Die Hecking Deotexis GmbH ist ein 150 Jahre altes, mittelständisch geprägtes Textilunternehmen am Standort Neuenkirchen. Das Unternehmen stellt Oberbekleidungsstoffe für Damen und Herren her. Es verfügt über eine Weberei, Färberei und Ausrüstung. So werden u. a. Baumwolle und Elastomerfäden mit Reaktivfarbstoffen und Pigmenten gefärbt. Eine Besonderheit ist die Indigo-Kettfärbeanlage für Jeans. Die Firma plant die Errichtung einer neuen Anlage, wo die konzentrierten Abwässer aus der Färberei von Baumwollwebware mit Hilfe eines Ozonungsverfahren entfärbt und praktisch vollständig wieder verwendet werden sollen. Dazu sollen die konzentrierten Farbabwässer aus den verschiedenen Behandlungsstufen zusammengeführt und in einem Reaktor mit Ozon entfärbt werden. Die Ozonungsanlage wird in eine neue betriebliche Anlage integriert. Die Wiederverwendung des entfärbten Abwassers kann allerdings wegen der Aufkonzentrierung der Salze nicht im kompletten Kreislauf stattfinden. Die eine Hälfte soll als Waschwasser wieder in die Farbnachwäsche gehen, d.h. im eigentlichen Färbeprozess wieder eingesetzt werden, die andere Hälfte soll für innerbetriebliche Prozesse wie das Reinigen von Gefäßen und Ansatzbehältern genutzt werden. Dieses hat eindeutige Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren. So ist kein Einsatz zusätzlicher Chemikalien notwendig, es erfolgt eine Verringerung der anfallenden Klärschlammmenge und eine Einsparung von über 5000 Kubikmeter Frischwasser pro Jahr. Auch die kommunale Kläranlage, in die die Färbeabwässer bislang ungeklärt eingeleitet wurden, wird deutlich entlastet. Allerdings liegt der Energiebedarf bei der Ozonung höher, soll aber durch eine Optimierung des Verfahrens gesenkt werden.
Chemische Wasser- und Abwasseranalysen im deutschen Einzugsgebiet des Bodensees. Welche Veraenderungen, speziell auch Verbesserungen, zeigen die durchgefuehrten Abwassersanierungsmassnahmen? Welche Auswirkungen koennen zukuenftige Sanierungsprojekte haben?
Mit Hilfe von massgeschneiderten Extraktionsmitteln sollen Schwermetalle, die in Industrie-Abwaessern enthalten sind, selektiv abgereichert bzw durch Rueckextraktion zurueckgewonnen werden. Dazu wurden neue Makrozyklen synthetisiert und ihr Extraktionsverhalten geprueft. Unter den selektiv extrahierten Metallen sind Palladium, Gold, Transurane und Lanthanide. Bei den Synthesen wurde Wert gelegt auf moeglichst einfache Synthesewege, Reproduzierbarkeit und moegliches scale-up.
Das übergeordnete Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur integrativen Bewertung von Aufbereitungstechniken zur indirekten Abwasserwiederverwendung, wobei der regionale Wasserkreislauf vom Abwasser über die aquatische Umwelt bis hin zum Trinkwasser betrachtet wird. Das Bewertungsverfahren berücksichtigt potenzielle Risiken für Mensch und Umwelt aufgrund chemischer aber auch mikrobieller Kontaminationen sowie die (Kosten-) Effizienz der technischen Lösungen. Im Rahmen des Projekts führt die TUM Pilotversuche durch, in denen verschiedene vor allem oxidative und biologische Verfahren und Verfahrenskombinationen untersucht werden, die bei der indirekten Abwasserwiederverwendung eingesetzt werden können. Die Bewertung der Verfahren erfolgt über verschiedene Parameter, wobei die TUM für die Betriebsparameter sowie die Bestimmung pathogener Keime und Antibiotikaresistenzen verantwortlich ist. Die TUM koordiniert das AP 2 zur Entwicklung von Strategien zur Entfernung von relevanten Spurenstoffen bei indirekter Abwasserwiederverwendung. Sie ist verantwortlich für die Durchführung von Pilotstudien zur Oxidation (Ozon, weitergehende Oxidationsverfahren UV/H2O2), Biofiltration (Langsamsandfilter, Schnellfilter, Biologisch aktive Kohle), Grundwasseranreicherung und zur Kombination verschiedener Verfahren. Zudem ist sie maßgeblich an der Untersuchung von Anlagen im Vollmaßstab in Deutschland und Spanien beteiligt. Zur Bewertung von Aufbereitungsverfahren, die bei der indirekten Abwasserwiederverwendung eingesetzt werden, entwickelt die TUM Methoden für die Bestimmung von Fäkalindikatoren (z.B. E. Coli, Enterokokken), trinkwasserrelevanten Keimen (z.B. Pseudomonas Aeruginosa, Chlostridium Perfringens) und antibiotikaresistenten Genen.
