Das Projekt "Pilotprojekt zur Entfaerbung und Aufbereitung textiler Abwaesser durch chem. phys. Verfahren zur Rueckgewinnung von Wasser und Sole. Ermittlung der technischen Durchfuehrbarkeit. Bestimmung der wirtschaftlichen Groessenordnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schießer durchgeführt. Es muessen 2000 m3/d Ausruestungsabwasser entfaerbt werden. Mit dem Pilotprojekt untersuchen wir in halbtechnischem Massstab (5-10 m3/h) die Durchfuehrbarkeit und ermitteln die wirtschaftliche Groesse in bezug auf Apparate, Energiebedarf und Folgekosten. Die Versuche beinhalten: Entfaerbung, Reinigung und Recycling durch Entsalzung (Umkehrosmose). Flotation und Schwerkraftausscheidung mittels Hydrozyklon zeichnen sich durch geringen Raumbedarf und hohe Effektivitaet aus. Es werden verschiedene Entfaerbungschemikalien in Kombination getestet. Chemisch und thermisch regenerierbare Adsorber ergeben eine umweltfreundliche Betriebsweise (Schlammanfall). Fuer die Aufbereitung von Textilabwaessern liegen kaum verfahrenstechnisches Wissen und Betriebserfahrungen vor. Der erfolgreiche Einsatz der beschriebenen Technologie ist ein wertvoller Beitrag zur Loesung der Abwasserprobleme fuer Textilbetriebe.
Das Projekt "Trennung von Kunststoffgemischen aus Elektro- und Elektronikschrott (Kunststofftrennung)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) durchgeführt. Eine der größten Herausforderungen bei der Wiedergewinnung von Kunststoffen aus langlebigen Produkten wie Autos oder aus Elektro- und Elektronikschrott ist die Trennung dieser Kunststoffe und die Beseitigung von Schadstoffen, die mit trockenen Separationsmethoden wie Magneten, elektrostatischer Separation oder Windsichtung nicht entfernt werden können. Die wichtigste Methode für die Separation solcher Materialien erfolgt mittels Dichtesortierung oder Identifikation mit Infraroterkennung (Identifizierung von Polymeren durch einen Infrarotsensor) und nachfolgender mechanischer oder pneumatisch-mechanischer Separation. Für die Trennung von Kunststoffen stehen verschiedene dichtebasierte Trennungstechniken zur Verfügung. Im Rahmen einer Auftragsforschung wurde an der HTW Berlin die Hydrocyklonmethode erforscht. Ziel war die Wiedergewinnung von Polymertypen aus drei Mustern, die aus Elektro- und Elektronikschrott stammten. Die Versuche wurden durch nassmechanische Trennung nach der Dichte in einem Hydrozyklon durchgeführt. Folgendes wurde untersucht: * Umsetzung diskontinuierlicher Versuche für drei verschiedene gemischte Kunststoffe mit zwei unterschiedlichen Dichtigkeitstrennungsschritten: 1000 kg/m3 und ca. 1100 kg/m3 * Messung der Korngrößenverteilung in den Fraktionen Zulauf, Unterlauf und Überlauf des Hydrozyklons * Bestimmung der dichtefraktionierten Siebklassen in den Fraktionen Zulauf, Unterlauf und Überlauf des Hydrozyklons * Berechnung der Gesamtmassenbilanz * Begrenzungen und Prozesscharakteristika von Hydrozyklonen, wenn diese im Kunststoffrecycling eingesetzt werden Um exakte Trennungen mit einem Hydrozyklon durchführen zu können gilt es, verschiedene Variablen in der Konfiguration zu beachten. So können höhere Durchlaufraten durch entsprechend gewählte Größen der Überlaufdüse und Durchmesser der Apexöffnung erzielt werden. Dies geht dann jedoch auf Kosten der Trennschärfe. Daraus folgt, dass der Hydrozyklondurchmesser, die Überlaufdüse und der Apexdurchmesser sowie weitere Parameter richtig gewählt werden müssen, um eine exakte Trennung herbeizuführen. Um den Durchmesser für o.g. Variablen festzulegen, muss der Prozentsatz von Schwimm- und Sinkstoffen durch Sedimentation ermittelt werden. Es wurden drei Methoden zur Messung des Erfolgs von Hydrozyklontrennungen angewendet: Trennungskurven, ein CFD-Design und ein NIR-Spektrometer. Der richtige Einsatz der verschiedenen Trennungskurven aus den Versuchen erlaubt eine einfache und verständliche grafische Darstellung einer Hydrozyklontrennung. Idealerweise haben Trennungskurven einen starken Anstieg im Bereich des mittleren Trennkorndurchmessersje größer die Steigung, umso schärfer ist die Trennung. Zur Darstellung der möglichen Kombination für Hydrozyklonparameter wurde ein CFD-Modell (computational fluid dynamics, numerische Strömungsmechanik) herangezogen. Mit dieser Methode sollen erfolgreiche Hydrozyklontrennungen gemessen werden. ...
