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Entwicklung von umweltfreundlichen Trennverfahren für Ölemulsionen - Potentiale für oleodynamische technische Innovationen durch Transfer der Funktionen spezialisierter Insekten^Teilvorhaben 3, Teilvorhaben 2

Entwicklung von umweltfreundlichen Trennverfahren für Ölemulsionen - Potentiale für oleodynamische technische Innovationen durch Transfer der Funktionen spezialisierter Insekten, Teilvorhaben 3

Teilvorhaben 3^Entwicklung von umweltfreundlichen Trennverfahren für Ölemulsionen - Potentiale für oleodynamische technische Innovationen durch Transfer der Funktionen spezialisierter Insekten^Teilvorhaben 2, Teilvorhaben 1

Superhydrophobe Beschichtung von Filtergeweben zur Trennung von Flüssigkeiten mit unterschiedlicher Oberflächenspannung

Die Aufgabenstellung des vorliegenden Projektes besteht in der Entwicklung einer neuartigen Fluorpolymer-basierten Beschichtung von Filtergeweben. Die Beschichtung soll dazu führen, dass die nach dem heutigen Stand der Technik bekannten Filtergewebe effizienter und wirtschaftlicher gestaltet werden, sowohl was ihre Herstellung als auch was ihre Wirkung anbelangt. Ziel der Entwicklung ist es insbesondere, die Filterwirkung des Gewebes mit einer superhydrophoben Beschichtung deutlich zu verbessern. Hierdurch soll es beispielswiese möglich werden, aus einer tensidhaltigen Öl-Wasser-Emulsion das Öl vollständig und wesentlich einfacher aus dem Wasser zu entfernen als dies beim gegenwärtigen Stand der Technik möglich ist (siehe auch Punkt 3). Darüber hinaus sind zahlreiche weitere Anwendungen denkbar. Der Lösungsweg des Projektes basiert aus einer Patentanmeldung unseres Unternehmens, wobei der innovative Kern in einer strukturierten Beschichtung besteht, die auf die Oberfläche von Filtergeweben aufgebracht wird (siehe nachfolgendes Beispiel aus Vorversuchen zum Projekt).

Umweltfreundliche Mikrowellenbehandlung von Ölemulsionen als Beitrag zur ressourcenschonenden Kreislaufschließung in der Industrie, Teilvorhaben 4: Erfassung der Ist-Situation, Betriebsversuche im Bypass zu zwei Emulsionsspaltanlagen

In der metallverarbeitenden Industrie fallen Emulsionen an, die intern oder in Entsorgungsunternehmen chemisch gespalten werden. Ziel des Teilvorhabens ist die Bewertung des neuartigen Verfahrens im Vergleich zu konventionellen Spaltverfahren und die betriebliche Erprobung des entwickelten Mikrowellentechnikumsreaktors. Folgende Arbeitsschritte sind vorgesehen: Konkretisierung der Projektziele; Erfassung der Ist-Situation; Vergleich der Mikrowellenspaltung mit der chemischen und mechanischen Emulsionsspaltung; Erprobung der Mikrowellenspaltung in Betriebsversuchen im Bypass zu zwei betrieblichen Emulsionsspaltanlagen; Erstellung eines allgemeingültigen Verfahrenskonzeptes; Dokumentation und Ergebnistransfer. Die Ergebnisse des Teilvorhabens belegen die Verfahrenseffizienz sowie die betriebliche Anwendbarkeit der Emulsionsspaltung im Mikrowellenreaktor. Bei den zu erwartenden positiven Ergebnissen ist eine branchenübergeifende Umsetzung in verschiedene Industriezweige wie Automobilzuliefer- und Entsorgungsindustrie an weiteren Spaltanlagen möglich. Der bei Zimmermann betriebene Mikrowellenreaktor dient als Referenzanlage für weitere potentielle betriebliche Anwendungen.

Teilvorhaben 2: Charakterisierung von Emulsionen, Entwicklung des Mikrowellenlabor- und -technikumsreaktors^Umweltfreundliche Mikrowellenbehandlung von Ölemulsionen als Beitrag zur ressourcenschonenden Kreislaufschließung in der Industrie^Teilvorhaben 4: Erfassung der Ist-Situation, Betriebsversuche im Bypass zu zwei Emulsionsspaltanlagen, Teilvorhaben 1: Planung, Bau und Inbetriebnahme der Laborversuchsanlage, Durchführung und Bewertung von Versuchen

