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Entfernung von toxischen Schwermetallen aus industriellen Abwässern unter Verwendung immobilisierter Makroalgenbiomasse

Mit dem Projekt wird das Ziel verfolgt, ein wirtschaftlich einsetzbares Verfahren zur Schwermetallentfernung auf der Grundlage von Algenbiomasse zu entwickeln. Die Grundlage für die Antragstellung bilden die Ergebnisse, die zur Abtrennung von Schwermetallen aus der wässrigen Phase im Sonderforschungsbereich 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 'Biologische Behandlung industrieller und gewerblicher Abwässer' an der Technischen Universität Berlin in der 3. und 4. Förderphase von 1997 bis 2001 unter Verwendung von Mikroalgenbiomasse erreicht wurden. Mit dem Forschungsvorhaben soll versucht werden, dem Problem der Bereitstellung preiswerter Biomasse näher zu kommen. Hierzu können marine Makroalgen, die aus dem Meer gewonnen werden oder die bereits zur Wertstoffgewinnung verwendet werden, dienen. Bisher sind in den Teilprojekten F2 und F3 des Sonderforschungsbereichs 193 der Deutschen Forschungsgemeinschaft 30 verschiedene Mikroalgen aus unterschiedlichen Bezugsquellen eingesetzt worden. Der gegenwärtige Stand der Untersuchungen im Hinblick auf Aufnahmekapazität und -geschwindigkeit der Schadstoffe lässt Rückschlüsse auf eine erfolgversprechende technische Anwendungsmöglichkeit zu. Voraussetzung dafür ist die Lösung des Problems des durch die Kultivierungsbedingungen für die Mikroalgen noch zu hohen Preises für die Biomasse. Zeigen Makroalgen im Vergleich zu den Mikroalgen ähnliche positive Eigenschaften im Hinblick auf die Aufnahmefähigkeit (Kapazität, Selektivität) für Schwermetallionen, so könnten Immobilisate auf der Basis von Makroalgenbiomasse eine Alternative darstellen. Neben den bereits im Sonderforschungsbereich 193 eingesetzten Metallen Blei, Nickel, Cadmium, Zink und Kupfer ist die Ausdehnung der Untersuchungen auf weitere Metalle geplant, die als Kontaminationen in der Abwasseraufbereitung unterschiedlicher Herkunftsquellen eine wichtige Rolle spielen. Vorgesehen ist eine Erweiterung auf die Metalle Chrom (Cr+3) und Arsen (As). Der Schwerpunkt der Untersuchungen sollte auf industriell nutzbaren preiswerten Makroalgen liegen, die in großer Menge als Biomassenquelle vorhanden sind und leicht beschafft werden können.

Sortenabhaengiges Vorkommen von natuerlichen, unerwuenschten Inhaltsstoffen in Gemuese (Nitrat) und Kartoffeln (Alkaloide)

a) Nitrat ist wegen seiner Umsetzung durch Mikroorganismen zu Nitrit in Lebensmitteln unerwuenscht. In Spinat, roten Rueben und anderen Wurzelgemuesen wird abhaengig von der Sorte und den Anbaubedingungen gelegentlich viel Nitrat angereichert. Es ist Ziel der Untersuchung, 'nitratarme' Sorten aus dem vorhandenen Sortiment auszusuchen. Bei Solanin- und Chaconin-Alkaloiden in Kartoffeln liegen die Verhaeltnisse vergleichbar. b) + c) In Zusammenarbeit mit dem Bundessortenamt werden in mehrjaehrigen Anbauversuchen 'verbraucherfreundliche' Sorten ermittelt.

