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Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme durchgeführt. Ziel des Projektes ist es ganzheitliche Ansätze zu entwickeln, um die Ausbeuteraten von Brackwasserentsalzungsanlagen in Kombination mit landwirtschaftlichen Drainagewässern deutlich zu erhöhen (bis ca. 85%) und dieses am Beispiel von einer Hydroponik und der Bewässerung einer Safrankultur zu demonstrieren. Im Mittelpunkt der technologischen Entwicklung seht eine chemikalienfreie, auf Elektrodialyse-Metathesis basierende Vorbehandlung, sowie eine Closed Loop Reveres Osmosis. Die Verfahrenskombination erlaubt einen sehr flexiblen Betrieb, bei dem sich die Anlage eigenständig auf komplexe und schwankenden Rohwasserzusammensetzungen einstellen und sehr hohe Ausbeuteraten liefern kann. Die Anlage soll energieeffizient und energieautark mittels Photovoltaik betrieben werden. Technologien für die Konzentrataufbereitung werden evaluiert und Curricula sowie Trainingskurse entwickelt. Eine ganzheitliche sozioökonomische Bewertung wird die Arbeiten durch das Projekt hindurch mittels multikriterieller Analysen begleiten.

Zu viel Dünger: Trinkwasser könnte teurer werden

Preissteigerung bis zu 45 Prozent erwartet Trinkwasser könnte in etlichen Regionen Deutschlands in Zukunft spürbar teurer werden. Grund ist die hohe Belastung des Grundwassers mit Nitrat. Über 27 Prozent der Grundwasserkörper überschreiten derzeit den Grenzwert von 50 mg/l. Wenn die Nitrateinträge dort nicht bald sinken, müssen betroffene Wasserversorger zu teuren Aufbereitungsmethoden greifen, um das Rohwasser von Nitrat zu reinigen. Einer aktuellen Studie des Umweltbundesamtes (UBA) zufolge kann dies die Trinkwasserkosten um 55 bis 76 Cent pro Kubikmeter erhöhen. Das entspricht einer Preissteigerung von 32 bis 45 Prozent. Eine vierköpfige Familie müsste dann bis zu 134 € im Jahr mehr bezahlen. Maria Krautzberger, Präsidentin des ⁠ UBA ⁠: „Mit den Neuregelungen in der Düngeverordnung wurden lange überfällige Schritte eingeleitet, die hoffentlich die Belastungen so weit senken, dass den Trinkwasserkunden die teure Aufbereitung erspart bleibt. Wichtig sind jetzt eine konsequente Umsetzung und verstärkte Kontrollen in den betroffenen Regionen. Falls sich diese Belastungen nicht verringern, müssten weitere und strengere Auflagen für die Landwirtschaft erfolgen.“ Gerade in Gebieten mit landwirtschaftlich intensiv genutzten Flächen ist das Grundwasser häufig durch zu viel Stickstoff belastet. Grund sind die auf den Feldern aufgebrachten Gülle und Mist aus der intensiven Tierhaltung oder Mineraldünger für beispielsweise Obst- und Gemüseanbau. Wasserversorger versuchen bereits heute, das Wasser mit unterschiedlichen Maßnahmen zu schützen, indem sie die darüber liegenden Flächen selbst pachten, Brunnen verlagern oder belastetes mit unbelastetem Wasser mischen. Auch diese Kosten fließen bereits heute in den Trinkwasserpreis mit ein. Doch derartige Maßnahmen werden in Zukunft in hochbelasteten Regionen nicht ausreichen, um den Nitratwert im Trinkwasser niedrig zu halten. Die UBA-Studie hat dies mit Daten von und in Kooperation mit drei großen Wasserversorgern untersucht: OOWV (Oldenburgisch-Ostfriesischer Wasserverband), Rheinenergie und RWW (Rheinisch-Westfälische Wasserwerksgesellschaft). Ergebnis: In einigen Gebieten könnte bald der Fall eintreten, dass das Wasser zusätzlich gereinigt werden muss. Dazu gibt es unterschiedliche Verfahren: Elektrodialyse, Umkehrosmose, biologische Denitrifikation oder das CARIX-Verfahren. Welches Verfahren zur Anwendung kommen kann, wird durch lokale Faktoren wie der Wasserhärte oder der notwendigen Vor- oder Nachbehandlung des Wassers bestimmt. Die Gesamtkosten für die Reinigung hängen neben der Art des Verfahrens auch noch ab von der konkreten Belastungssituation vor Ort, dem zu erreichenden Nitratwert, bis zu dem die Verunreinigungen gemindert werden sollen (Zielwert), und der Menge des aufzubereitenden Wassers. In jedem Falle bedeuten die Verfahren mögliche berechnete Mehrkosten von bis zu 76 Cent pro Kubikmeter für die Wasserkunden: diese müssen also für die Überdüngung in ihrer Region bezahlen. Die Studie rechnet zudem aus, wieviel die Reinigung von mit Nitrat belastetem Grundwasser in Deutschland insgesamt kosten kann: zwischen 580 und 767 Millionen Euro pro Jahr. Zum Vergleich: Maßnahmen der novellierten Düngeverordnung kosten laut Bundeslandwirtschaftsministerium die Landwirtschaft bis zu 111,7 Millionen Euro pro Jahr, also nur einen Bruchteil dessen, den die betroffenen Trinkwasserkunden zu bezahlen hätten. Dies zeigt erneut: Vorsorge ist billiger als Reparatur. Diese Maßnahmen helfen nicht nur, Nitrateinträge zu reduzieren und die Kosten für die Aufbereitung zu senken. Daneben haben sie sogar noch viele weitere positive Auswirkungen auf die Umwelt, wie den Erhalt der Artenvielfalt. Zur novellierten Düngegesetzgebung gehört neben dem Düngegesetz und die geplante Einführung einer Stoffstrombilanzverordnung auch die Düngeverordnung, die nach einem langjährigen Prozess umfangreich überarbeitet und im Frühjahr 2017 verabschiedet wurde.

