Membrantechnologien sind energiesparende Trennverfahren. Membranen aus Polymerwerkstoffen sind bereits in der praktischen Anwendung, wobei Limitierungen auf Grund des Materials existieren. Eine interessante Alternative stellen anorganische Membranen dar, die CO2 und CH4 durch Filtration durch Nanoporen trennen. Diverse Membranen unterschiedlicher Materialien, wie SiO2, Zeolithe, Kohlenstoff wurden erfolgreich für diese Anwendung getestet. Dennoch gibt es noch keine Pilotanlagen mit diesen Membranen, da die Membransynthese und die Maßstabsvergrößerung kompliziert sind. Ziel des Projektes ist es, die bereits sehr gut bekannten, leicht zu synthetisierenden und bereits erfolgreich im Maßstab vergrößerten Zeilith MFI-Membranen für die Bio- und Erdgasaufbereitung zu qualifizieren. Dazu sollen die Porengrößen und die Polarität der Membranen gezielt optimiert werden. Die Membranen sollen bis in den halbtechnischen Maßstab vergrößert und in realem Bio- oder Erdgas getestet werden. Ziel des Projektes ist es, die bereits sehr gut bekannten, leicht zu synthetisieren und bereits erfolgreich im Maßstab vergrößerten Zeilith MFI-Membranen für die Bio- und Erdgasaufbereitung zu qualifizieren Dazu sollen die Porengrößen und die Polarität der Membranen gezielt optimiert werden. Die Membranen sollen bis in den halbtechnischen Maßstab vergrößert und in realem Bio- oder Erdgas getestet werden. Die beteiligten koreanischen Partner haben Erfahrung in der Membranoptimierung (Partner 2) bzw. der Herstellung der keramischen Träger, an die sehr hohe Anforderungen gestellt werden (Partner 3).
Ziel dieses Forschungshabens ist die Herstellung säurebeständiger Umkehrosmose-Rohrmembranmodule für die Aufbereitung partikelhaltiger Prozesswässer durch neue Beschichtungsverfahren mit maßgeschneiderten polymeren Grenzschichten. Diese werden sowohl generativ als auch in einer reaktiven Grenzflächenpolymerisation aufgebracht. Die neuartigen Membranen ermöglichen in einem einzigen Verfahrensschritt die Abtrennung eines nahezu ionenfreien Permeats zur Wasserkreislaufführung. Durch die neuartige Beschichtung von Rohrmembranen mit einer dichten Umkehrosmose-Trennschicht wird das aus der Mikrofiltration bekannte Cross-flow Prinzip (zur Verringerung von Fouling) neuartig auf die Umkehrosmose übertragen, so dass in einem Verfahrensschritt (ohne zusätzliche Vorreinigung) die gewünschte selektive Trennung erfolgen kann. Eine besondere Motivation der Entwicklung stellt hier - neben der innovativen Beschichtung von Rohrmembranen und der geforderten Säurestabiliät - das Ziel der Wasserkreislaufschließung in Produktionsbetrieben dar.
Ziel dieses Forschungshabens ist die Herstellung säurebeständiger Umkehrosmose-Rohrmembranmodule für die Aufbereitung partikelhaltiger Prozesswässer durch neue Beschichtungsverfahren mit maßgeschneiderten polymeren Grenzschichten. Diese werden sowohl generativ als auch in einer reaktiven Grenzflächenpolymerisation aufgebracht. Die neuartigen Membranen ermöglichen in einem einzigen Verfahrensschritt die Abtrennung eines nahezu ionenfreien Permeats zur Wasserkreislaufführung. Durch die neuartige Beschichtung von Rohrmembranen mit einer dichten Umkehrosmose-Trennschicht wird das aus der Mikrofiltration bekannte Cross-flow Prinzip (zur Verringerung von Fouling) neuartig auf die Umkehrosmose übertragen, so dass in einem Verfahrensschritt ohne zusätzliche Vorreinigung die gewünschte selektive Trennung erfolgen kann. Eine besondere Motivation der Entwicklung stellt hier - neben der innovativen Beschichtung von Rohrmembranen und der geforderten Säurestabiliät - das Ziel der Wasserkreislaufschließung in Produktionsbetrieben dar. Vorgesehene Arbeitsschritte im Teilvorhaben sind: Situationserfassung und detaillierte Zieldefinition, Bereitstellung der Prozesswässer für Membranscreening der neuartigen Rohrmembranen im Labor, Betriebsversuche vor Ort zur Behandlung partikelhaltiger Prozesswässer, Erstellung eines Betriebskonzeptes zur Realisierung der ressourcenschonenden Wasserkreislaufführung und Dokumentation/Ergebnistransfer.