x In der metallverarbeitenden Industrie fallen Emulsionen an, die intern oder in Entsorgungsunternehmen chemisch gespalten werden. Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines betriebsreifen Mikrowellenreaktors zur Emulsionsspaltung in Labor-, Technikums- und Betriebsversuchen. Folgende Arbeiten sind vorgesehen: Konkretisierung der Projektziele; Erfassung der Ist-Situation; Planung und Bau der Laborversuchsanlage; Untersuchung verschiedener Emulsionen; Vergleich der Mikrowellenspaltung mit der chemischen und mechanischen Emulsionsspaltung; Umbau der Laborversuchsanlage zu einer mobilen Versuchsanlage; Versuche mit verschiedenen Emulsionen in der mobilen Versuchsanlage; Erprobung der Mikrowellenspaltung in Betriebsversuchen im Bypass zu zwei betrieblichen Emulsionsspaltanlagen; Erstellung eines allgemeingültigen Verfahrenskonzeptes; Verbundprojektkoordination. Die Ergebnisse des Teilvorhabens bilden die Grundlage für eine betriebliche Umsetzung der Mikrowellenspaltung. Das neuartige Verfahren wird über Fachgremien der Eisen- und Stahlindustrie vorgestellt und in den Werken eingeführt und etabliert. Das BFI berät die Werke bei der betrieblichen Integration des Verfahrens.

Umweltfreundliche Mikrowellenbehandlung von Ölemulsionen als Beitrag zur ressourcenschonenden Kreislaufschließung in der Industrie^Teilvorhaben 4: Erfassung der Ist-Situation, Betriebsversuche im Bypass zu zwei Emulsionsspaltanlagen, Teilvorhaben 2: Charakterisierung von Emulsionen, Entwicklung des Mikrowellenlabor- und -technikumsreaktors

In der metallverarbeitenden Industrie fallen Emulsionen, an die intern oder in Entsorgungsunternehmen chemisch gespalten werden. Ziel des Teilvorhabens ist die Charakterisierung unterschiedlicher Emulsionen sowie die Entwicklung und der Bau eines Mikrowellenlabor- und -technikumsreaktors. Folgende Arbeitschritte sind vorgesehen: Konkretisierung der Projektziele; Charakterisierung der dielektrischen Eigenschaften verschiedener Emulsionen; Entwicklung und Bau des Mikrowellenlabor- und -technikumsreaktors; Erstellung eines allgemeingültigen Verfahrenskonzeptes zur Emulsionsspaltung im Mikrowellenreaktor; Dokumentation und Ergebnistransfer. Die Ergebnisse des Teilvorhabens liefern die Grundlage zur Charakterisierung unterschiedlicher Emulsionen und Emulsionszusammensetzungen. Durch die Publikation in Fachgremien werden die Ergebnisse branchenübergreifend zugänglich. Hierdurch werden neue Unterschungsfelder in z.B. den Bereichen der chemischen und Lebensmittelindustrie eröffnet.

Erfassung der Anfallstellen und der Auswirkungen von schlamm- und fetthaltigem Industrie- und Gewerbeabwasser auf die öffentlichen Anlagen der Abwasserableitung und -behandlung sowie Erarbeitung von Vorschlägen für den umweltentlastenden Betrieb von Fettabscheidern

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Häusliche, insbesondere aber verschiedene industrielle (Fleischwirtschaft) und gewerbliche (Gemeinschaftsküchen, Gaststätten) Abwässer enthalten mehr oder weniger hohe Konzentrationen an emulgierten bzw. freien Fetten und Fettsäuren. Diese können unter bestimmten Umständen zu Schwierigkeiten bei der Abwasserableitung und -behandlung führen. Ziel des Vorhabens war es, eine begründete Empfehlung über den notwenigen Einsatz von Vorreinigungsanlagen bzgl. des Fettgehaltes des Abwassers zu erarbeiten, wobei insbesondere das Verhalten von Fettemulsionen beim Fließvorgang des Abwassers im Kanalnetz und bei den Reinigungsvorgängen der biologischen Kläranlage betrachtet werden sollte. Fazit: Fette verursachen in Abwasseranlagen mehr oder weniger intensive Störungen. Diesen sollte zukünftig mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden. Durch Verminderung des Fettgehaltes im Abwasser können die Betriebskosten für Kanalisationsleitungen, Pumpwerke und Kläranlagen minimiert werden. Fette werden im Belebtschlamm biologischer Kläranlagen angereichert und begünstigen die Blähschlammbildung. Deshalb sind alle Möglichkeiten einer Abwasservorbehandlung durch Fettabscheider zu nutzen. Als Sollwert für die Einleitung von lipophilen Stoffen im Abwasser in die städtischen Kanalisationen wird 100 mg/l vorgeschlagen. Dieser Wert ist bei guter Wartung in der Regel mit DIN-gerechten Abscheidern einhaltbar. Ausnahmen sollten toleriert werden.

