen, die insbesondere zur Deponierung oder Verbrennung fuehren. Desweiteren sind bisher nur wenige Untersuchungen ueber die Relevanz von Arsen und Thallium durchgefuehrt worden.
Die bei der Begasung von Getreide in einer Muehle entstehenden unkontrollierten hochgiftigen Methylbromid-Emissionen werden vollstaendig vermieden und das eingesetzte Insektizid zurueckgewonnen und wiederverwertet. Hierzu ist folgende Verfahrenstechnik vorgesehen. Das eingesetzte Giftgas wird vor der Begasung auf einem Adsorberspeicher (Aktivkohle) gebunden und erst mit der zu begasenden Raumluft aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben und in die Muehle geleitet. Nach erfolgter Begasung wird durch umgekehrte Regelung von Temperatur und Druck die mit Schadstoff beladene Raumluft wieder durch das Adsorptionsmittel geleitet, wobei das Giftgas an der Aktivkohle adsorbiert wird. Mittels eines Hochleistungsgeblaeses mit Drosselventil wird ein fuer die Adsorption guenstiger Unterdruck von etwa 0,5 bar und ein fuer die Begasung (Desorption) entsprechender Unterdruck erzeugt. Durch mehrere Absperrhaehne koennen Adsorption und Desorption im Gegenstrom zueinander gefuehrt werden. Das Giftgas wird im Adsorber gespeichert und steht mit einer fahrbaren Anlage fuer eine weitere Nutzung zur Verfuegung. Durch Verringerung des Raumvolumens mittels eines aufblasbaren Verdraengungskoerpers kann der Begasungsaufwand zB bei geometrisch regelmaessig gestalteten leeren Siloraeumen deutlich gesenkt werden. Durch Anpassen der Stufenzahl der Adsorberspeicher an das Begasungsvolumen wird erreicht, dass die Adsorber immer mit annaehernd gleichen spezifischen Bedingungen arbeiten. Die Entsorgung kann durch diese mobile Anlage aeusserst wirtschaftlich durchgefuehrt werden.
Aufbauend auf den Erfahrungen des Antragstellers auf dem Gebiet der mehrdimensionalen Gaschromatographie (GC) und der Luftanalytik wird eine Analysenmethode zur simultanen Bestimmung polarer und unpolarer flüchtiger Luftinhaltsstoffe (volatile organic compounds (VOC)) mittels zweidimensionaler GC entwickelt. Dazu werden Säulen unterschiedlicher Polarität für die Trennung der unpolaren und polaren Verbindungen getestet. Die aufgrund der ersten Untersuchungen ausgewählten Säulen werden seriell gekoppelt. Es wird eine GC-Methode entwickelt, mit deren Hilfe eine Ausschnittsdosierung der unpolaren Verbindungen auf die zweite Säule erfolgt. Weiterhin wird eine geeignete Strategie für die Probenahme entwickelt. Die Untersuchungen fokussieren sich dabei sowohl auf die adsorptive Anreicherung als auch auf die Probenahme mit Hilfe von Edelstahlkanistern. Es werden verschiedene Adsorbentien getestet und charakterisiert. Bei der Probenahme in Kanistern wird die Stabilität der polaren Verbindungen (Aldehyde, Ketone, Alkohole) im Kanister und der vollständige Probentransfer der Analyten in das Analysensystem untersucht. Zur Validierung der entwickelten gaschromatographischen Methode und zur Validierung der jeweiligen Probenahmestrategie werden Feldexperimente durchgeführt.
Im Projekt lnnoFlaG sollen neuartige oberflächennahe Wärmetauscherelemente in Kombination mit Latentwärmespeichern, Energiespeichern und Hydraulikmodulen als funktionsfähige Einheit vom Firmenkonsortium entwickelt, getestet und in Wechselwirkung mit dem oberflächennahen Erdreich (inkl. Feuchtetransport und Gefrierprozessen) sowie multimodaler Regenerierung modelliert werden. Hierbei geht es um erhöhte Planungssicherheit bezüglich der Erträge, aber auch um Schadensvermeidung, denn gerade bei flachen Geo-Kollektoren sind in der Vergangenheit durch Gefrieren des Bodens Schäden entstanden. In diesem Teilvorhaben wird von der GeoCollect GmbH untersucht, wie der Einsatz von 100 % Recyclingmaterialien für die kunststoffbasierten Absorber und verbindenden Rohrleitungen ermöglicht werden kann. Neben einer Materialoptimierung von gängigem Polypropylen in Richtung Polyethylen wird die GeoCollect GmbH insbesondere die Eignung und Zertifizierbarkeit von Recycling-Granulaten und daraus hergestellten Komponenten für die Anwendung im Rahmen der oberflächennahen Geothermie untersuchen. Desweiteren werden von der GeoCollect GmbH die Absorberform und die Gesamtgeometrie bezüglich der thermischen Performance und der Langzeitbeständigkeit optimiert. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die Gesamt-Ökobilanz des Systems gelegt. Entsprechende Optimierungsrechnungen werden in Zusammenarbeit mit dem SIJ der FH Aachen durchgeführt, wobei die C02- Emissionen als Leitparameter der Ökobilanzierung gewählt werden. Zudem führt die GeoCollect GmbH in enger Zusammenarbeit mit dem SIJ und der WKG Energietechnik GmbH die Neuentwicklung eines zwangsdurchströmten Trennwärmetauschers zur Wärmerückgewinnung aus Oberflächen-, Ab- und Grundwasser bis zu einem Funktionsmuster durch. Basis der Neuentwicklung ist der Plattenabsorber der GeoCollect GmbH. Die für die Versuche an der FH Aachen benötigten Kollektor-Elemente und Anschlussmaterialien werden von der GeoCollect GmbH bereitgestellt.
Ziel der Untersuchung ist es, von quantitativer Einsicht in das Zusammenwirken von Transportvorgaengen, Porenmorphologie und Porenentstehung ausgehend, die Herstellungsverfahren von poroesen Adsorbentien bzw. Katalysatoren methodisch zu begruenden und zu verbessern.
Im Rahmen des vorliegenden Projektes soll eine Zelltechnologie, die sich durch hohe Effizienz und Stabilität auszeichnet, vom Laboraufbau zu einer Demonstrationsanlage weiterentwickelt werden. Gleichzeitig soll die industrielle Fertigung vorbereitet werden. Ziel ist ein Modul aus mehreren Elektroden mit einer solar-to-hydrogen-Effizienz von mindestens 10 % und einer aktiven Fläche von etwa 100 cm2 pro Elektrode bei mindestens 12 Elektroden pro Modul.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1091 |
| Land | 13 |
| Zivilgesellschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 18 |
| Daten und Messstellen | 1 |
| Förderprogramm | 1059 |
| Gesetzestext | 17 |
| Text | 13 |
| Umweltprüfung | 5 |
| unbekannt | 11 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 43 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1030 |
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| Weitere | 1089 |