Das Projekt "Reduzierung der anfallenden Schlammengen bei der Bereitung von hochreinem Kalkwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zweckverband Landeswasserversorgung durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die bei der Bereitung von hochreinem, zur Entcarbonisierung benoetigten Kalkwasser als Ueberschuss-Schlamm anfallenden Rueckstaende (Calciumhydroxid, Magnesiumhydroxid und sandartige Bestandteile) durch Aufloesen bzw. Abtrennen so weit wie moeglich zu minimieren. Zunaechst sollte versucht werden, das im Ueberschuss-Schlamm enthaltene Calcium- und Magnesiumhydroxid durch Verduennung mit Wasser in Loesung zu bringen und die sandartigen Bestandteile abzufiltrieren. Erste Versuche mit einem Zweischichtfilter im Wasserwerk zeigten, dass die Laufzeit des Filters deutlich abnahm und der pH-Wert des Wassers durch das im Schlamm enthaltene Calciumhydroxid zu stark anstieg. Deshalb wurde eine Versuchsanlage im halbtechnischen Massstab zur Vorbehandlung des Ueberschuss-Schlammes erstellt. In dieser Versuchsanlage wurde der Ueberschuss-Schlamm zunaechst mit entcarbonisiertem Wasser verduennt (1 : 10). Anschliessend erfolgte die Abtrennung der sandartigen Bestandteile in einem Hydrozyklon, wobei eine Abreicherung von ca. 50 Prozent erzielt werden konnte. Die restlichen Feststoffe wurden anschliessend in einem Eindicker als Schlamm von dem mit Calciumhydroxid angereicherten Wasser abgetrennt. Erste Versuche zur Zugabe dieses Schlammes vor den Zweischichtfiltern im Wasserwerk haben ergeben, dass sich das im Schlamm enthaltene Magnesiumhydroxid unter den gegebenen Verduennungsverhaeltnissen aufloest und sich der pH-Wert des Wassers nur unwesentlich erhoeht. Die Filterlaufzeiten gehen jedoch auch hierbei noch deutlich zurueck.
Das Projekt "Hydrozyklone zur Leistungssteigerung von Regenbecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität-Gesamthochschule Essen, Fachbereich 10 Bauwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Der Wirkungsgrad von Regenbecken kann durch die Vor -beziehungsweise Nachschaltung von Zyklonen verbessert werden. In Einzelfaellen sind beim Ruhrverband solche Zyklone gebaut worden, um den Betrieb der Becken zu vereinfachen. Die Effektivitaet der Zyklone ist jedoch nicht genau bekannt. In diesem Forschungsvorhaben soll daher der Wirkungsgrad von dem Regenbecken vorgeschalteten Zyklonen bestimmt und eine moeglichst wirkungsvolle Ausbildung von Zyklonen erreicht werden. Es ist beabsichtigt, eine Vorschrift zur Bemessung von Zyklonen zu erarbeiten. An einem vorhandenen einem Regenueberlaufbecken vorgeschalteten Zyklon sollen die Volumenstroeme und die Schmutzfrachten bilanziert und der Wirkungsgrad dieser Mischwasserbehandlungsanlage ermittelt werden. Zur Erfassung der Volumenstroeme werden Wasserstandsmesser im Ab- lauf zur Klaeranlage, im Ueberlauf des Zyklons zum Regenbecken und im Entlastungskanal zur Ruhr angeordnet. Eine Kontrolle wird durch Wasserstandsmessungen im Zyklon und im Regenbecken ermoeglicht. Automatische Probenehmer sind im Zulauf, im Ablauf und in den Ueberlaeufen vorgesehen. Zusaetzlich sollen einige Regenereignisse per Hand beprobt werden. Um die Wirkungsweise zu verbessern, soll der Zyklon im halbtechnischen Modell optimiert werden. Die Uebertragbarkeit der Ergebnisse aus den Modellversuchen auf grosstechnische Anlagen wird durch das Nachfahren von natuerlichen Ereignissen, die an der Grossanlage erfasst wurden, gewaehrleistet. Hierzu wird der Zyklon im Massstab 1:10 nachgebildet und das Modell wird mit kuenstlich zusammengestelltem Mischwasser beschickt. Als Materialien werden unaufgeschaeumte Styroporfraktionen verwendet.