Prof-ED

Das Projekt "Prof-ED" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Der Umsatz mit Biopharmazeutika verzeichnet seit Jahren global ein sehr starkes Wachstum. Bei der Herstellung dieser Arzneimittel kommt ein aus mehreren Teilschritten bestehendes Reinigungsverfahren zum Einsatz, in dem im Wesentlichen säulenchromatographische Verfahren eingesetzt werden. Diese sind effektiv, aber kostenintensiv und umweltbelastend. Es wird deswegen nach alternativen Reinigungsverfahren geforscht und einzelne fortgeschrittene Technologien sind bereits in Anwendung. Zur Lösung dieses Problems wollen wir als neuartigen, leistungsfähigen Prozessschritt zur Reinigung bzw. Entfernung von Ionen aus der Proteinlösung die von uns entwickelte, verbesserte Verfahrensvariante der Elektrodialyse etablieren, die einen signifikant höheren Entsalzungsgrad gegenüber der konventionellen Elektrodialyse erzielt und die Leistungsfähigkeit eines üblicherweise verwendeten Ionenaustauschs erreicht. Die wesentlichen Alleinstellungsmerkmale unserer neuartigen ED-Variante sind kontinuierliche, effiziente Entsalzung, Kostenreduktion gegenüber dem Einsatz konventioneller Technologien und Nachhaltigkeit durch geringen Energie- und Chemikalieneinsatz. Wir fertigen in der EXIST-Phase einen technischen Prototyp zur Validierung und ein Vorserienprodukt, das als Demonstrator den strategischen Partnern bzw. Kunden vorgestellt wird. Hierdurch wird zum Ende der EXIST-Phase die Serien- und Marktreife erreicht. Anschließend erfolgt die Unternehmensgründung und der Aufbau der Produktion. Nach der Etablierung unseres Produkts im anvisierten Markt ist eine Diversifikation und die Erschließung weiterer potenzieller Märkte vorgesehen.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deukum GmbH durchgeführt. Es soll untersucht werden, ob Mikroverunreinigungen im Trinkwasser mittels Elektrodialyse entfernt und aufkonzentriert werden können. Weiterhin soll die Adsorption von Mikroverunreinigungen auf den Membranen untersucht werden. Versuche sollen mit und ohne elektrischem Feld durchgeführt werden, um eine mögliche Adsorption der Mikroverunreinigungen zu untersuchen. Es soll weiterhin untersucht werden, inwiefern adsorbierte Bestandteile wieder von den Membranen entfernt werden können - Regeneration. Zuerst soll eine Methodik zur reproduzierbaren Versuchsdurchführung (Versuche mit verschiedenen Membranen) entwickelt werden. Anschließend erfolgt der Aufbau einer entsprechenden Versuchsanlage im Labormaßstab. Nach dem Aufbau der Versuchsanlage und der Beschaffung der verschiedenen Membranen (5 Membranpaarungen) sollen zunächst Versuche zur Elektrodialyse mit und ohne angelegtem elektrischen Feld durchgeführt werden. Nach Abschluss dieser Versuche soll untersucht werden, ob adsorbierte Komponenten mit oder ohne elektrischem Feld wieder von den Membranen gelöst werden können.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Verfahren zur integrierten Wasseraufbereitung für salz- und organikhaltige Prozesswässer am Beispiel der Abwässer aus der Erdöl/Erdgas- sowie der keramischen Industrie. Für die gewählten Anwendungen sollen maßgeschneiderte Konzepte entwickelt werden, die jedoch ebenso Potential für eine Übertragung der Technologie auf weitere Einsatzfälle erlauben. Zentrales Aufbereitungsverfahren ist die Nanofiltration (NF) mit keramischen Membranen. Diese Membranen ermöglichen neben der Abtrennung feinster Partikel insbesondere die Teilentsalzung und die Entfernung der wesentlichen organischen Fracht auch aus hoch konzentrierten Abwässern. Die Nanofiltration wird mit weiteren Technologien wie z.B. Elektrodialyse und elektrochemischer Totaloxidation zur Zerstörung organischer Inhaltsstoffe kombiniert, um auch die aufkonzentrierten Retentate der Membranprozesse effektiv aufzuarbeiten und das Wasser bedarfsgerecht für die industriellen Prozesse zur Verfügung zu stellen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegt der Fokus auf der Aufbereitung von Wässern der Gas- und Ölförderung. Das Projekt besteht aus 7 Arbeitspaketen, unterlegt mit drei Meilensteinen. Im Teilvorhaben werden reale Wässer der Ölförderung aus D an einer Technikumsanlage im Labor aufbereitet, diese Anlage dann an einen Standort in D umgesetzt. Die dritte Phase beinhaltet Planung und Bau einer Pilotanlage sowie deren Betrieb an diesem Standort. Die ökon. und ökologische Bewertung des Verfahrens ist Projektbestandteil.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des HighRec Projektes ist es ganzheitliche Ansätze zu entwickeln, um die Ausbeuteraten von Brackwasserentsalzungsanlagen in Kombination mit landwirtschaftlichen Drainagewässern deutlich zu erhöhen (bis ca. 85%) und dieses am Beispiel von einer Hydroponik in Katar und der Bewässerung einer Safrankultur im Iran zu demonstrieren. In vielen Ländern des mittleren und Nahen Ostens kann der Frischwasserbedarf schon sehr lange nicht mehr über die natürlichen Ressourcen gedeckt werden, wobei sich dieser Mangel durch die verschiedensten Einflüsse zunehmend verschärft. Damit verbunden sind existenz-bedrohende Auswirkungen auf den industriellen und landwirtschaftlichen Sektor. Die Aufbereitung und Verwendung von Brackwasser im Landesinneren wird schon praktiziert, allerdings mit geringen Ausbeuteraten. Daher steht m Mittelpunkt der technologischen Entwicklung eine chemikalienfreie, auf Elektrodialyse Metathesis (EDM) basierende Vorbehandlung sowie eine Closed Loop Reveres Osmosis (CLRO). Die Verfahrenskombination erlaubt einen sehr flexiblen Betrieb, bei dem sich die Anlage eigenständig auf die typischerweise stark schwankenden und chemisch komplexen Rohwasserzusammensetzungen einstellen und sehr hohe Ausbeuteraten liefern kann. Die Anlage soll energieeffizient und energieautark mittels Photovoltaik (PV) betrieben werden. Zusätzlich werden Technologien für die Konzentrataufbereitung (ZLD) und -verwertung evaluiert und Curricula sowie Trainingskurse entwickelt. Eine ganzheitliche sozioökonomische Bewertung wird die Arbeiten durch das Projekt hindurch mittels multikriterieller Analysen begleiten.

