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Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUP Laboratorien Dr. Freitag GmbH durchgeführt. Weltweit gibt es ca. 7 Millionen dialysepflichtige Patienten, deren Anzahl stetig zunimmt. Der Bedarf zur Dialyse wird aufgrund dessen und infolge fehlender Alternativen in den nächsten Jahrzehnten wachsen. Damit steigt der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren ebenso wie der Reststoffanfall. Der größte umweltrelevante Faktor bei der Produktion von Dialysemembranen im Nassspinnverfahren besteht in der Verwendung von Lösungsmitteln wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP). Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand thermisch entsorgt werden. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. In diesem Sinne wird ein energiesparendes, mehrstufiges Verfahren entwickelt, mit dem lösungsmittelhaltige Prozesswässer über ein abgestuftes Aufbereitungskonzept für die anschließende Rückführung in den Herstellungsprozess aufbereitet werden. Die Aufgabe der CUP Laboratorien Dr. Freitag GmbH in dem Projekt besteht darin, verlässliche Analysenverfahren zum Nachweis der zu eliminierenden Verunreinigungen (DMAc, BPA, NMP, Mikroplastik und deren Abbaustoffe) entwickeln und für die Routineanwendung validieren.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von B. Braun Avitum Saxonia GmbH - Betriebsstätte Berggießhübel durchgeführt. Weltweit gibt es ca. 7 Millionen dialysepflichtige Patienten, deren Anzahl stetig zunimmt. Der Bedarf zur Dialyse wird aufgrund dessen und infolge fehlender Alternativen in den nächsten Jahrzehnten wachsen. Damit steigt der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren ebenso wie der Reststoffanfall. Der größte umweltrelevante Faktor bei der Produktion von Dialysemembranen im Nassspinnverfahren besteht in der Verwendung von Lösungsmitteln wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP). Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand thermisch entsorgt werden. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. In diesem Sinne wird ein energiesparendes, mehrstufiges Verfahren entwickelt, mit dem lösungsmittelhaltige Prozesswässer über ein abgestuftes Aufbereitungskonzept für die anschließende Rückführung in den Herstellungsprozess aufbereitet werden. Das Unternehmen B.Braun Avitum Saxonia GmbH stellt am Standort Dresden Dialysatoren für die Nierenersatztherapie her. Als Lösungsmittel in der Hohlfaserproduktion dient hierbei DMAc. Das für die Reinigung der Fasern anfallende Wasser wird momentan kostenintensiv entsorgt. Die Kreislaufführung dieses industriell genutzten Wassers und die Senkung der Betriebskosten stehen dabei im Fokus des Projektes. B. Braun steht somit am Ende der Wertschöpfungskette des Vorhabens. Die Labore der B.Braun Avitum Saxonia GmbH entwickeln verschiedene Methoden zur Analytik der Komponenten in den unterschiedlichen Abwässern. In enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden alle Teil- und Gesamtströme des in dem Projekt entwickelten mehrstufigen Verfahrens untersucht.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Luft- und Kältetechnik gemeinnützige Gesellschaft mbH durchgeführt. Weltweit gibt es ca. 7 Millionen dialysepflichtige Patienten, deren Anzahl stetig zunimmt. Der Bedarf zur Dialyse wird aufgrund dessen und infolge fehlender Alternativen in den nächsten Jahrzehnten wachsen. Damit steigt der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren ebenso wie der Reststoffanfall. Der größte umweltrelevante Faktor bei der Produktion von Dialysemembranen im Nassspinnverfahren besteht in der Verwendung von Lösungsmitteln wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP). Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand thermisch entsorgt werden. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. In diesem Sinne wird ein energiesparendes, mehrstufiges Verfahren entwickelt, mit dem lösungsmittelhaltige Prozesswässer über ein abgestuftes Aufbereitungskonzept für die anschließende Rückführung in den Herstellungsprozess aufbereitet werden. Das ILK Dresden widmet sich innerhalb des Konsortiums der Einbindung innerbetrieblich anfallender Abwärme in den Aufbereitungsprozess der Abwässer, der Entwicklung von Varianten für die Einbindung des neuen Aufbereitungsverfahrens in den Industrieprozess mit verschiedenen Optimierungszielen sowie der Datenerfassung, -aufbereitung und -verteilung aus und für ein Simulationsmodell und die Pilotanlage.