Das Projekt "Bewertung von Verfahren zum Nachweis von Pulveraktivkohle im Kläranlagenablauf (BePAK)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Im Rahmen der weitergehenden Abwasserreinigung wurden in den letzten Jahren verstärkt Verfahren umgesetzt, bei denen Pulveraktivkohle (PAK) zum Einsatz kommt. Die sichere Abtrennung der PAK ist ein wesentlicher Aspekt bei deren Anwendung um adsorbierte Spurenstoffe nachhaltig aus dem Wasserkreislauf zu entfernen. Für den Nachweis von PAK im Kläranlagenablauf fehlen jedoch praktikable Methoden, weshalb die Einführung eines Grenzwertes bislang nicht möglich ist. Im Rahmen des Projektes sollen verschiedene Methoden zum PAK-Nachweis weiterentwickelt, vergleichend betrachtet und hinsichtlich ihrer Praktikabilität bewertet werden. Es werden drei Verfahren untersucht: die thermogravimetrische Analyse (TGA), die temperaturabhängige Differenzierung des Gesamtkohlenstoffs (Gradienten-TOC) sowie die Schwarzgradbestimmung nach Metzger (2010). Ein Projektschwerpunkt liegt auf einer vergleichenden Betrachtung des Verfahrens der Schwarzgradbestimmung mit den Verfahren TGA und Gradienten-TOC; dazu erfolgen Laboruntersuchungen mit definierten PAK-Dosen sowie Untersuchungen an der halbtechnischen Kläranlage (HtK) in Neuss mit unbekanntem PAK-Gehalt im Kläranlagenablauf. In den letzten Jahren wurden bereits Untersuchungen zum PAK-Nachweis durchgeführt. Die Ergebnisse abgeschlossener Untersuchungen bestätigen, dass die Methoden TGA und Gradienten-TOC mit einer vorab notwendigen Probenanreicherung, bislang durch Hydrozyklone (Vogel et al., 2015) oder Zentrifugen, prinzipiell für den Nachweis von PAK im Abwasser geeignet sind. Daraus ergibt sich die Fragestellung, ob auch eine (weniger aufwendige) Filtration zur Probenanreicherung geeignet sein kann. Innerhalb der hier vorgesehenen Untersuchungen soll die Probenanreicherung daher, analog zu den abfiltrierbaren Stoffen (AbwV, 2014), ausschließlich durch Filtration erfolgen. Sollte sich diese für diverse Abwässer für die Probenanreicherung und das Analyseverfahren als praktikabel erweisen, könnte ein gegenüber der Anreicherung durch Zentrifuge oder Hydrozyklon vergleichsweise einfaches Verfahren zur Probenanreicherung zur Verfügung stehen.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Vorreinigung und Kompaktierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von UVR-FIA GmbH Verfahrensentwicklung-Umweltschutztechnik-Recycling- GmbH durchgeführt. Ziel ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Rückgewinnung des bei der Bearbeitung von Si-Wafern in den Zerspanungsabfällen enthaltenen Siliziums sowie der weiteren Wertkomponenten SiC und Polyethylenglykol für den Wiedereinsatz in der Solarzellenproduktion. Das Teilprojekt untersucht verschiedene Verfahren der Dichtetrennung (z.B. Hydrozyklon, Zentrifuge) um aus dem vom Projektpartner ACCUREC behandelten Material das SiC vom Si zu trennen. Anschließend erfolgt eine selektive Cu/Fe-Extraktion durch Säurebehandlung. Das Lösungsmittel wird durch Trocknung entfernt. Das vorbehandelte Material wird für die weiteren Versuche bei den Projektpartnern zur Raffination kompaktiert. Die eingesetzten Technologien sollen erstmals einen ökonomisch selbstragenden Behandlungsprozess ermöglichen und den direkten Wiedereinsatz der Materialien unter Schließung des Rohstoffkreislaufes in den Herstellungsprozess gewährleisten.
