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.
Dieses Projekt untersucht die 16O-17O-18O and the H-D Isotopensysteme im Kristallwasser von Gips (CaS04-2H20) und Bassanit (CaS04-2H20). Ziel ist der prinzipielle Nachweis, ob es möglich ist aus der Isotopie des Kristallwassers atmosphärische Parameter, wie z.B. die Luftfeuchtigkeit zum Zeitpunkt der Mineral(um)bildung, zu rekonstruieren.
Dieses Projekt konzentriert sich auf die Quellen und Raten atmosphärischer Deposition, sowie die Art und Kinetik von Phasenübergängen. Nitrate und Sulfate sind Ziele für die Bestimmung ihrer Quellen und Ablagerungsraten. Die wasserhaltigen und wasserfreien Polymorphe von Calciumsulfat sind das Hauptziel, um Phasenbeziehungen (als Funktion der Temperatur und der Wassermobilität) und die Kinetik der Transformation (Lösung/Fällung, Phasentransformation) zu untersuchen. Oberflächenelemente und untiefe Bodenelemente (Polygone, Krusten, Knollen, Keile) deuten auf die weit verbreitete, klimabedingte Transformationen von Sulfaten hin, die es zu untersuchen gilt.
Bisher ist es nicht gelungen, alle relevanten expandierten Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten (B) im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik. Es sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften kompaktierter B unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. - Chem. und min. Analysen von 15 B - Dialyse der B für definierten einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen - Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösungen und einer Opalinustonporenlösungen - Kompaktion der B und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität - Batchversuche in Glasampullen mit 200 g B bei 25°C, 90°C und 120°C, Schüttelung mit 400 mL Formationslösungen über 12 und 24 Monate - Öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösungen. und Dialysierung der reagierten B - Kompaktion der reagierten und dialysierten B und erneute Best. von Quelldruck und Permeabilität. - Chem. Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit - Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von B durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25°C, 60°C und 90°C - Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in B - Zusammenfassung und Berichterstattung.
Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften (Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Chemische und mineralogische Analysen von vier Bentoniten. Dialyse der Bentonite für definierte einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen. Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und einer Opalinustonporenlösung - Kompaktion der Bentonite und Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit NaCl-CaSO4-gesättigter Lösung und Opalinuston-Porenlösung. Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität vor Beginn der Reaktion mit den Formationslösungen - Batchversuche in verschweißten Glasampullen mit ca. 200 g dialysiertem Bentonit, Schüttelung mit ca.400 mL Formationslösung über 12und 24 Monate - Nach Ende der Reaktionszeit öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite. Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit der NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und der Opalinustonporenlösung. Bestimmung der Auswirkung der Reaktion auf Quelldruck und Permeabilität. - Chemische Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit-/Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von Bentoniten durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25 °C, 60 °C und 90 °C - Zusammenfassung Messergebnisse und Berichterstattung.
Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften(Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Phasenanalyse an 15 Bentoniten; definierte einheitliche Startbedingungen für Reaktionen mit zwei Formationslösungen (NaCl-CaSO4-gesättigte Lösung, Opalinustonporenlösung); Kompaktion der Bentonite und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck & Permeabilität vor der Reaktion; Batchversuche in verschweißten Glasampullen bei 25°C, 90°C und 120°C über 12 und 24 Monate; Danach öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite; Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck & Permeabilität mit den Lösungen; Analytik von Feststoffen und Reaktionslösungen; Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte (Fe-Effekt); Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in Bentonit; Zusammenfassung der Ergebnisse und Berichterstattung.
Das bei der Herstellung von Flusssaeure aus Flussspat und Schwefelsaeure entstehende Calziumsulfat in Form eines synthetischen Anhydrits soll zusammen mit Alpha-Gips aus der Abgasentschwefelung zu Fliessestrich verarbeitet werden. Herzstueck der Verwertungsanlage ist eine Mischanlage, in der aus Anhydrit und REA-Gips sowie zusaetzlichen Hilfsstoffen wie Fliessmittel, Zuschlagstoffen, Anregern und Verzoegerern die Estrichmasse zusammengemischt wird. Wegen des Einsatzes von Sekundaerstoffen unterschiedlicher Qualitaet und Menge ist eine Pufferkapazitaet zum Ausgleich dieser Schwankungen und eine exakte funktionierende Dosiertechnik erforderlich.
