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Nanofiltration zur Grundwasseraufbereitung und Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung am Beispiel von kippenbelastetem Grundwasser in einem Braunkohlentagebaurevier

Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Trinkwasser können negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Konsumenten haben und führen zu einem erhöhten Risiko für Korrosionen im Leitungsnetz. Aufgrund dessen schreibt die Trinkwasserverordnung einen Grenzwert von 240 mg/l vor. Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Grundwasser, die eine spezielle Aufbereitungstechnik erfordern, kommen vor allem durch den Einfluss von Tagebauaktivitäten zustande. Im ausgehobenen Kippenmaterial kommt es zur Oxidation des Pyrits, was nach der Verfüllung der Gruben zu einem Anstieg der Sulfat-, Calcium- und Schwermetallkonzentration im Grundwasser führt. In betroffenen Grundwasservorkommen in Deutschland wurden Konzentrationen von bis zu 2500 mg/l Sulfat gemessen. Die Nanofiltration ist eine mögliche Aufbereitungstechnologie, die die Grundwassernutzung in derart beeinträchtigten Standorten auch nach der Verfüllung der Gruben erlaubt. Es wird erwartet, dass die Nanofiltration im Vergleich zu den anderen in Frage kommenden Technologien Ionenaustauscher, Destillation, Elektrodialyse und Umkehrosmose vor allem bei höheren Sulfatkonzentration in der Größenordnung >1000 mg/l das wirtschaftlichste Verfahren darstellt. In dem Projekt Nanofiltration zur Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung wird die Aufbereitung mittels Nanofiltration experimentell im Labor- und Pilotmaßstab untersucht. Es wird dabei schwerpunktmäßig ein Standort betrachtet, der im Einflussgebiet des Braunkohletagebaureviers Inden I liegt und derzeit Sulfatkonzentrationen von 1000-1500 mg/l in einem Trinkwasserbrunnen aufweist. Neben der Untersuchung der Nanofiltration an sich wird eine Konzentrataufbereitung mittels CaSO4-Kristallisation auf ihre Effektivität geprüft.

BS2, Bioflotation von Sulfiden in Meerwasser

Umwandlung von Rueckstaenden aus der Altoelaufbereitung

Bei der Aufarbeitung von Altoelen unter Zusatz von Schwefelsaeure fallen erhebliche Mengen von Saeureharzen an. Eine Deponie ist wegen verschaerfter Umweltbestimmungen in Zukunft problematisch. Nach dem Verfahren der Preussag lassen sich Saeureharze in ein neutrales Umwandlungsprodukt umwandeln, das zusammen mit Hausmuell oder u.a. in der Baustoffindustrie eingesetzt werden kann.

Prozesswasserrecycling - innovative Prozesswasseraufbereitungsanlage

Das mittelständische Logistikunternehmen Neumann Transporte und Sandgruben GmbH & Co. KG gehört zur Neumann Gruppe GmbH mit Sitz in Burg und ist als Dienstleister in der Entsorgungs- und Recyclingwirtschaft tätig. In Reesen (Sachsen-Anhalt) gibt es eine Schlackenassaufbereitungsanlage, in der die Asche aus Müllverbrennungsanlagen einen Nassaufbereitungsprozess durchläuft. Die Schlackenassaufbereitung ist ein sehr wasserintensiver Prozess, bei dem Abwässer mit hohen Salzfrachten entstehen. Bisher werden die prozessbedingten Abwässer aufwändig aufbereitet, per Straßentransport in eine Industriekläranlage befördert und entsorgt. Für den Aufbereitungsprozess der Schlacke werden Prozessfrischwassermengen benötigt, die aktuell dem Grundwasserreservoir entnommen werden. Um den Transportaufwand für die Abwässer zu vermeiden und die Grundwasserentnahme zu minimieren, plant das Unternehmen mittels innovativer Abwasseraufbereitung (Umkehrosmose) einen nahezu geschlossenen Stoffkreislauf zu schaffen. Gleichzeitig verbessert sich damit auch die Qualität des mineralischen Rückstandes, so dass von einer besseren Verwertbarkeit auszugehen ist. Das in der Umkehrosmose entstehende Konzentrat (Permeat) soll in einer Vakuumverdampfungsanlage am Standort des Müllheizkraftwerks Rothensee behandelt werden. Gleichzeitig können Synergien am Standort der Abfallverbrennungsanlage genutzt werden, wie bspw. die Abwärme aus der Kraft-Wärme-Kopplung, das nahezu ammoniakfreien Destillats der Verdampferanlage für technische Zwecke und das Permeat der Umkehrosmose als Kühlwassernachspeisung für den Kühlturm. Die Innovation des neuen Verfahrens besteht darin, dass mittels Kombination und Weiterentwicklung bereits bestehender Recyclingverfahren erstmalig Prozesswasser aus der Schlackeaufbereitung behandelt und der Stoffkreislauf nahezu geschlossen werden kann. Insgesamt kann der Einsatz von Frischwasser nahezu vollständig ersetzt und weitgehend auf Grundwasserentnahmen verzichtet werden. Zusätzlich können Lärmemissionen, Energieverbrauch und Deponievolumen reduziert werden. Im Übrigen können mit der Umsetzung des Projekts jährlich 1.728 Tonnen CO2-Äquivalente, also etwa 86 Prozent, eingespart werden.