Das Gesamtziel des Vorhabens besteht im Aufbau einer intelligenten Anlage zur Verarbeitung rezyklierter Hochleistungsfasern unter Integration von Industrie 4.0-Ansätzen in Hightech-Anwendungen. Im Fokus stehen die Entwicklung und der prototypische Aufbau der Produktionsanlage zur Herstellung von Organoblechen als cyber-physisches Produktionssystem. Die Anlage ist gekennzeichnet durch kontinuierliche Herstellung eines Textilgutes durch mehrere aufeinanderfolgende Prozessschritte, welche prozess- und parameterseitig in gegenseitiger Abhängigkeit stehen. Mit dem Vorhaben werden Lösungen zu definierten Industrie 4.0-Handlungsfeldern an einer semi-industriellen Anlagentechnik umgesetzt. Für das Sächsische Textilforschungsinstitut e.V. liegt der Fokus auf dem Feld der 'Intelligenten Instandhaltung'. Ziel ist die frühzeitige Fehlerdiagnose, noch bevor Störungen oder Maschinenausfälle auftreten, um Schäden und ungeplante Stillstände sowie die damit verbundenen Kosten zu minimieren. Als ein Ergebnis des Vorhabens werden Demonstratoren entstehen, die das Vorgehen zur Integration und den Nutzen der Technologien aufzeigen. Die Lösungen werden Teil des Forschungs- und Versuchsfeldes 'Textilfabrik der Zukunft' am Sächsischen Textilforschungsinstitut e.V. Die Ergebnisse fließen weiterhin in ein Lehr- und Schulungskonzept ein, um den Transfer in die Industrie sicherzustellen.
Übergeordnetes Ziel ist ein Recyclingansatz für Seltene Erden, welcher auch dann noch wirtschaftlich arbeitet, wenn die Rohstoffpreise so wie aktuell auf niedrigem Niveau liegen. Dies soll im vorliegenden Projekt dadurch gelingen, dass die üblicherweise teuren Aufschlusschemikalien wie Säuren oder Basen durch ein festes Abfall-produkt ersetzt werden und der Prozess so ausgelegt wird, dass zusätzlich zu den avisierten Seltenen Erden werthaltige Nebenprodukte erzeugt werden. Innovativer Ansatz ist ein metallurgisches Verfahren auf Basis der Feststoffchlorierung. Das Ziel des Vorhabens ist die Anpassung und Optimierung des Verfahrens für das Altmagnetrecycling, sowie Entwicklung und Bau eines modularen Demonstrators. 1. Adaption und Optimierung der Feststoffchlorierung, Arbeitsziel ist die Reduktion der entstehenden Gasphase um 60-80 % unter möglichst geringen Einbußen bei der SE-Ausbeute. Neben der Umgestaltung der Chlorierung soll dies über die simultane Optimierung aller Prozessparameter mit den Methoden der statistischen Versuchsplanung (Box-Behnken-Plan) erfolgen. 2. Demonstrator Modul 2: Chlorierungsreaktor für Aufschluss der Altmagneten Auf Basis der Optimierung wird ein Inertgas-Drehrohrofen (Reaktor) im Demonstrationsmaßstab (Durchsatz kleiner als 10 kg/h) so ausgelegt und gebaut, dass die entstehende Gasphase im Reaktor im Kreislauf gehalten werden kann. Der als Nebenprodukt anfallende, über-schüssige Ammoniak muss diesen jedoch ungehindert verlassen können. 3. Umsetzung des Verfahrens auf der Demonstrationsanlage.
Mit dem Verbundprojekt werden zur Herausforderung Kunststoffe in der Umwelt die zentralen Fragestellungen und Aufgaben zum Schutz der Ressource Wasser in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und Abwasserbehandlung untersucht. Die Eintragspfade ins Gewässer durch Kläranlagen, Niederschlagswassereinläufe- und Mischwasserentlastungen sowie die Senken bei der Abwasserbehandlung und im Klärschlamm werden ermittelt und quantitativ beurteilt. Verfahren zur Reduktion und Elimination des Eintrags von Plastik bei der Abwasserbehandlung werden praktisch erprobt und bewertet. Daraus werden Strategien zur Regulierung von Plastikeinträgen und Sensibilisierung von Verbrauchern und Betreibern sowie zu Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. In dem vorliegenden Teilprojekt liegt der Schwerpunkt auf der Filtration aus den Abwasserströmen durch Sand- und Scheibenfilter Die Arbeitsplanung des Verbundprojekts sieht folgende Arbeitspakete vor: 1) Weiterentwicklung der Probenahme-, Analysenmethodik, 2) Untersuchung der Eintragspfade in Gewässer, Grundwasser und Landwirtschaft, 3) Untersuchungen an großtechnischen Kläranlagen, 4) Halbtechnische Untersuchungen zur Abscheidung von Plastik, 5) Sozialwissenschaftliche Analyse zu Regulierung, 6) Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung, 7) Koordination des Verbundprojekts. Das vorliegende Teilprojekt fokussiert neben der halbtechnischen Untersuchung zur Abscheidung von Plastik durch Sand- und Scheibenfilter auf der Erstellung von Einsatzempfehlungen aus der Sicht eines Anlagenbauers.
