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Teilvorhaben IIS (DenimeF) - Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilvorhaben IIS (DenimeF) - Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen durchgeführt. Die immer wieder auftretenden Sabotagefälle an Feldhäckslern im Maisbestand, bei denen vorsätzlich Edelstahl im Feld platziert wird, waren bisher nicht vorhersehbar oder vermeidbar. Durch geeignete Messtechnik könnte durch das Material verursachte Schaden abgewendet werden, indem der Fremdkörper erkannt wird bevor er in kritische Bereiche im Inneren des Feldhäckslers gelangt, dort Schäden verursacht und als Folge eine Gefahr für umgebende Lebewesen erzeugt. Bei den hohen Kräften und Geschwindigkeiten, die während des Ernteprozesses in den Feldhäcksler herrschen, können schon kleine Teile, die in die Maschine gelangen, große Schäden hervorrufen, die hohe Reparaturkosten und Ausfallzeiten mit sich führen. Mit den bisherigen marktverfügbaren Sensorsystemen in Feldhäckslern können nicht alle vorkommenden maschinen- und ernteschädigenden Fremdkörper detektiert werden. Dies gilt insbesondere für Edelstähle, aber auch für andere nicht-metallische Fremdkörper wie Kadaver oder Plastik. Die Röntgentechnik hat das Potential verschiedene Fremdkörper, vor allem Metalle wie Edelstahl, im Gutfluss anhand von Dichteunterschieden zu detektieren. Mit einem erfahrenen Projektpartner im Einsatz von Röntgentechnologie in den Bereichen Landwirtschaft und Lebensmittelverarbeitung, dem Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS), sollen im Wesentlichen drei Ziele erfüllt werden: 1) Der Nachweis, dass die Entwicklung einer marktfähigen Lösung mit Röntgentechnik möglich ist 2) Die Unterscheidung von zu detektierenden Störkörpern von verdichtetem Pflanzenmaterial 3) Die Entwicklung eines Konzepts für die Zulassung zum praxisfähigen Betrieb in Feldhäckslern Das Gespräch mit einem Hersteller von Feldhäckslern (Maschinenfabrik Bernard Krone GmbH & Co. KG) ergab, dass die Thematik von hoher praktischer Relevanz ist. Der Hersteller wird das Projekt beratend und durch die Bereitstellung von Baugruppen unterstützen.

Teilprojekt: Auswirkung von Landnutzung auf die Signal Diversität und das Verhalten von Bestäubern (Plantcol)

Das Projekt "Teilprojekt: Auswirkung von Landnutzung auf die Signal Diversität und das Verhalten von Bestäubern (Plantcol)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Biologie I (Zoologie) Arbeitsgruppe Evolutionsbiologie und Ökologie durchgeführt. Communication in plant-pollinator networks contributes to structuring plant communities. In the last 1.5 years, we found that land use diminishes colour diversity of flowers and changes the overall colouration of grasslands. Our overall aim is now to assess whether that change affects plant reproduction by altering their interactions with pollinators and/or herbivores. We will therefore collect quantitative data on floral colouration, seed production, nectar quantity and quality as well as insect visitation to flowers in the grasslands of all Exploratories. Using visual modelling we will analyse whether the sensory ecology of different pollinator groups, altered nutrient availability of plant rewards or differences in the abundance of plant species affect pollinator behaviour, and whether that change affects plant reproduction. Moreover, we will record herbivore damage of flowers and of vegetative tissue. Finally, we will experimentally manipulate nectar rewards and floral colours to tease apart different functional hypothesis on why land use regimes affect floral colour. Combined with data on plant reproduction, we can thus answer whether changes in the visual communication between flowering plants and animals that are caused by land use regimes contribute to structuring plant communities in the grasslands.

