Entwicklung neuer Verfahren fuer die Phasentrennung, Eindickung und Entwaesserung der Schlaemme sowie die Aufbereitung des Abwassers; die Abtrennung auch der nicht rezyklierbaren Anteile sind im Gewaesserschutz notwendig. Richtig gefaellt koennen sie verbrannt oder deponiert werden. Bearbeitet werden zwecks Gewaesserschutz insbesondere die oeligen Restanteile - nach Abtrennung recyclierbarer Oelfraktionen - die nicht in Wasser und Boeden gelangen duerfen. Die noch zurueckgehaltenen Fraktionen koennen als Oxide oder Sulfide gefaellt und verbrannt oder deponiert werden.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Abwasserreinigung in Kläranlagen fällt Klärschlamm an, welcher kostenaufwendig entsorgt werden muss. Eines der Hauptverfahren ist die Entwässerung des Schlammes. Unter Zugabe von polymeren Flockungsmitteln entsteht ein Flocken-Wasser-Gemisch. Dieses wird in diesem Fall im Zentrifugalfeld von Dekanterzentrifugen getrennt. Die Einmischung von Flockungsmitteln wird durch die von awama entwickelte Automatische Mehrfachflockung (AMF) unterstützt und stellt den Stand der Technik bei der Optimierung der Klärschlammkonditionierung dar. Da in der Dekanterzentrifuge eine hohe Zentrifugalbeschleunigung wirkt, werden auf die Flocken erhebliche Kräfte ausgeübt. Eine gleichmäßige Flockeneigenschaft ist von entscheidender Bedeutung - u.a. für die Qualität der Entwässerung. Die Flockeneigenschaften werden laufend durch die Automatisierung der AMF überwacht und bei Bedarf wird nachgeregelt. Die zu entwässernden Schlämme unterscheiden sich u.A. durch ihre Herkunft (z.B. durch ein anderes Verfahren zur Abwasser- und Schlammbehandlung) sowie variierende Inhaltsstoffe. Dadurch ändern sich ihre Beschaffenheit und somit ihr Reaktionsverhalten gegenüber Flockungsmitteln. Daher ist eine permanente und automatisierte Anpassung der Flockungsmittelmenge notwendig. In der Praxis ist der Anlagenbetreiber für diese komplexe Aufgabe zuständig. Je nach möglichem Personaleinsatz und vorhandener Anlagentechnik ist dies mehr oder weniger umsetzbar. Die derzeitige Praxis zeigt, dass die Ergebnisse oft eine Überdosierung oder eine Unterdosierung von Flockungsmittel ist. Die Entwässerung wird entweder manuell oder mit ungenauen Sensorwerten bestimmt wird. Diese Überdosierung und Unterdosierungen zu vermeiden, ist eines der wesentlichen Ziele der Automatisierung. Die AMF löst das Problem, die Schlammkonditionierung automatisch im optimalen Bereich zu halten. Auf Basis von Prognosewerten kann die Entwässerung sicher und vollautomatisch betrieben werden. Nach der Flockung liegen konstante bzw gute Entwässerungseigenschaften vor. Je nach Zielsetzung von Kläranlage oder Abnehmer des Klärschlammes können hohe Entwässerungsergebnisse oder Einsparungen von Flockungsmittel im Vordergrund stehen. Zur Sicherstellung der Qualität ist ein intelligenter Flitrat- bzw. Zentratsensor (ZS) erforderlich um auch das Entwässerungsaggregat im Blick zu behalten. Dadurch ergeben sich weitere Eingriffsmöglichkeiten zusätzlich zur Schlammkonditionierung. Als Kooperationspartner für dieses Projekt waren die Kläranlage Wolfenbüttel mit Begleitung von Masterarbeiten an der TU Clausthal, der TU Braunschweig, HS Bremen, und weiteren geplant. Zielsetzung für dieses Projekt: --Entwicklung und Erprobung verschiedener Regelungsstrategien für den Zentrifugenbetrieb --Einfließen der Erfahrungen in ein Automatisierungskonzept --Konzeptionierung eines Prognosetools zur Unterstützung des Bedienungspersonals, welches ggf. Vorschläge übergeordnet vergeben kann Erwartungen an das Projekt: 1. je Regelungskonzept eine Reduzierung der polymeren Flockungsmittel um bis zu 25 - 35 % 2. Minimierung der Umweltemission überschüssiger polymerer Flockungsmittel über den Abwasserpfad 3. Minimierung