Das REPLAWA-Projekt untersucht innerhalb der umweltpolitisch aktuellen Thematik des Plastiks in der Umwelt den Schutz der Ressource Wasser vor Mikroplastikeinträgen über die Abwasserableitung und Abwasserbehandlung. Dazu werden die Eintragspfade in Gewässer durch Kläranlagen, Niederschlagswassereinläufe und Mischwasserentlastungen sowie die Senken bei der Abwasserbehandlung und im Klärschlamm ermittelt und quantitativ beurteilt. Verschiedene Filtrationsverfahren zur Reduzierung von Mikroplastikemissionen bei der Abwasserbehandlung werden praktisch erprobt und bewertet. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen und Auswertungen internationaler Regulierungsansätze werden Strategien zur Reduzierung von Plastikeinträgen und zur Sensibilisierung von Entscheidungsträgern und Anlagenbetreibern sowie zu Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. Als Grundlage des Projekts werden standardisierte Methoden zur Probenahme, Probenvorbereitung und Analyse von Mikroplastikpartikeln entwickelt. Die Arbeitsplanung des Verbundprojekts sieht folgende Arbeitspakete vor: 1) Weiterentwicklung der Probenahme-, Analysenmethodik, 2) Untersuchung der Eintragspfade in Gewässer, Grundwasser und Landwirtschaft, 3) Untersuchungen an großtechnischen Kläranlagen, 4) Halbtechnische Untersuchungen zur Abscheidung von Plastik mittels Sand-, Scheiben-, Tuch- und Membranfiltration, 5) Sozialwissenschaftliche Analyse zu Regulierungsansätzen weltweit, 6) Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung, 7) Koordination des Verbundprojekts. Mit dem vorliegenden Teilprojekt übernimmt die Emscher Wassertechnik GmbH die Koordination des Verbundprojektes und ist als Praxisakteur für Ingenieurdienstleistungen bei der exemplarischen Bestandsaufnahme und die Beprobung am Gewässer Lippe, bei der Datenerhebung und Auswertung zu unterschiedlichen Kläranlagen sowie bei der Verschneidung der Ergebnisse und federführend bei der Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung involviert. Das REPLAWA-Verbundprojekt ist Teil des BMBF-Forschungsschwerpunkts 'Plastik in der Umwelt'.
Im REPLAWA-Verbund werden die zentralen Fragen zum Thema Plastik in der Umwelt in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und -behandlung untersucht. Das ISWW entwickelt dabei u.a. eine Analysemethodik für die Mikroplastikdetektion in Klärschlämmen. Darauf aufbauend werden großtechnischen Kläranlagen hinsichtlich ihrer Mikroplastikfrachten v.a. in Bezug auf die Schlammbehandlung bilanziert, sowie der Eintrag in die Landwirtschaft durch die Abwasserverregnung und Schlammverwertung evaluiert. Filtrationstechnologien zur Reduktion der Plastikeinträge werden neben der Schlammfaulung gezielt in dotierten halbtechn. Versuchsanlagen untersucht. Aus den Ergebnissen werden Strategien zur Sensibilisierung von Verbrauchern und Betreibern sowie zur Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet. Die sozialwissenschaftliche Forschung des ISW-IB im Projektverbund ermittelt, inwiefern die internationale Debatte um die Regulierung von Plastik geeignet sind, die technisch möglichen Lösungen zu realisieren. Dabei interessiert insbesondere die internationale Normgenese im Bereich Mikroplastik und Abwasser. Es wird untersucht, inwiefern politische Lösungen mit den technischen Problemen und Herangehensweisen korrespondieren, sowie das mögliche Verhältnis von konsumentenorientierten Lösungen zu technischen 'End-of-pipe-Lösungen', die im REPLAWA-Verbund untersucht werden. ISWW: AP1: Methodenentwicklung Schlammaufschluss für Mikroplastikanalyse und Dotierung halbtechn. Versuche AP2: Untersuchung Einträge in Landwirtschaft und Grundwasser im Verregnungsgebiet Braunschweig AP3: Bilanzierung Mikroplastikfrachten auf Kläranlage Braunschweig, Unterstützung der TU Berlin bei Beprobung weiterer Kläranlagen AP4: Durchführung halbtechn. Versuche zur weitergehenden Mikroplastikabscheidung sowie Schlammfaulung AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops ISW-IB: AP5: Sozialwissenschaftliche Analyse AP6: Entwicklung Handlungsempfehlungen Verbund AP7: Verbundworkshops.
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| Bund | 149 |
| Wissenschaft | 1 |
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| License | Count |
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| offen | 149 |
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| Deutsch | 149 |
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