Aufbereitung des Zinnerzes von Dachang/China - Teilvorhaben 1: Entwicklung eines Verfahrens zur Erhoehung des Ausbringens in der Aufbereitung des Zinnerzes von Dachang/China

Das Projekt "Aufbereitung des Zinnerzes von Dachang/China - Teilvorhaben 1: Entwicklung eines Verfahrens zur Erhoehung des Ausbringens in der Aufbereitung des Zinnerzes von Dachang/China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Klöckner-Humboldt-Deutz AG durchgeführt. Die im Bergbaudistrikt Dachang, VR China, lagernden alten Aufbereitungshalden beinhalten noch hohe Gehalte an Zinn und anderen Wertmineralien. Bei der heute betriebenen Gewinnung des primaeren Zinnerzes entstehen durch Anwendung eines unangepassten Aufbereitungsverfahrens hohe Wertstoffverluste. Zur Rueckgewinnung der Wertminerale aus den alten Halden und zur Senkung der Wertstoffverluste in laufender Produktion sollen gemeinsam mit der RWTH Aachen Verfahrenswege entwickelt werden, die eine wirtschaftliche Anwendung im grosszechnischen Rahmen ermoeglichen. Dabei werden Sortiermethoden anzuwenden sein, die die moeglichen Unterschiede sowohl im Erz als auch im Haldenmaterial in Dichte, magnetischer Suszeptibilitaet oder Hydrophobie nutzen.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. Das Ziel des Projektes besteht darin die grundlegenden Prozesse welche den Zusammenhang zwischen Nährstoffeinträgen und der sich daraus im Zusammenspiel mit hydro-meteorologischen und operativen Randbedingungen ergebenden Wasserqualität in Stauseen zu untersuchen. Dazu wird ein hochauflösendes Messsystem in dem brasilianischen Stausee installiert und ein umfangreiches Monitoring von physikalischen Prozessen und Wasserqualität durchgeführt. Basierend auf den erhobenen Messungen und numerischen Simulationen werden technische Lösungsvorschläge dazu entwickelt, wie die für die Algenentwicklung und Algenzusammensetzung maßgeblichen Transportprozesse prinzipiell in unterschiedlichen Gewässern mit einem Minimalaufwand an Messungen und vorrangiger Nutzung von Fernerkundungsdaten beschrieben werden können. Dazu werden Richtlinien und Vorschläge zur technischen Realisierung des notwendigen Messprogrammes in Abhängigkeit der geografischen, hydrologischen und meteorologischen Randbedingungen erarbeitet. Es werden die Transportpfade für partikelgebundene und gelöste Nährstoffe (N und P) im Stausee unter besonderer Berücksichtigung von vertikaler Dichteschichtung, dichtegetriebenen Strömungen und vertikaler Durchmischung des Wasserkörpers mit Hilfe von umfangreichen Feldmessungen und prozessorientierten numerischen Simulationen untersucht. Als maßgebliche Wasserqualitätsparameter werden die Phytoplanktonkonzentrationen in unterschiedlichen Algenklassen, inklusive Cyanobakterien, über den Zeitraum von einem Jahr kontinuierlich gemessen. Die erhobenen Daten bilden die Grundlage für die prozessorientierte Modellierung der güterelevante Speicher- und Transformationsprozesse im Stausee und stellen gleichzeitig Ground Truth Daten für die Kalibration und Validierung von Fernerkundungsdaten zur Verfügung.

Machbarkeitsuntersuchung über den Einsatz von Hot Dry Rock Geothermie zur Elektrizitätserzeugung mit Hilfe von superkritischem CO2