Trennung von ölhaltigen Kondensaten aus innerbetrieblichen Druckluftanlagen auf thermischer Basis

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Luftverdichtung in öleingespritzten Verdichtersystemen (Druckluftkompressoren) fallen ölhaltige Kondensate an, die in bisherigen Systemen mittels sogenannter Öl-Wasser-Trennsysteme über Schwerkraft in Wasser und Öl getrennt werden. Die Beseitigung des Wasseranteils erfolgt durch Einleitung in das Kanalwasser über Aktivkohlefilter. Diese müssen regelmäßig entsprechend den wassergefährdenden Ölinhaltstoffen entsorgt werden. Andere Systeme (Emulsionsspaltanlagen) binden die Kohlenwasserstoffe in einen Filterkuchen ein, der entsprechend entsorgt werden muss. Diese Trennsysteme sind im Alltagseinsatz keineswegs sicher. Es kommt stets zu Überschreitungen der kritischen Grenzen von zulässigen Abwasserwerten. Ziel des Vorhabens war es, ein Verfahren zu entwickeln bzw. weiterzuentwickeln, welches das ölhaltige Kondensat bei stationären Luftverdichtersystemen sicher und umweltfreundlich sowie unter Vermeidung jeglicher Abwasserbelastung trennt. Fazit: Mittels der Abwärmenutzung des Verdichters wurde ein Kondensat-Trennsystem entwickelt, welches sowohl in fahrbaren als auch in stationären Kompressoren eingebaut werden kann. Dieses thermische Kondensat-Trennsystem ist den bisherigen Systemen bei stationären Verdichtern unter Umweltgesichtspunkten weit überlegen, da es weder Abfall durch regelmäßig anfallendes ölbelastetes Filtermaterial erzeugt, noch belastete Abwässer zu beseitigen sind. Da es keine zusätzliche Energie benötigt und auch unter Kostengesichtspunkten für den Anwender attraktiver als die bisherigen Systeme ist, wird sich dieses System sicherlich durchsetzen. Bei fahrbaren Verdichtern wurden bisher die ölhaltigen Kondensate oftmals auf der Baustelle eingeleitet. Aufgrund der technischen Weiterentwicklung werden zunehmend Kondensataufbereitungssysteme gefordert und eingesetzt. Die Kondensate werden auf der Baustelle aufgefangen, der Ölgehalt dort mit Kleinanlagen oder in zentralen Anlagen weitgehend abgetrennt. Dies wird in der Praxis jedoch ungenügend realisiert. Für den Anwender vor Ort sind Behälter für die in erheblichem Umfang anfallenden Kondensate, die er dort vorhalten, mit zurücknehmen und bei hohen Kosten entsorgen muss, zu umständlich. Die Akzeptanz ist gering. Hier bietet sich das neue Kondensat-Trennsystem an. Es wird in die fahrbaren Verdichter fest installiert. Der Kondensatanfall wird ohne Umweltbelastungen weitestgehend verdunstet und damit an die Umgebungsluft zurückgegeben. Nur der geringe Ölanteil im Kondensat, der ca. 0,5 Prozent ausmacht, wird aufgefangen und ist, gekoppelt mit der Kompressorenwartung, zu entsorgen. Dieses System kann in vorhandene Kompressoren jederzeit nachgerüstet werden. Insgesamt kann hierbei von einer deutlichen Umweltentlastung gegenüber dem Ist-Zustand ausgegangen werden.

Aufbereitung von Altpflanzenöl zur regenerativen Energieerzeugung im Land Bremen

Im Sinne des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) gewinnt die Verwendung gereinigter Altpflanzenöle/-fette als Kraftstoff zur gekoppelten Nutzung von Elektrizität und Wärme unter hoher Ausnutzung des Energiegehaltes zunehmend an Bedeutung. Das Projekt beinhaltet die Entwicklung eines neuen Aufbereitungsverfahrens für einen sicheren, wirtschaftlichen und umweltschonenden Betrieb von Altpflanzenöl betriebenen Blockheizkraftwerken. Durch eine Verfahrenskombination aus Kristallisation, ultraschallunterstützter Querstromfiltration und elektrostatischer Emulsionsspaltung sollen die Problemstoffe weitgehend entfernt werden, so dass serienmäßige Dieselmotoren mit diesem neuen Kraftstoff betrieben werden können und der motorische Anpassungsgrad an das Pflanzenöl möglichst gering gehalten werden kann. Im Rahmen des Projektes werden Altspeisefette unterschiedlicher Herkunft gesammelt und aufbereitet. Es stellt sich bisher heraus, dass Gastronomie- und Haushaltsfette generell mit dem neuen Verfahren gemäß den Richtlinien des Rapsölstandards ausreichend aufbereitet werden können, während sich der Einsatz von Gebrauchtfetten aus der Lebensmittelindustrie aufgrund der schlechten Qualität als zweifelhaft erweist.

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