Das Projekt "Entwicklung und Optimierung eines mehrstufigen Reinigungssystems für Straßen- und Parkplatzabläufe in urbanen Gebieten zur Abflussdämpfung (Hochwasserschutz)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hans Huber AG durchgeführt. Problemstellung und Ziel: Aufgrund ökologischer und ökonomischer Betrachtungen wird heute versucht, anfallende Niederschläge immer häufiger dezentral zu bewirtschaften. Die Versickerung von Niederschlägen vor Ort ist dabei ein wesentlicher Aspekt. Niederschlagsabflüsse von Metalldächern, Straßen-, Hof und Parkplatzflächen sind jedoch mit einer Vielzahl an anorganischen und organischen Schadstoffen belastet. Ein Versickern ohne vorherige Reinigung kann zu einer Kontamination von Boden und Grundwasser führen. Bei ausreichend verfügbarer Versickerungs-Fläche ist beispielsweise eine flächenhafte Versickerung über einen bewachsenen Oberboden allgemein anerkannt. Ist eine solche Fläche aber nicht vorhanden, wie beispielsweise in stark versiegelten Ballungsgebieten, können die Niederschlagsabflüsse nur unterirdisch versickert werden. Derzeit stehen jedoch keine technischen Ausführungen für Sickerschächte zur Verfügung, die eine Entfernung von Schadstoffen in dem Maße gewährleisten, dass eine Kontamination des Bodens und Grundwassers ausgeschlossen werden kann. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines unterirdischen Behandlungssystems für verunreinigte Niederschlagsabflüsse von stark belasten Verkehrsflächen in Ballungsgebieten. Das Forschungsvorhaben baut auf Voruntersuchungen im Labormaßstab auf. Durchgeführt wurden Untersuchungen zum Rückhalt von Schadstoffen aus realen Straßenabläufen im Labormaßstab, insbesondere zum Rückhalt gelöster Schadstoffe mit speziellen Filtermaterialien. Vorgehensweise: Das Behandlungssystem besteht aus drei Funktionsteilen: Grobfiltration durch eine spezielle Rinne, Entfernung von Partikeln durch einen Hydrozyklon und anschließende Filtration durch eine Filtereinheit, bestehend aus einer Edelstahl-Tragkonstruktion und speziellen Filtermedien zur Entfernung der gelösten Schadstoffe. Das Forschungsprojekt gliedert sich in zwei Projektphasen: In der ersten Phase werden die bereits in Voruntersuchungen erprobten Einzelbauteile zu einer kompletten Anlage im Labormaßstab zusammengesetzt und optimiert. Hierzu werden Versuche zur unterschiedlichen hydraulischen und stofflichen Belastungen mit realen Verkehrsflächenabflüssen durchgeführt. In der zweiten Projektphase soll eine Pilotanlage an einer stark befahrenen Straße im innerstädtischen Bereich in München gebaut und über einen Zeitraum von einem Jahr betrieben werden, um saisonale Schwankungen zu erfassen. Nach dem Beprobungsjahr sollen Aussagen über die Eliminationsleistung bezüglich des Rückhalts der Schadstoffe sowie über Wartung und Kosten getroffen werden.