Das Projekt "Machbarkeitsuntersuchung über den Einsatz von Hot Dry Rock Geothermie zur Elektrizitätserzeugung mit Hilfe von superkritischem CO2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Geologie, Professur für Hydrogeologie und Hydrochemie durchgeführt. Es soll Geothermische Stromerzeugung mit superkritischen CO2 als Arbeitsmittel auf Machbarkeit untersucht werden. Recherchen und Modellrechnungen in den Bereichen: - Geowissenschaften und Geoingenieurwesen; - Kraftwerkstechnik; - Wirtschaftlichkeitsberechnung; - Pilotprojekt. CO2 bietet bei HDR folgende Vorteile gegenüber Wasser: - Hochdruckkreislauf mit Effizienzvorteilen; - Kein zusätzlicher ORC/Kalina-Kraftwerksprozess; - Dichteunterschiede -- geringere Pumpenleistung, - geringe Viskosität/Oberflächenspannung -- höhere Wäremausbeute aus Gestein. April - November Geowissenschaftliche und geotechnische Aufg.; April - November: Bohrtechnische Aufg.; April - November: Kraftwerkstechnik; August - Dezember Wirtschaftlichkeitsberechnungen; Nov. - Dez. Vorschlag Pilotprojekt. Basierend auf den Ergebnissen der Studie soll letztlich für ein Pilotprojekt sowohl ein Standort als auch eine angepasste Technik und Technologie abgeleitet und vorgeschlagen werden. In diesem Kontext sind auch Fördermöglichkeiten (z.B. BMBF, EU) zu prüfen und aufzuzeigen. Da es sich um ein in verschiedensten Bereichen hoch innovatives Projekt handelt, wird davon ausgegangen, dass eine Realisierung nur mit Fördermitteln umsetzbar sein wird.

Geräte für die Erhöhung der Verwertbarkeit fett- und ölhaltiger Abwässer in Biogasanlagen

Das Projekt "Geräte für die Erhöhung der Verwertbarkeit fett- und ölhaltiger Abwässer in Biogasanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, Institut für Umwelttechnik, Lehrstuhl Abfallwirtschaft durchgeführt. Das Projekt 'Erhöhung der Verwertbarkeit fett- und ölhaltiger Abwässer in Biogasanlagen' dient der Vergrößerung des Einsatzspektrums von Substraten in Biogasanlagen. Hierbei soll die Verwertung von organischen Abwässern, insbesondere von industriellen Produktionsrückständen wie z.B. flüssige Abfälle von Schlachtbetrieben oder Rohglycerin aus der Biodieselproduktion im Fokus stehen. Solche Abwässer mit hohem Anteil organischer Substanzen weisen häufig einen erheblichen Fett- oder Ölanteil auf. Fett besitzt aufgrund seiner chemischen Struktur einen hohen Energiegehalt. Es können bis zu 1.225 Normliter Biogas pro Kilogramm organischer Trockenmasse gewonnen werden. Dies ist mit Abstand das Substrat, welches die höchsten Biogaserträge liefert. Grundsätzliches Ziel ist es daher, diese fettreichen, flüssigen Rückstände einer energetischen Nutzung durch Biogasgewinnung zuzuführen. Aus der Praxis ist bereits bekannt, dass der Einsatz von fettreichen Substraten ohne Vorbehandlung aufgrund der Dichteunterschiede zwischen Flüssigkeit und Fett zur Ausbildung einer Schwimmschicht im Fermenter führt. Dadurch ist der fetthaltige Anteil für die Mikroorganismen nur schwer zugänglich und kann größtenteils nicht in Biogas umgesetzt werden. Insgesamt wirkt sich eine Schwimmschicht auf der Flüssigkeitsoberfläche negativ auf den Prozess aus bzw. führt außerdem zu erheblichen Störungen im verfahrenstechnischen Ablauf. Aufgrund dieser Probleme und dem hohen Energieverbrauch von Rührern zur Unterbindung der Schwimmschichtbildung ist der Einsatz von Substraten mit hohen Fettgehalten für Biogasanlagen bisher wirtschaftlich uninteressant. In diesem Projekt soll durch den Einsatz eines Emulgators ein Verfahren entwickelt werden, dass eine energetische Verwertung fettreicher Abwässer ermöglicht. Durch Emulgieren werden die Fettpartikel zerkleinert und mit der übrigen wässrigen Prozessflüssigkeit zu einer stabilen Öl-in-Wasser-Emulsion vermischt. Dies soll die Schwimmdeckenbildung unterbinden und außerdem die Fettoberfläche bzw. Reaktionsfläche für die Bakterien vergrößern. Damit sind Fette und Öle besser zugänglich und deren Abbau in der Hydrolyse wird intensiviert. Zusätzlich werden im Projekt die Fermentationsprozesse an das fetthaltige Substrat angepasst. In diesem Fall bietet sich ein zweistufiges Biogasverfahren mit räumlicher Trennung von Hydrolyse und Methanstufe an. Dadurch kann die Stufe der Hydrolyse, in welcher die Spaltung der Fettmoleküle in Fettsäuren und Glycerin stattfindet, separat gesteuert und der Fettabbau überwacht werden. Die Hydrolyse erfolgt in einem Festbettreaktor der vom emulgierten Substrat durchströmt wird. Durch den Verfahrensschritt der Emulgierung ist davon auszugehen, dass der Gesamtprozess verbessert werden kann und eine höhere Biogasausbeute erzielt wird. Eine Emulgator-Einheit könnte in bereits bestehende Biogasanlagen bzw. beim Neubau von Anlagen integriert werden. Die Technologie könnte verstärkt für die Vergärung von Abwässern eingesetzt