Das in vorangegangenen BMBF-Vorhaben entwickelte Verfahren der modifizierten Elektrodialyse zur Nitrat-, Haerte- und Sulfatelimination erlaubt Produktausbeuten von 99 Prozent und die Rueckgewinnung der aus dem Wasser entfernten Haerte in Form von kristallinem Calciumsulfat. Dieses Verfahren soll durch technologische Verbesserungen im Prozessablauf weiterentwickelt werden, um die Kosten zu senken und das Verfahren wirtschaftlicher zu gestalten. Als vorrangiges Ziel soll die kostenintensive Ausfaellungsreaktion von Gips und die Abtrennung des Niederschlages durch kostenguenstigere Verfahrensvarianten beschleunigt werden. Weiterhin sollen Verfahrensentwicklungen der Ben Gurion University, Beer Sheva, in das Verfahren der modifizierten Elektrodialyse eingefuehrt und auf ihre technische Einsetzbarkeit untersucht werden. Insbesondere sollen die von der Ben Gurion University neu entwickelten aktiven Spacer in Langzeitbetrieb unter realen Entsalzungsbedingungen einem Praxistest unterzogen werden. Zur Realisierung der Entwicklungen ist der Bau von zwei im Stromumkehrbetrieb vollautomatisch arbeitenden ED-Technikumsanlagen erforderlich, von denen eine in Beer Sheva und die andere in Bingen installiert wird.
Zielsetzung : Bewertung der Emissionen von Treibhausgasen und Ozonvorlaeufern aus Kohlefeuerungsanlage Bestimmung der NOx/SO2/N2O-Emissionen aus Wirbelschichtfeuerungen Emission von Ozonvorlaeufern aus Kohlenfeuerungen und Ozonbildung bei verschiedenen atmosphaerischen Bedingungen Vergleich mit anderen Emissionsquellen Arbeitsprogramm Verbundprojekt unter der Koordination von BCC-CRE 4 Teilaufgaben: 1.Verfolgen neuer einschlaegiger Veroeffentlichungen unter besonderer Beachtung der europaeischen Situtation 2. Messung der gleichzeitigen Emission von Gasen wie N2O, NOx, SO2, CO, CO2 und Kohlenwasserstoffen und Studium der beeinflussenden Faktoren; Probenahme und Analysetechniken; nationale und internationale Emissionsbilanzen 3. Untersuchungen der Wechselwirkungen im System NOx/SO2/N2O in Wirbelschichtfeuerungen; Moeglichkeit der Minderung dieser Gase 4. Erstellen eines atmosphaerischen Modells DMT ist an den Aufgaben 1. bis 3. beteiligt. Letzter Stand der Arbeiten zum 31.12.1995 - In Laborversuchen, die in einem Quarzwirbelschichtreaktor ausgefuehrt wurden, wurde der Einfluss verschiedener Kalksteine auf die Emissionen von NO, N2O und SO2 untersucht, die bei der Verbrennung der hochfluechtigen Ruhrkohle Westerholt freigesetzt wurden. - Es zeigte sich, dass CaO in hohem Ueberschuss die NO-Emission erhoeht, weil es die Oxidation von Zwischenprodukten bei der NO-Bildung aus Brennstoffstickstoff katalysiert und die N2O-Emission erniedrigt. - Bei nur maessig hohen oder niedrigen CaO-Konzentrationen in der Wirbelschicht findet keine Beeinflussung statt. Ferner wurde deutlich, dass auch das gebildete Calciumsulfat die qualitativ gleiche, aber quantitativ wesentlich geringere Wirkung hat. Auch die Asche der verwendeten Kohle erhoehte in betraechtlichem Masse die NO-Emission. - In einer weiteren Versuchsserie wurde der Einfluss von Kalkstein auf die NO-und N2O-Bildung bei der Verbrennung eines Kokses, der aus der Kohle Westerholt hergestellt worden war, untersucht. Eine signifikante Erhoehung des Brennstoffstickstoff-Umsatzes zu NO durch die Wirkung des Kalksteins wurde in diesem Falle nicht festgestellt, die N2O erniedrigende Wirkung war aber aehnlich wie bei der Verbrennung der Kohle.
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| Bund | 39 |
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