Acid Chromic Recycling From Rinse Water In Galvanic Plants By Electro-Electrodialasis

Das Projekt "Acid Chromic Recycling From Rinse Water In Galvanic Plants By Electro-Electrodialasis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FUMA-Tech Gesellschaft für funktionelle Membranen und Anlagentechnologie mbH durchgeführt. Objective: 90 percent of chromium-plating facilities in Europe are SMEs, with all resources allocated to the daily work. The social and environmental concern related to the toxi city of the chromic acid used in the baths is leading the sector to a difficult decision; the investment in very complex and expensive systems to control and reduce the emissions could lead them to a non-competitive position. The basic objective of RECY-CHORM is to develop and validate a new system to recover chromium from the rinsing bath, using a clean technology such as electro-electrodialisis (EED) with 3 compartments, which does not need either water or chemical products to work. This system will be modular, portable and cheap to be affordable and valuable for SMEs. For this to be achieved, the consortium has been formed with partners skilled in different technologies involved (membranes, electrodialisis, raw material recovery and surface treatments), as well as planting industries to validate the results. Prime Contractor: Fundacion Leia Centro de Desarrollo Tecnologico, Research and Development of Environmental Technologie; Minano Mayor - Alava; Spain.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Andreas Junghans Anlagenbau und Edelstahlbearbeitung GmbH & Co. KG durchgeführt. Zentrales Entwicklungsziel ist die erfolgreiche Aufreinigung salz- und organikhaltiger Wässer mit dem Ziel diese Wässer wieder für die jeweiligen Produktionsprozesse in der Erdöl-/Erdgasindustrie sowie der Keramikindustrie einsetzbar zu machen. Zentraler technischer Bestandteil ist die Synthese, Erprobung und Anwendungen keramischer Nanofiltrationsmembranen unterschiedlicher Geometrie und Oberflächeneigenschaften zur Reinigung der salz- und organikhaltigen, zum Teil abrassiven und teilweise bei erhöhter Temperatur vorliegenden Wässer. Für die beiden unterschiedlichen verwendeten Wässer werden weitere Verfahren entwickelt und angewandt. So wird für die Behandlung der Wässer der Erdöl-/Erdgasindustrie ein kombiniertes Flotations/Mikrofiltrationsverfahren als Vorbehandlung erprobt. Für beide Wässer erfolgt eine Nachbehandlung des aufkonzentrierten Retentatstromes zur Abtrennung der Salze als Säure, Laugen oder Salz mit Elektrodialyseverfahren. Die Einbindung weiterer Verfahren, wie Totaloxidation und Eindampfung sollen im Labor überprüft werden. siehe Gesamtantrag.