The waste dilemma: the attempt of Germany and Italy to deal with the waste management regulation in two European countries

Das Projekt "The waste dilemma: the attempt of Germany and Italy to deal with the waste management regulation in two European countries" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bielefeld, Graduiertenkolleg 724 'Auf dem Weg in die Wissensgesellschaft: institutionelle und epistemische Transformationen der Wissensproduktion und ihre gesellschaftlichen Rückwirkungen' durchgeführt. Die Dissertation der Bearbeiterin basiert auf einem Vergleich von zwei Abfallregulierungssystemen: dem italienischen und dem deutschen. Die Arbeit geht von der Hypothese aus, dass es keinen goldenen Weg gibt, ein Entsorgungssystem zu implementieren, aber unterschiedliche nationale gleichwertige Regelwerke. Die Unterschiede lassen sich auch anhand von Politik, Organisation und Regulation in den Kulturen erklären. Mit ihrer Dissertation möchte die Bearbeiterin untersuchen, ob Verständnis des Verantwortungsprinzips (bei der Übertragung von Verantwortung) eine Veränderung stattfindet, von seiner Definition in EU Gesetzgebung zu seiner Implementierung in nationalen Gesetzen bis zu den Praxen. Die italienische und die deutsche Gesetzgebung haben nämlich unterschiedliche Facetten dieses Prinzips in ihrer Regulierung angewendet (geteilte- vs. Produktverantwortung). Diese Facetten haben die nationalen Regulierungssysteme so geprägt, dass sich unterschiedliche Praxen und Wege der Regulierung etabliert haben. In den letzten Jahren scheint, dass unter dem Begriff der 'extended producer responsibility' (die von der EU Gesetzgebung übernommen wurde) beide Facetten zusammengeführt wurden. Die Frage die am Ende der Arbeit entsteht ist, ob es im Laufe der Jahre zu einer Transformation des Verantwortungsprinzips geführt hat.

Teilprojekt B 02: Verhalten und Transport von Mikroplastik in der strömungsarmen Wassersäule

Das Projekt "Teilprojekt B 02: Verhalten und Transport von Mikroplastik in der strömungsarmen Wassersäule" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Themenbereich Wasserressourcen und Umwelt, Department Hydrogeologie durchgeführt. Ziel des Projektes B02 ist, die Wechselwirkungen zwischen physikalischen, biogeochemischen und biologischen Einflüssen auf Transport, Sedimentation und Verteilung von MP in stehenden Gewässern zu verstehen. Neben Faktoren, die die Eigenschaften der Wassersäule definieren, wie z. B. Wasserchemismus, Turbulenzen, Dichtegradienten, Schichtung und Schwebstoffgehalt wird auch der Einfluss der physikalisch-chemischen Eigenschaften von definiertem Modell-MP während des Aufenthaltes in der Wassersäule (Partikelgröße, Kunststofftyp, Form, Oberflächenchemismus), die mikrobielle Besiedlung und Biofilmbildung sowie der organismische Transport von MP in der Wassersäule untersucht um deren Einfluss auf das Transportverhalten von MP zu verstehen. Diese Kombination aus modellhaften Labor-, und kontrollierten Mesokosmenstudien sowie hydrodynamischer Modellierung wird ein wissenschaftlich fundiertes Verständnis des MP-Transports in stehenden Gewässern ermöglichen.