der CO2-Emissionen aufgrund eines 0,5 bis 1 %-Punkte höheren Trockenrückstandes (TR) im entwässerten Schlamm 4. Verringerung der Belastung der Abwasserbehandlung durch eine hohe Entwässerungsqualität (sauberes Filtrat bzw. Zentrat) Eine genaue Bilanzierung der Stoff- und Energieströme sowie eine Quantifizierung der Umweltentlastung für die o.g. Punkte soll im Rahmen des Projektes experimentell untersucht und in Form von CO2-Äquivalenten ermittelt werden. Zur Erreichung dieser Ziele wird beabsichtigt, auf Basis des eigenen Prognosesensors einen 'Zentratsensor' zu entwickeln. Dieser Prototyp soll in der Kläranlage Wolfenbüttel in Kombination mit der bestehenden AMF getestet werden. (Text gekürzt)
Ziel des vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung-UFZ koordinierten Verbundvorhabens CARBOWERT ist die Entwicklung technischer Verfahren der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Fraktionen des Siedlungswassersektors, in erster Linie kommunaler Klärschlämme, und der nachhaltigen Verwertung ihrer Konversionsprodukte im Sinne des Biochar-Konzepts. Elemente dieses Sewchar-Konzepts sind neben der Kohlenstoffsequestrierung und Amelioration von Böden die Eliminierung oder Detoxifizierung substratspezifischer biotischer und abiotischer Kontaminanten sowie Beiträge zur verfahrenstechnischen Erhöhung der stofflichen und energetischen Effizienz von Abwasserbehandlungs- und Sanitärsystemen. Auf Grundlage stofflicher, energetischer und ökonomischer Bilanzierungen soll eine qualitative und quantitative Analyse HTC-basierter Sewchar-Systeme in Bezug auf ihren möglichen Beitrag zum Klimaschutz sowie zur landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen und/oder gartenbaulichen Produktion erfolgen und darüber Wege ihrer Implementierung und weiterführenden Optimierung aufgezeigt werden. Ein interdisziplinäres Konsortium aus Vertretern der anwendungsorientierten Forschung und des Anlagenbaus bildet die Grundlage für die Bearbeitung wichtiger technischer, ökologischer und (sozio)ökonomischer Teilaspekte, die im Hinblick auf eine künftige Realisierung von Sewchar-Systemen zu berücksichtigen sind. Auf Grundlage stofflicher, energetischer und ökonomischer Bilanzierungen soll eine qualitative und quantitative Analyse HTC-basierter Sewchar-Systeme hinsichtlich ihres möglichen Beitrags zum Klimaschutz sowie zur landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen und gartenbaulichen Produktion erfolgen und darüber Wege ihrer weiterführenden Optimierung aufgezeigt werden. Zum Erreichen dieser Vorhabenziele umfasst CARBOWERT die folgenden Teilprojekte: TP 1 / Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH-UFZ: Physikalisch-chemische Effekte der HTC von Fraktionen des Sanitärsektors und Aspekte der bodenbezogenen Verwertung von HTC-Sewchars. TP 1.1: Abbau von umweltrelevanten Xenobiotika mittels HTC sowie Nutzungsmöglichkeiten der Prozesswässer. TP 1.2: Langzeitverhalten von HTCB in Böden: Effekte auf die mikrobielle Bodenbiomasse, Potenzial zur Kohlenstoffbindung und Minderung von CO2- und N2O-Emissionen. TP 1.3: Einfluss von Ausgangsmaterialien, Konversionsparametern und Konditionierungsverfahren auf die physikochemischen Eigenschaften von HTCB sowie deren Effekte auf den Boden und die Pflanzenentwicklung. TP 2 / Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH: Technische, ökologische und ökonomische Bilanzierung und Bewertung HTC-basierter Biokohle/Sewchar-Konzepte. TP 3 / TerraNova Energy GmbH (TNE): Innovative Verfahren für die Konversion und Co-Konversion von Fraktionen des Sanitärsektors durch HTC sowie die Konditionierung von HTCB. TP 4 / Hochschule Trier, Institut für Angewandtes Stoffstrommanagement (IfaS): Prozessmodellierung/-optimierung, Probenherstellung und physikalische Analytik.
Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Klärschlamm wird unter Druck und Temperatur innerhalb weniger Stunden eine regenerative Kohle hergestellt. Damit wird gegenüber anderen Klärschlammentsorgungsverfahren eine erhebliche Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion der Treibhausgasemissionen erreicht. Die internationale Markteinführung der Technologie ist erfolgt - TerraNova Energy hat 2016 in Jining/China die weltweit erste großtechnische HTC-Anlage in Betrieb genommen, die der Herstellung von HTC-Kohle als Ersatzbrennstoff dient. Beim Verfahren fallen neben der HTC-Kohle große Mengen Prozesswasser an, die dem stark wasserhaltigen Klärschlamm während des Prozesses entzogen werden. Es enthält hohe Konzentrationen an Kohlenstoff und Nährstoffen wie Phosphor und stellt daher einerseits ein großes Nutzungspotential aber ohne weitere Behandlungsschritte andererseits auch eine Rückbelastung des Klärprozesses bei der Integration auf einer Kläranlage dar. Auf Grundlage erfolgsversprechender Voruntersuchungen sollen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Nutzungspfade für das Prozesswasser entwickelt und im Technikumsmaßstab nachgewiesen werden: - Rückgewinnung von mindestens 50% des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors aus dem Prozesswasser und Konditionierung zu einem handelbaren Produkt - Fermentation des an P abgereicherten Prozesswassers zur Erzeugung von Biogas und Untersuchungen zur energetischen Kopplung der Verfahren.
Gemeinschaftsforschungsprojekt, bearbeiteter Schwerpunkt: - Untersuchung des Entwaesserungs- und Konditionierungsverhaltens aufgeschlossener Klaerschlaemme. - Der Zellaufschluss fuehrt zu einer Zerkleinerung der Schlammpartikeln und folglich des Polymerbedarfes. - Infolge verbesserten Abbau organischer Inhaltsstoffe nimmt die Dichte des Schlammes zu und das Entwaesserungsergebnis verbessert sich. - Ein verbesserter biologischer Abbau in der Schlammfaulung fuehrt zu einer erhoehten Stickstoffrueckbelastung.
Bedingt durch die aktuellen und zu erwartenden ökonomischen, ökologischen und sozialen Rahmenbedingungen, aber auch restriktiver Nutzungsvorgaben ist es notwendig neue Anbauverfahren und -systeme der landwirtschaftlichen Landnutzung zu entwickeln. Ziele des Projektes sind die Erarbeitung entsprechender Grundlagen sowie die Entwicklung und Erprobung von stabilen und umweltgerechten 'lowest-input Anbausystemen des Ackerbaus mit erheblich reduziertem Faktoreinsatz sowie eine rassenspezifische, dem Leistungspotential angepasste, stark arbeits- und kostenreduzierte Weide- und Tierhaltung für die Standortbedingungen Nordostdeutschlands. Dieses Projekt wird weiterentwickelt im Rahmen des Projektes Entwicklung und Erprobung von Low-Input und high efficiency Anbausystemen im Hinblick auf zukünftig mögliche klimatische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen.
Die Gerhard Lang GmbH & Co. KG seit über 100 Jahren im Schrott- und Metallrecycling tätig. Der Schwerpunkt liegt bei der Verarbeitung von Metallabfällen zu hochwertigen Vorprodukten für die Schmelz- bzw. Gießerei-Industrie. Aus verschiedenen Produktionsverfahren der Metallbearbeitung und Oberflächentechnik resultieren Metallschlämme und -stäube mit teilweise hohen Gehalten an hochwertigen Metallen, wie Molybdän, Cobalt, Wolfram, Nickel, Chrom und Titan. Mangels effektiver Recyclingmöglichkeiten werden diese Rückstände vorwiegend als besonders überwachungsbedürftige Abfälle auf Deponien entsorgt bzw. der Verbrennung zugeführt. Im Rahmen des Demonstrationsvorhabens wird eine Produktionsanlage errichtet, mit der diese Metallschlämme und -stäube materialspezifisch erfasst und so konditioniert werden, dass sie als Rohstoffe oder Legierungszuschlag direkt in Schmelzbetrieben eingesetzt werden können. Damit werden nun Kreisläufe geschlossen, Ressourcen geschont und Entsorgungskapazitäten gespart. Insgesamt sollen 3.240 t hochwertige Metalle aus den Produktionsabfällen zurück gewonnen und zu Briketts verarbeitet werden. Folgende Umweltschutzwirkungen sollen erreicht werden: - Die Deponierung metallhaltiger Abfälle wird vermieden. - Ressourcenschonung, da die hergestellten Briketts erneut als Legierungsmittel in der Stahlindustrie eingesetzt werden können. - Der Energiebedarf ist um ein Vielfaches niedriger als bei der Herstellung von Ferrochrom und Rohnickel. - Der Lösemitteleinsatz wird im Kreislauf geführt. Lediglich 2-3 Prozent der eingesetzten Menge müssen wegen Verunreinigungen ausgeschleust werden. Die verunreinigten Lösemittel werden an den Hersteller zurückgegeben oder wiederaufbereitet. - Gasförmige Lösungsmittelemissionen treten nicht auf, da enthaltene Dämpfe vor dem Öffnen der Anlage über eine Kältefalle kondensiert werden.