Die Studie dient der Erneuerung von Verfahrenstechniken, mit denen die Industriechemikalie 'PFT' (Perfluorierte Tenside) aus dem Produktionsabwasser entfernt und so den Gewässern ferngehalten wird. Als effektivstes Verfahren erscheinen Kombinationen aus oxidativen Verfahren und adsorbtiven Verfahren.
Bei einem Betrieb der Lederrueckstandsverarbeitung, und zwar bei der Eiweisshydrolyse und der Eiweiss-Fettsaeurekondensation soll die Chromfracht im Abwasser um ca. 98 Prozent vermindert werden. Die angestrebte Chromrestkonzentration von deutlich unter 1 mg/l soll durch Faellung des Chroms als Hydroxid mit anschliessender Filtration mittels Tellerdruckfilter erreicht werden. Die Faellung wird bei etwa 60 Grad Celsius durchgefuehrt, damit die komplexierend wirkenden Aminosaeuren und Peptide in ausreichendem Masse zerstoert werden. Als Faellungsmittel soll Ca(HO)2 eingesetzt werden.
Die Eigenschaften des GMC sollen an der pH-Wert-Regelung im kontinuierlichen Ruehrkesselreaktor untersucht werden. Verschiedene GMC-Regler sind durch Vergleich mit klassischer PI-Regelung zu bewerten. Mathematische Modelle der Regelstrecke wurden fuer verschiedene Referenzsysteme hergeleitet und daraus GMC-Reglergleichungen entwickelt. Moeglichkeiten der Modellparameteradaption durch Auswertung stationaerer Zustaende werden angegeben. Die Reglergleichungen wurden auf einem PC implementiert. Der PC wurde ueber A/D-D/A-Wandlerkarten an eine Modellanlage angeschlossen. Das PC-Programm enthaelt Prozess-Bedien- und Beobachtungskomponenten. Das Regelungsverhalten der Modellanlage mit GMC- und PI-Regelung wurde untersucht und verglichen. Daraus resultierend wird ein GMC-Regler (starke Saeure/starke Base-Modell) mit und ohne Parameteradaption empfohlen, fuer den eine mittlere Verbesserung der Betragsregelflaeche von 27 Prozent gefunden wurde. Digitale PID-Regler koennen damit zu pH-Spezialreglern gemacht werden. Der Regelalgorithmus kann insbesondere auch fuer Abwasserneutralisationsanlagen benutzt werden.
Es wird der Abbau von biologisch schwer abbaubaren Problemsubstanzen in technischen Systemen untersucht, in denen chemische und biologische Methoden kombiniert eingesetzt werden. Als Problemsubstanzen wurden chlorierte, nitrierte und sulphonierte Aromaten ausgewaehlt. Die Integration der verschiedenartigen Verfahren soll moeglichst einen synergistischen Effekt haben. Teurere Verfahren sollen dabei nur soweit eingesetzt werden, als ihr Einsatz unabdingbar zur Erreichung eines gewuenschten Abbaus ist. Dabei soll eine Verlagerung der Probleme, zB auf festen Abfall, voellig vermieden werden. Als chemische Oxidantien werden Ozon und/oder H2O2 eventuell kombiniert mit UV-Strahlung untersucht. Die Entwicklung dieser Verfahren soll mit modellgestuetzten Methoden erfolgen (Auslegung der Laborreaktoren, Parameterschaetzung und Massstabsvergroesserung). Es wird versucht, die oekologisch und oekonomisch besten Kombinationen zu bestimmen.