Die im Norddeutschen Raum vorhandenen Grundwasservorkommen sind zum Teil stark versalzen bzw. stark huminhaltig und sollen ueber reberse Osmose oder E-Dialyse fuer eine Trinkwasserversorgung aufbereitet werden

Das Projekt "Die im Norddeutschen Raum vorhandenen Grundwasservorkommen sind zum Teil stark versalzen bzw. stark huminhaltig und sollen ueber reberse Osmose oder E-Dialyse fuer eine Trinkwasserversorgung aufbereitet werden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hamburger Wasserwerke GmbH durchgeführt. In der Haseldorfer Marsch ebenso wie in der Geest sollen Grundwasservorkommen mit hohen Ci- und Na-Gehalten, i.M. 2-3000 mg/1 fuer die Trinkwasserversorgung aufbereitet werden. Daneben sind organisch hochbelastete Grundwaesser in der Gegend von Marsch- und Vierlanden festgestellt worden. In den Versuchen sollen die optimalen und wirtschaftlichen Voraussetzungen ermittelt werden, die einen Einsatz der reversen Osmose oder der Elektrodialyse gestatten, wobei eine wirtschaftlich vertretbare Lebensdauer der Membranen bzw. Modulen und deren Auswechselung gewaehrleistet sein muss. Durch Langzeitversuche im halbtechnischen Massstab ca 4-5 M3/d sollen Erfahrungen und Daten gewonnen werden, die unter anderem eine Abschaetzung der Wirtschaftlichkeit groesserer Anlagen ermoeglichen. Es soll gegebenenfalls eine Demonstrationsanlage fuer 10-15.000 M3/d erstellt werden.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von akvola Technologies GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung von Verfahren zur integrierten Wasseraufbereitung für salz- und organikhaltige Prozesswässer am Beispiel der Abwässer aus der Erdöl/Erdgas- sowie der keramischen Industrie. Für die gewählten Anwendungen sollen maßgeschneiderte Konzepte entwickelt werden, die jedoch ebenso Potential für eine Übertragung der Technologie auf weitere Einsatzfälle erlauben. Zentrales Aufbereitungsverfahren ist die Nanofiltration (NF) mit keramischen Membranen. Diese Membranen ermöglichen neben der Abtrennung feinster Partikel insbesondere die Teilentsalzung und die Entfernung der wesentlichen organischen Fracht auch aus hoch konzentrierten Abwässern. Die NF wird mit weiteren Technologien wie z.B. Elektrodialyse und elektrochemischer Totaloxidation zur Zerstörung organischer Inhaltsstoffe kombiniert, um auch die aufkonzentrierten Retentate der Membranprozesse effektiv aufzuarbeiten und das Wasser bedarfsgerecht für die industriellen Prozesse zur Verfügung zu stellen. - Die Weiterentwicklung und Anpassung weltweit einmaliger keramischer NF-Membranen - Die Prozessentwicklung und -erprobung mit diesen Membranen zur effizienten Aufbereitung organik- und salzhaltiger Abwässer. - Die Entwicklung und Erprobung von Elektromembranverfahren zur Retentataufbereitung und Salzrückgewinnung - Die Entwicklung und Erprobung eines kombinierten Flotations/Mikrofiltrations-verfahrens zur Vorbehandlung von Abwässer der Erdöl-/Erdgasindustrie - Die Erprobung der nachgeschalteten Verfahren Totaloxidation und Eindampfung - Die Entwicklung, die Erprobung und die Einbindung neuartiger Messtechnik zwecks Realisierung eines neuartigen in-line-Monitorings - Pilottests an realen Abwässern.

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