Hypothese: Leistungsfaehigkeit und Zuverlaessigkeit von Abwasserreinigungsanlagen nach dem Belebtschlammverfahren haengen ganz wesentlich von der Leistungsfaehigkeit der Nachklaerbecken ab, die ueber 99,5Prozent der Feststoffe zurueckhalten muessen. Diese Leistungsfaehigkeit wird durch die Bildung eines Flockenverbandes bedingt, der auch als Filterkoerper wirkt. Das Projekt hat zwei Ziele: 1) Einen neuen Parameter zur Schlammcharakterisierung einzufuehren, der den Flockenverband des Schlammes beschreibt, und 2) die Scherfestigkeit des Flockenverbandes zu messen, um Daten fuer eine verbesserte Nachklaerbeckensimulation zu erhalten. Beide Ziele haengen eng mit einer Verbesserung von Nachklaerbeckenbemessung und Klaeranlagenbetrieb zusammen. Versuchsaufbau: Die Hypothese soll mit einer umfassenden Analyse von mindestens 6 Klaeranlagen ueber jeweils mindestens 4 Wochen mit umfangreicher Datensammlung geprueft werden. Die Struktur der Schlammflocken ist das Ergebnis eines komplexen biologischen Selektionsprozesses und der herrschenden Lebensbedingungen, die bis heute nur teilweise verstanden werden. Das Projekt hat sich zum Ziel gesetzt, das Verstaendnis der Zusammenhaenge zwischen Verbandbildung und Klaeranlagenschema bzw. -betrieb und Reinigungsleistung, zu verbessern. Mit dem Geraet 'SCHLUMOSED' (Fuchs) ist es moeglich, aus der Entwicklung der Transparenz im Ueberstand einer sich absetzenden Schlammprobe auf die Bildung eines Verbandes zu schliessen und die Guete dieses Verbandes hinsichtlich der Zurueckhaltung kleiner Flocken zu quantifizieren. Gleichzeitig wird die Absetzgeschwindigkeit gemessen. Mit einer einfachen Vorrichtung genannt 'STRENGTH TESTER', wird die Scherfestigkeit des Verbandes vermessen. Dieses Geraet soll Daten liefern, die eine wichtige Rolle in der Simulation des Nachklaerbeckens und des Schwebstoffabtriebs spielen werden.Zusatzinfo: Dieses Projekt wird interdisziplinaer durch drei Institute durchgefuehrt: TU Graz: Inst. f Apparatebau, mech. Verfahrens- und Feuerungstechnik, Prof. Staudinger (Konstruktion und Betrieb von SCHLUMOSED und STRENGTH TESTER, Datensammlung waehrend des gesamten Projekts); TU Wien: Inst. f .Wasserguete und Abfallwirtschaft, Prof. Kroiss (Auswahl und Charakterisierung der Klaeranlagen, Interpretation des Anlagenbetriebes, Charakterisierung der Biozoenose). TU Dresden: Inst. f. Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, Prof. Krebs (Nachklaerbeckensimulation). Das Projekt wird das Verstaendnis jener Prozesse foerdern, die die Leistungsfaehigkeit von Nachklaerbecken beeinflussen, indem neue Parameter zur Beurteilung der Schlammeigenschaften eingefuehrt sowie verbesserte Nachk1aerbeckensimulationen ermoeglicht werden. Dies wird auch einen wertvollen Beitrag zu einer Verbesserung von Klaeranlagenentwurf und Betrieb leisten.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 113 |
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|---|---|
| Förderprogramm | 112 |
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| License | Count |
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| Boden | 71 |
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| Weitere | 113 |