Reduzierung von CKW-Spuren im Trinkwasser durch Zubereitungstechniken im Haushalt

Bei Wasserfoerderung aus Gebieten, die auch industriell und gewerblich genutzt werden, kommt es vor, dass das vom Wasserwerk abgegebene Trinkwasser zwar der Trinkwasservordnung genuegt, aber doch CKW-Konzentrationen im Bereich einiger Mikrogramm/Liter aufweist. In der vorliegenden Untersuchung wird die Reduzierung der Rest-CKW-Konzentrationen von Trinkwasser durch Zubereitungstechniken im Haushalt sowohl systematisch als auch exemplarisch untersucht. Es zeigt sich, dass Erwaermen ohne Sieden zwar bereits eine Verringerung des CKW-Gehaltes ergibt; der durchgreifende Austrieb der CKW erfolgt jedoch erst durch die Blasenbildung beim Siedevorgang. Dabei wird der Rest-CKW-Gehalt eines Trinkwassers, das der Trinkwasserverordnung mit seinem Grenzwert 25 Mikrogramm/l genuegt, weitgehend eliminiert und unter den Richtwert der EG-Richtlinie (1 Mikrogramm/l) gedrueckt.

Planung von Dachbegruenungen

Zur Verminderung der Hitzeeinwirkung auf Daecher, zur Stabilisierung des staedtischen Klimas durch Wasserverdampfung sowie durch Verhinderung zu hoher Abwassermengen, in welchen sich Schadstoffe aus der Luft befinden und zu dessen biologischem Abbau sind Baustoffe nach neuen Gesichtspunkten entwickelt worden, insbesondere Wand- und Kaminanschluesse. Eine grosse Anzahl von Pflanzen wurden in Dachversuchsstaenden seit 5 Jahren angesetzt und gemessen, ob und welcher biologische Abbau der verschiedenen Schadstoffe aus der Luft erfolgt. Die Untersuchungsmethoden wurden nach bekannten DIN- und Astm-Spezifikationen durchgefuehrt, die Pflanzenuntersuchungen nach chemischen Gesichtspunkten.

Analyse und Aufbereitung der Marktsegmente fuer den Einsatz emissionsarmer Fahrzeugflotten in Berlin

Multi Fuel Operated Integrated Clean Energy Process: Thermal Desorption Recycle-reduce-reuse Technology

Develop efficient energy conversion process with overall design efficiency improvement higher 3 percent as compared with the unit as operated before retrofit-Improve environmental performance by preventive pre-treatment and removal of HAP. Removal of organic S, Cl higher 95 percent, Hg higher 99 percent and by use of clean fuel decrease GHG emission with higher 20 percent compared to best available technique. Decrease total production cost by higher 10 percent below the cost of technologies that are in operation. Recycle/reuse the removed S, whereas production of by products will be capable of obtaining economic values greater than by products produced with any known technical solutions. Increase feed flexibility for different types of high S content coal and renewable biomass, providing net thermal efficiency on any co-used multi fuel of higher 65 percent. Improve expanded use, EU dimension acceptability of renewable biomass and use waste vegetable oils for CC impregnation for safe/near zero emission clean energy. Prime Contractor: Terra Humana Clean Technology Development, Engineering a Manufacturing Lt., Szechenyi 59, 1222 Budapest; Hungary.

Fortlaufende Messung von Luftschadstoffen in Staedten und Waldgebieten von Rheinland-Pfalz mit dem telemetrischen Immissionsmessnetz ZIMEN zur Ermittlung von Grenzwertueberschreitungen und von Ursachen neuartiger Baumschaeden

Zur Untersuchung der Ursachen, des Standes und der Entwicklung von Luftschadstoffen in den Untersuchungsgebieten und sonstigen Stadtgebieten und zur Ermittlung des Antransports von Luftschadstoffen in die Waldregionen im Rahmen der Ursachenanalyse des neuartigen Waldsterbens werden mit zZ 25 Luftmessstationen die Luftschadstoffe landesweit in Rheinland-Pfalz gemessen: Erfasst werden SO2, NO, NO2, Schwebstaub, Ozon, CO, CnHm-CH4, CH4 (letzte 3 nur in Untersuchungsgebieten). Ferner werden an 19 Messstationen die meteorologischen Komponenten Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Temperatur, Feuchte, Luftdruck, Niederschlag und Globalstrahlung gemessen. Alle Komponenten werden als Halbstundenmittelwerte gewonnen, Schwebstaub als Stundenmittelwert. Die Messdaten werden telemetrisch zentral gesammelt und ausgewertet. Untersucht wird der Ferntransport von Schwefeldioxid und Schwebstaub, die Entwicklung und Ausbreitung von Oxidantien waehrend sommerlicher Hochdruckwetterlagen, das Verhalten der verkehrsrelevanten Schadstoffe CO, NO, NO2 und Kohlenwasserstoffe (methanfrei) bei austauscharmen Wetterlagen in Stadtgebieten und das Verhalten von Methan im Einflussbereich von Klaeranlagen. Ferner dient das System zur Ueberwachung von Grenzwertueberschreitungen von Smog-Grenzwerten waehrend grossflaechiger austauscharmer Wetterlagen. Die Analyse der Messwerte dient der Erforschung von Ausbreitungverhalten und Abbaumechanismen der gasfoermigen Luftschadstoffe als Grundlage fuer moegliche Massnahmen weiterer Schadstoffreduktionen an den Quellen Hausbrand, Industrie und Verkehr.