Das Projekt "Aufbereitung von Kraftwerksreststoffen zur Umweltentlastung; Tranche 1 - Steinkohleflugasche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GFR - Gesellschaft für Aufbereitung und Verwertung von Rohstoffen durchgeführt. Flugaschen aus steinkohlenbefeuerten Anlagen sollen mit Hilfe von Flotation, Windsichtung, Magnetscheidung, Hydrozyklontrennung, Sinkschwimmscheidung und Siebung so aufbereitet werden, dass Teilprodukte entstehen, welche zusaetzlich zur Unterbringung der Steinkohlenflugaschen als Betonzusatzstoff neue Einsatzmoeglichkeiten als zB schwere und leichte Fuellstoffe eroeffnen. Dadurch soll die jaehrliche Verwertung der Steinkohlenflugasche um mindestens 500 000 t erhoeht und langjaehrig gesichert werden. Die Aufbereitung soll in einer Demonstrationsanlage im grosstechnischen Massstab (zT 10 t/h) als Verbund-FuE-Projekt erfolgen.
Das Projekt "Saure Drucklaugung von Zinkkonzentraten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhr-Zink durchgeführt. Mit diesem Verfahren werden die konventionellen Verfahrensschritte Konzentratroestung und Schwefelsaeureerzeugung umgangen. Es fuehrt in einem Verfahrensschritt zu einer Zinksulfat-Loesung und elementarem Schwefel. Die emissionsrelevanten Nachteile der konventionellen Verfahrensschritte werden hierbei voellig vermieden. Zinkkonzentrat wird mit Wasser zu einer Suspension angeruehrt und in einen nachgeschalteten Druckautoklaven unter Zugabe von Sauerstoff, Schwefelsaeure und Dampf bei 150 Grad C und einem Druck von 12 bar behandelt. Hierbei entstehen ZnSO4 und elementarer Schwefel. Der Schwefel wird durch eine Flotationsstufe abgetrennt. Die Abtrennung des metallhaltigen Feststoffes erfolgt mit Hydrozyklon und Eindicker. Als Endprodukt faellt ein Pb/Ag-Konzentrat an, das zur Weiterverarbeitung verkauft wird. Die feststofffreie ZnSO4-haltige Loesung wird in den vorhandenen Zinklauge-Prozess ueberfuehrt.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Grundlagenermittlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Abteilung 4 Material und Umwelt, Fachbereich 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung physikalischer und chemischer Verfahren und Verfahrenskombinationen zur Rückgewinnung verschiedener mineralischer Rohstoffe aus Hausmüllverbrennungsaschen (HMVA). Aktuelle Marktentwicklungen fokussieren sich derzeit hauptsächlich auf die Erhöhung der NEMetallausbeute in deren Folge sich der bisher nicht verwertbare, mineralische Feinanteil erhöht. Sich abzeichnende Veränderungen rechtlicher Vorgaben gefährden zudem die konventionellen Absatzwege der gröberen Fraktionen. Daher wird im Vorhaben sowohl die rohstoffliche Verwertung der gröberen mineralischen Fraktionen (z.B. für den Straßenbau oder die Beton- und Asphaltindustrie) als auch die der mineralischen Feinfraktion (z.B. Zementklinkerproduktion) adressiert. In diesem ganzheitlichen Projekt sind neben den Erzeugern und Aufbereitern von HMVA insbesondere auch die zukünftigen Rohstoffabnehmer direkt beteiligt. Die Trocken- und Nassaufbereitung der mineralischen Rückstände wird dabei von Unternehmen durchgeführt, die weitreichende Erfahrungen im Umgang mit HMVA haben. Die weitergehende Konfektionierung der erzeugten mineralischen Rückstände hin zu Produkten erfolgt in Zusammenarbeit mit potenziellen Produktabnehmern der Beton-, Asphalt und Zementindustrie, die darüber hinaus den großtechnischen Produkteinsatz in Bestandsanlagen untersuchen und so die Verwertbarkeit der erzeugten Produkte überprüfen. Im Ergebnis sollen nicht verwertbare Anteile minimiert und definierte mineralische Rohstoffe zur Substitution von Primärrohstoffen bereitgestellt werden. Angesichts der anfallenden Menge von 5,4 Mio. Mg HMVA pro Jahr und einem Mineralikanteil von ca. 90 Prozent wird so ein erheblicher Beitrag zur Ressourceneffizienz in Deutschland geleistet. - weitergehende Fraktionierung der Feinfraktionen mittels Hydrozyklonen Zentrifugalsortierung - Verfahrensentwicklung (AP3+4) und -optimierung (AP5) - Beteiligung an der Vorhabenbilanzierung (AP6), -bewertung (AP7) und -begleitung (AP8).
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