Moor-Klimaschutz und Wertschöpfung verbinden durch Moor-Revitalisierung und Paludikultur, Teilvorhaben 3: Wissenschaftliche Begleituntersuchungen (Physikochemische Untersuchungen, THG-Austausch, Organismische Betrachtung, Sozioökonomische Untersuchungen)

Klimaschutz braucht nasse Moore! Moore sind bedeutende Kohlenstoffspeicher und im nassen Zustand bleibt dieser im Torf gespeichert und es kann sogar Torfneubildung stattfinden (Kohlenstoffsenke). Nasse Moore spielen auch eine wichtige Rolle bei der Anpassung an den Klimawandel. Außerdem sind sie für den Grund- und Hochwasserschutz und den Erhalt von moortypischen Tier- und Pflanzenarten ausgesprochen wichtig. Die Moorböden Deutschlands, welche ca. 5% der Landfläche bedecken, sind zu 95 % entwässert und zumeist in landwirtschaftlicher Nutzung. Dabei ist der Lebensunterhalt zahlreicher Flächeneigentümer*innen und Landnutzer*innen eng mit den entwässerten Moorflächen verknüpft. Grünlandnutzung und Ackerbau sind die derzeit am weitesten verbreiteten Nutzungsformen. Damit steht die entwässerungsbasierte Landnutzung konträr zum Klimaschutz. Die Moor-Revitalisierung ist die entscheidende Maßnahme, um den anhaltenden anthropogenen Ausstoß von Treibhausgasen aus Mooren zu unterbinden und gleichzeitig eine natürliche Kohlenstoffsequestrierung mit langfristiger Speicherung für die Zukunft zu ermöglichen. Das Konzept der Paludikultur eröffnet Perspektiven für eine angepasste Nutzung und neue Wertschöpfungsmöglichkeiten. MOOReturn ist die langfristige Verknüpfung von Moorbodenschutz mit der Wertschöpfung aus der Verwertung von Moor Biomasse durch Paludikultur mit folgender Zielstellung: 1. Die Umsetzung möglichst großflächiger Revitalisierung entwässerter Moorflächen und die Optimierung der Wasserstände bereits revitalisierter Moore in der Region um Malchin. 2. Demonstration eines wirtschaftlichen, rückstandsfreien Aufbereitungsverfahrens zur Verwertung von Moorbiomasse im Industriemaßstab. 3. Der ganzheitliche Nachweis der ökonomischen Tragfähigkeit und positiven Klimawirkung der Nutzung nasser Moore unter Beachtung gesellschaftlicher Aspekte. 4. Etablierung und Stärkung von Netzwerken mittels Wissenstransfer auch auf Basis interaktiver und digitaler Werkzeuge

Moor-Klimaschutz und Wertschöpfung verbinden durch Moor-Revitalisierung und Paludikultur, Teilvorhaben 2: Moor-Revitalisierung und Flächennutzung, Begleitung und Optimierung der Paludikultur