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von wasserWerkstatt Christian Karpf durchgeführt. Weltweit gibt es ca. 7 Millionen dialysepflichtige Patienten, deren Anzahl stetig zunimmt. Der Bedarf zur Dialyse wird aufgrund dessen und infolge fehlender Alternativen in den nächsten Jahrzehnten wachsen. Damit steigt der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren ebenso wie der Reststoffanfall. Der größte umweltrelevante Faktor bei der Produktion von Dialysemembranen im Nassspinnverfahren besteht in der Verwendung von Lösungsmitteln wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP). Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand thermisch entsorgt werden. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. In diesem Sinne wird ein energiesparendes, mehrstufiges Verfahren entwickelt, mit dem lösungsmittelhaltige Prozesswässer über ein abgestuftes Aufbereitungskonzept für die anschließende Rückführung in den Herstellungsprozess aufbereitet werden. Das Unternehmen wasserWerkstatt möchte mit den Projekt seine Kompetenzen im Bereich der industriellen Abwasserbehandlung mit Pflanzenkläranlagen ausbauen. Insbesondere sollen Erkenntnisse zum Einsatz von zweistufigen Bodenfilteranlagen, deren Optimierungspotenzial und Reinigungsleistung in Bezug auf die Stickstoffelimination erworben werden. Als weiteres Geschäftsfeld des Unternehmens wasserWerkstatt sollen Erkenntnisse und technologische Möglichkeiten im Bereich der Regenwasserbewirtschaftung gewonnen werden. Aufgrund zunehmender Anfragen in Bezug auf die Nutzung von Niederschlagswasser werden hier neue Impulse zum Einsatz im gewerblichen Bereich erwartet.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, Professur für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Weltweit gibt es ca. 7 Millionen dialysepflichtige Patienten, deren Anzahl stetig zunimmt. Der Bedarf zur Dialyse wird aufgrund dessen und infolge fehlender Alternativen in den nächsten Jahrzehnten wachsen. Damit steigt der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren ebenso wie der Reststoffanfall. Der größte umweltrelevante Faktor bei der Produktion von Dialysemembranen im Nassspinnverfahren besteht in der Verwendung von Lösungsmitteln wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP). Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand thermisch entsorgt werden. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. In diesem Sinne wird ein energiesparendes, mehrstufiges Verfahren entwickelt, mit dem lösungsmittelhaltige Prozesswässer über ein abgestuftes Aufbereitungskonzept für die anschließende Rückführung in den Herstellungsprozess aufbereitet werden. Die Professur Siedlungswasserwirtschaft des Instituts für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft und das Institut für Hydrobiologie der Technischen Universität Dresden untersuchen dabei Möglichkeiten zur Behandlung der anfallenden Abwässer und Konzentrate mit verschiedenen Verfahren sowie deren ökotoxikologische Wirkungen.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Szymon Dutczak Me-Sep durchgeführt. Weltweit gibt es ca. 7 Millionen dialysepflichtige Patienten, deren Anzahl stetig zunimmt. Der Bedarf zur Dialyse wird aufgrund dessen und infolge fehlender Alternativen in den nächsten Jahrzehnten wachsen. Damit steigt der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren ebenso wie der Reststoffanfall. Der größte umweltrelevante Faktor bei der Produktion von Dialysemembranen im Nassspinnverfahren besteht in der Verwendung von Lösungsmitteln wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP). Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand thermisch entsorgt werden. Das wesentliche Ziel des Projektes besteht in der Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs. In diesem Sinne wird ein energiesparendes, mehrstufiges Verfahren entwickelt, mit dem lösungsmittelhaltige Prozesswässer über ein abgestuftes Aufbereitungskonzept für die anschließende Rückführung in den Herstellungsprozess aufbereitet werden. Me-Sep untersucht dabei Möglichkeiten zur Behandlung das biologisch gereinigte Abwasser durch eine Membrananlage auf Reinstwasserqualität. Aufbereitungsziel ist eine Wasserqualität, die zur Herstellung von Dialysemembranen geeignet ist. Der zur Erreichung dieses Ziels durchzuführende experimentelle Vergleich der Membrantechnologien ist entscheidend für die Auswahl des optimalen zero-liquid-discharge-Verfahrens (ZLD) für die Produktion von Dialysatoren.

Teilprojekt B

Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Dresden-Roßendorf e.V., Institut für Ressourcenökologie durchgeführt. 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.

Conversion of Low Grade Heat to Power through closed loop Reverse Electro-Dialysis (RED-Heat-to-Power)

Das Projekt "Conversion of Low Grade Heat to Power through closed loop Reverse Electro-Dialysis (RED-Heat-to-Power)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WIP, Wirtschaft und Infrastruktur GmbH & Co Planungs-KG durchgeführt. The concept is based on the generation of electricity from salinity gradient using Reverse Electrodialysis with artificial saline solutions operating in a closed-loop. The original salinity gradient is regenerated by a separation step that uses heat at 40 - 100 C. The regenerated solutions can be stored at very low costs and the stack can react within seconds, providing flexibility to the power system. It is a quiet technology operating under normal pressures and temperatures imposing no risks. The industrial partners ensures the MRL will be kept aligned with the advances in TRL. The overall objective is to prove this revolutionary concept, develop the necessary materials, components and know-how for bringing it to the level of a lab prototype generating electricity from low-grade heat at higher efficiencies and lower costs than ever achieved to date. Specific objectives: Select the most suitable technologies for the regeneration process and the combinations of salts and solvents that can maximise the system performance. Create new knowledge for developing: membranes for the selected solutions; membrane manufacturing concepts that can be scaled-up for high volume and low-cost production; efficient stacks suitable for this application; energy efficient regeneration processes. Implement and validate a process simulation tool to analyse the performance under different configurations and operating conditions. Evaluate and improve the performance of the overall system through tests on a lab-prototype, identifying potential up-scaling and operational issues (System efficiencies reaching 15% and power densities of 25 W/m2 of cell pair). Define a development roadmap, taking into account environmental, social and regulatory issues, leading to levelised cost of electricity below 0.03 Euro/kWh by 2025 to 2030. Involve target group representatives to the Advisory Board and communicate the key results in order to initiate a dialogue and facilitate the engagement of key actors.