Erforschung der Rueckgewinnbarkeit des Zinnsteins aus den Bergeteichen von Hong-Tang und Entwicklung eines Verfahrens zur Erhoehung des Ausbringens in der Aufbereitung des Zinnerzes von Cachang, VR China

Das Projekt "Erforschung der Rueckgewinnbarkeit des Zinnsteins aus den Bergeteichen von Hong-Tang und Entwicklung eines Verfahrens zur Erhoehung des Ausbringens in der Aufbereitung des Zinnerzes von Cachang, VR China" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Institut für Aufbereitung, Kokerei und Brikettierung und Lehrstuhl für Aufbereitung, Veredlung und Entsorgung durchgeführt. Die im Bergbaudistrikt Dachang, VR China, lagernden alten Aufbereitungshalden beinhalten noch hohe Gehalte an Zinn und anderen Wertmineralen. Bei der heute betriebenen Gewinnung des primaeren Zinnerzes entstehen durch Anwendung eines unangepassten Aufbereitungsverfahrens hohe Wertstoffverluste. Zur Rueckgewinnung der Wertminerale aus den alten Halden und zur Senkung der Wertstoffverluste in laufenden Produktion sollen gemeinsam mit der KHD-Humboldt WEDAG/Koeln Verfahrenswege entwickelt werden, die eine wirtschaftliche Anwendung im grosstechnischem Rahmen ermoeglichen. Dabei werden Sortiermethoden anzuwenden sein, die die moeglichen Unterschiede sowohl im Erz als auch im Haldenmaterial in Dichte, magnetischer Suszeptibilitaet oder Hydrophobie nutzen.

Strömungsformen bei Vermischung in der Umgebung eines Rohrleitungs T-Stücks (KEK)

Das Projekt "Strömungsformen bei Vermischung in der Umgebung eines Rohrleitungs T-Stücks (KEK)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Kernenergetik und Energiesysteme durchgeführt. Die Strömungsturbulenz in Rohrleitungssystem von Kernkraftwerken ist für Ermüdungs- und Korrosionsphänomene verantwortlich und kann somit nach langen Laufzeiten Fehlfunktionen oder Schädigungen in den Komponenten von Kühlkreisläufen auslösen. Stellvertretend sollen im PVC-Versuchsstand des IKE Strömungen ohne und mit Dichteschichtung nahe einer generischen Einspeisestelle (horizontales T-Stück) untersucht werden, unter welchen Bedingungen sich unterschiedliche Strömungsformen mit Dichteschichtung ausbilden und welche Stabilitätseigenschaften diese Strömungsform gegenüber einer Veränderung der Bedingungen (Impulsverhältnis, Schichtungsparameter) in den Zuflüssen besitzt. Die Strömung und ihre Stabilität soll begleitend mit dem Simulationsprogramm OpenFoam, berechnet werden. Diese Methode kann eingesetzt werden, um die Strömungs-Struktur Wechselwirkung im Rohrleitungsversuchsstand sowie Strömungen in Rohrleitungssystemen von Kernkraftwerken zu simulieren. Zunächst soll der PVC-Versuchsstand für die durchzuführenden Experimente angepasst werden. Die Dichteschichtung wird durch Verwendung von Glykollösung im Seitenstrang hergestellt. Als Messtechnik werden Kameras sowie die Particle-Image Velocimetrie (PIV) eingesetzt. Für ausgewählte Parameterwerte der Strömungsformenkarte sollen detaillierte Experimente sowie der mittleren Geschwindigkeit und der turbulenten Fluktuationen durchgeführt werden. In Wandnähe sollen die Turbulenzstrukturen (Längsstreifen, Längswirbel) visualisiert werden. Das Programm OpenFoam sollen umfangreiche Large-Eddy Simulationen mehrerer ausgewählter Fälle durchführen. Die gemessenen Daten dienen zum Vergleich, damit die Anwendbarkeit der numerischen Methode überprüft werden kann.

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