Klimaschutz braucht nasse Moore! Moore sind bedeutende Kohlenstoffspeicher und im nassen Zustand bleibt dieser im Torf gespeichert und es kann sogar Torfneubildung stattfinden (Kohlenstoffsenke). Nasse Moore spielen auch eine wichtige Rolle bei der Anpassung an den Klimawandel. Außerdem sind sie für den Grund- und Hochwasserschutz und den Erhalt von moortypischen Tier- und Pflanzenarten ausgesprochen wichtig. Die Moorböden Deutschlands, welche ca. 5% der Landfläche bedecken, sind zu 95 % entwässert und zumeist in landwirtschaftlicher Nutzung. Dabei ist der Lebensunterhalt zahlreicher Flächeneigentümer*innen und Landnutzer*innen eng mit den entwässerten Moorflächen verknüpft. Grünlandnutzung und Ackerbau sind die derzeit am weitesten verbreiteten Nutzungsformen. Damit steht die entwässerungsbasierte Landnutzung konträr zum Klimaschutz. Die Moor-Revitalisierung ist die entscheidende Maßnahme, um den anhaltenden anthropogenen Ausstoß von Treibhausgasen aus Mooren zu unterbinden und gleichzeitig eine natürliche Kohlenstoffsequestrierung mit langfristiger Speicherung für die Zukunft zu ermöglichen. Das Konzept der Paludikultur eröffnet Perspektiven für eine angepasste Nutzung und neue Wertschöpfungsmöglichkeiten. MOOReturn ist die langfristige Verknüpfung von Moorbodenschutz mit der Wertschöpfung aus der Verwertung von Moor Biomasse durch Paludikultur mit folgender Zielstellung: Die Umsetzung möglichst großflächiger Revitalisierung entwässerter Moorflächen und die Optimierung der Wasserstände bereits revitalisierter Moore in der Region um Malchin. Demonstration eines wirtschaftlichen, rückstandsfreien Aufbereitungsverfahrens zur Verwertung von Moorbiomasse im Industriemaßstab. Der ganzheitliche Nachweis der ökonomischen Tragfähigkeit und positiven Klimawirkung der Nutzung nasser Moore unter Beachtung gesellschaftlicher Aspekte. Etablierung und Stärkung von Netzwerken mittels Wissenstransfer auch auf Basis interaktiver und digitaler Werkzeuge

Kompetenzen Aufbauen für die Kreislaufwirtschaft von Kunststoffen, Teilprojekt: Erstellung und Erprobung von Konzepten zur betrieblichen Abfallminimierung und zum Rezyklateinsatz in der Produktion

Weiterverwertung von aluminiumhaltigen Verbundmaterialien mittels Oxidverfahren

Untersuchung der Bildung und der Struktur gebundener Rückstände des Fungizids Cyprodinil in Pflanzen

Ziel des Projektes ist es, die gebundenen Rückstände des Fungizids Cyprodinil, die in Weizenstroh bis zu 45 Prozent und in Körnern bis zu 30 Prozent des applizierten Wirkstoffs betragen können, bezüglich ihrer Struktur und der Art der Bindung zu charakterisieren. Die in den unlöslichen Pflanzenfraktionen festgelegten Rückstände sollen durch klassische Aufschlüsse und, als zu entwickelnde neue Methode, durch Silylierung freigesetzt, in organische Lösungsmittel überführt und mit hochauflösender NMR-Spektroskopie sowie mit chromatographischen Methoden untersucht werden. Weiterhin sind Festkörper-NMR-Untersuchungen der Rückstände in festen Pflanzenproben und -fraktionen vorgesehen. Cyprodinil wird für die geplanten NMR-Untersuchungen vom Hersteller, Novartis, an geeigneten Molekülpositionen mit 13C markiert. Für die Lokalisation und quantitative Erfassung der Rückstände wird zusätzlich 14C-markierter Wirkstoff eingesetzt. Um größere Mengen von Metaboliten und gebundenen Rückständen für die geplanten Charakterisierungen herzustellen, soll Cyprodinil auch in Weizen-Zellkulturen inkubiert werden. Zur Verminderung der NMR-Untergrundsignale der Pflanzenmatrix ist vorgesehen, die Inkubation in Pflanzen bzw. Zellkulturen durchzuführen, deren natürlicher 13C-Gehalt abgereichert wurde. Für spektroskopische Vergleichsmessungen ist die Kopplung des Fungizids an synthetische Ligninpolymere geplant.

Spatially modelling forest trafficability with ForHym and LiDAR-based cartographic depth-to-water

The thesis proposal deals with mapping weather-affected changes in soil moisture over time. This is to visualize where and when soils would be subject to severe rutting and compaction under forest operations. The approach taken is modular by connecting temporal hydrothermal processes dealing with soil wetting, drying, freezing, and thawing to spatially anticipated locations of dry versus wet soil drainage conditions. The temporal variations within specific textured soils can be modeled at daily resolution based on air temperature, and precipitation (rain, snow) data. This is done with the Forest Hydrology Model (ForHyM). The spatial variations can be derived from LiDAR-generated bare-ground elevation surfaces at 1 m resolution by way of the newly developed metric depth-to-water index (DTW), for which DTW less than 10 , 10-25, 25-50, 50-100, greater than 100 cm indicates very poor, poor, imperfect, moderately well and well drainage conditions, respectively. The results of doing so will be illustrated for forested areas in Northern and Central New Brunswick in reference to actual forest harvesting and wood forwarding tracks. The attempt is to generalize the methodology for weather-dependent and geospatially base forecasting of soil conditions to better enable forest operation planning as seasons change from dry to wet and from wet to dry within seasons and from year to year.

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