Teilvorhaben 1: Freie Universität Berlin

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Freie Universität Berlin" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Freie Universität Berlin, Institut für Chemie und Biochemie - Organische und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Gegenstand des Projekts ist die Entwicklung biologisch abbaubarer Polymere durch Kombination aus linearen und dendritischen Architekturen zum effektiven Wirkstofftransport in vivo sowie die Untersuchung der Wirkstoffaufnahme. Die Anforderungen an die als Nanotransporter bezeichneten Trägersubstanzen sind neben ihrer Löslichkeit in wässrigen Medien vor allem die nicht toxische Abbaubarkeit in vivo. Da viele Wirkstoffe hydrophob sind braucht es zudem einen Trägerstoff, der die Wirkstoffe effektiv aufnehmen und am Ziel auch wieder freigeben kann ohne mit dem Wirkstoff oder den Zellen zu wechselwirken. An erste Ergebnisse aus Vorversuchen soll mit dem Ziel die Wirkstoffaufnahme und -freisetzung besser zu verstehen und zu optimieren angeknüpft werden. Dazu werden die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Oberfläche des neu entwickelten Systems untersucht. Auch werden Anstrengungen unternommen die Wasserlöslichkeit zu erhöhen und die Pharmakokinetik (PK) und Pharmakodynamik (PD) von neuen Wirkstoffen (NCE) und anderen Biomolekülen zu verbessern. Als Methoden werden organische Synthese und entsprechende Trennmethoden (z.B. Ultrafiltration, Dialyse, GPC) eingesetzt. Die Charakterisierung erfolgt durch physikalisch chemische Methoden, wie NMR, IR, Gelektrophorese, Z-Potential, DLS, AFM, TEM, bzw. Cryo-TEM, CMC-Bestimmung. Das Up-scaling erfolgt in Zusammenarbeit mit der Nanopartica GmbH.

Struktur und Abundanz oligotropher Bakterien in Nord- und Südpolarmeer

Das Projekt "Struktur und Abundanz oligotropher Bakterien in Nord- und Südpolarmeer" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stiftung Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung e.V. (AWI) durchgeführt. Der Antarktische Ozean ist mit Chlorophyllgehalten von weniger als 0,3 my g per Liter und Primärproduktionsraten von weniger als 50 mg C pro m2 pro Tag extrem nährstoffarm oder ultraoligotroph. In den Wintermonaten mit kaum messbarer Photosynthese werden die biologischen Umsetzungen im Pelagial im wesentlichen von den Bakterien dominiert. So konnten obligat und fakultativ oligotrophe Bakterien als die dominante Population über den Gunnerus- und Astrid-Rücken im Antarktischen Ozean nachgewiesen werden. Sie machten hier mit etwa 10 Prozent der gesamten Bakterienzahlen einen beträchtlichen Anteil der kultivierbaren Bakterien aus. Der Arktische Ozean ist dagegen starken terrestrischen Einflüssen durch die Einträge größerer Wasserfrachten von sibirischen Flüßen ausgesetzt. Maximale Produktionsraten von 1320 mg pro m2 pro Tag wurden im Sommer in der Frobisher Bay, Kanada, gemessen. Die Chlorophyllkonzentrationen im Meerwasser schwankten in Abhängigkeit der Wassertiefe zwischen 0,22 und 1,4 my g pro Liter im nördlichen Foxe Basin, im östlichen Teil der kanadischen Arktis. Von 9 Stationen in der Framstraße und der westlichen Grönlandsee konnten obligat oligotrophe Bakterien nur an einer Station nachgewiesen werden. Die Abundanz und Struktur oligotropher Bakteriengemeinschaften in Nord- und Südpolarmeer soll nun mit klassischen und molekularbiologischen Methoden eingehender untersucht werden. Es wird erwartet, dass nach Anreicherung der oligotrophen Bakterien in der Dialysekammer durch den Einsatz der Laserpinzette und Einzelzellkultivierungen der Anteil und die Diversität der oligotrophen Isolate erheblich vergrößert werden können.

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