Zum jetzigen Zeitpunkt sind kommunale Kläranlagen überwiegend mit mechanisch-biologischen Verfahren zur Abwasserreinigung und mit der anschließenden Einleitung des gereinigten Abwassers über Vorfluter in Oberflächengewässer ausgestattet. Ausnahmen bilden lediglich wenige, in den letzten Jahren ausgebaute, Kläranlagen, die eine weitergehende Reinigung des Abwassers durch oxidative oder adsorptive Prozesse ermöglichen. Dabei liegt der Vorteil des Einsatzes von Aktivkohle in der Vermeidung der Bildung möglicher toxischer Oxidationsnebenprodukte. Diese Anlagen werden zur Untersuchung bezüglich der Eliminierungsleistung von Spurenstoffen eingesetzt. Die Überwachung der Elimination erfolgt überwiegend mittels chemischer Analytik, die jedoch den Nachteil hat, keine Aussagen über eine mögliche biologische Wirkung (z.B. endokrin) treffen zu können. Durch den Einsatz von biologischen Testverfahren kann dieses Aussagedefizit jedoch eliminiert werden. Da das dynamische Verhalten eines Aktivkohleadsorbers bislang nicht voraussagbar ist, liegt das Ziel des Projektes beim Nachweis des Durchbruchs von Spurenstoffgemischen durch diese Aktivkohlefilter (Festbettadsorber mit granulierter Aktivkohle). Für diese Zwecke werden 3 Kläranlagen an unterschiedlichen Standorten beprobt. Mit Hilfe der geplanten Untersuchungen durch ökotoxikologische (akute bzw. chronische Toxizität mittels verschiedener Trophieebenen) und zellbasierte (MTT Test, ER Calux®, Umu Test, Mikrokern Test, L-YES) biologische Testverfahren soll der Durchbruch von Spurenstoffgemischen durch Aktivkohle-Festbettadsorber nachgewiesen werden. Zusätzlich zu den biologischen Testverfahren erfolgt eine Untersuchung einzelner anorganischer Parameter, sowie eine begleitende Analytik der Standardparameter für Kläranlagen. Die Einbindung der unterschiedlichen Kläranlagen erlaubt die Analyse verschiedener Verfahrenstechnologien und somit eine anlagenunspezifische Aussage. Die so erhaltenen Ergebnisse fließen zudem in Wirtschaftlichkeitsberechnungen ein. Aus der Gesamtheit der erhaltenen Daten soll abschließend eine Monitoringstrategie entwickelt werden, um bessere Voraussagen zur Laufzeit der Aktivkohlefilter (z.B. Funktionszustand, Beladungskapazität) mit dem Hintergrund einer möglichen Energie- und Kosteneinsparung durch den Anwender zu benennen.
Um eine Steigerung der Aquakulturerzeugung, insbesondere an hochpreisigen und stark nachgefragten Fischarten in Deutschland zu erreichen, treten Kreislaufanlagen (KLA) zunehmend in den Fokus des Interesses. Bei ihrem Betrieb muss mit Phosphor-Konzentrationen von etwa 2 - 30 mg - l-1 im Ablaufwasser gerechnet werden. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung und Erprobung eines praxistauglichen Verfahrens zur Phosphor-Elimination im Ablaufwasser von KLA zur Fischerzeugung. Zur Ermöglichung einer breiten Anwendbarkeit unter Praxisbedingungen soll das bewährte Verfahren der chemisch-physikalischen Phosphorentfernung für KLA angepasst werden. Für dieses Ziel kooperiert ein Unternehmen mit Erfahrung bei Konzeption und Konstruktion intensiver Fischhaltungssysteme und von Abwasserbehandlungsverfahren mit zwei Instituten der angewandten Fischereiforschung. Das zu entwickelnde Verfahrensprinzip muss eine kompakte Baugröße in modulartiger Ausführungsweise für die Unterbringung unter den meist beengten Platzverhältnissen in (bereits existierenden) Kreislaufanlagen aufweisen. Vergleichsweise geringe Volumenströme mit mittleren bis hohen P-Konzentrationen müssen effizient bewältigt werden. Im Batchbetrieb erfolgen zunächst Laborversuche zur P-Fällung/Flockung aus dem Ablaufwasser von KLA. Darauf aufbauend wird ein Modul zur P-Elimination aus KLA-Ablaufwasser konstruiert und im Praxismaßstab getestet.
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