Die Wirkung, insbesondere der Abgasrueckfuehrung, der Ansaugluftdrosselung und der Ansaugluftvorwaermung auf die Entgiftung der Abgase eines nach dem M-Verfahren arbeitenden Dieselmotors

Ziel des Forschungsvorhabens ist die moeglichst nicht zu einem hoeheren Verbrauch fuehrende, signifikante Verminderung der Emission von Schadstoffen (Einschliesslich der von toxisch bewerteten 'particulate matter') durch Anwendung von Massnahmen, die den Brennverlauf und den Reaktionsmechanismus der Verbrennung beeinflussen. Als Versuchstraeger steht ein direkteinspritzender, wassergekuehlter Vierzylinder-M-Dieselmotor zur Verfuegung, der es vor allem gestattet, durch besondere Einrichtungen heisse Abgase rueckzufuehren, die Ansaugluft vorzuwaermen (Abgaswaermetauscher) und den Ansaugluftstrom zu drosseln. Es konnten bereits bei betriebswarmem und ganz besonders bei nicht betriebswarmem Motor sowohl die sehr positiven Einzelwirkungen der obengenannten Massnahmen - insbesondere der heissen Abgasrueckfuehrung - als auch deren Wirkung auf das Emissionsverhalten bei gleichzeitiger Anwendung aufgeklaert u. die Regelgesetze f. eine minimale Gesamttoxizitaet der Schadstoffemission, die aus lufthygienisch begruendeten Emissionsgrenzwerten der Einzelschadstoffe (Stickoxide, Gesamtkohlenwasserstoffe, Kohlenmonoxid u. Russ) ermittelt wurde, gefunden werden. Gegenwaertig steht die Einflussnahme der Abgasentgiftungsmassnahmen auf die in den Vordergrund gerueckte, problematische 'particulate matter'-Emission, die im unteren Lastbereich nicht der Russemission, sondern im wesentl. der Emission hochmolekularer, sehr toxischer Kohlenwasserstoffe entspricht, im Mittelpunkt der Untersuchungen. Hierbei soll auch in interdisziplinaerer Zusammenarbeit mit kompetenten Instituten die Toxizitaet d. 'particulate matter' erforscht werden.

Abgasuntersuchungen an Kraftfahrzeugen

Zur Verbesserung der Gesetzgebung auf dem Gebiet der Kfz-Abgasemissionen sind die Pruefmethoden zu verbessern, zu modernisieren und zu vereinfachen. Mit Hilfe eines neuen Rollpruefstandes, der eine sehr aufwendige Abgasanalytik mit rund 10 kontinuierlich messenden Analysengeraeten fuer die verschiedenen gasfoermigen Abgaskomponenten und eine Kondensationseinrichtung fuer fluessige und feste Abgasbestandteile enthaelt, werden mit verschiedenen Versuchswagen (mit Otto- und Dieselmotoren) Versuchsreihen gefahren, die auch eine Beurteilung des Abgasverhaltens der Fahrzeuge, z.T. ueber lange Laufstrecken gestatten.

Entwicklung eines innovativen Verfahrens zur kombinierten Stickstoffoxid- und Staubabscheidung mithilfe von katalytisch wirksamen Additiven an einem Holzheizkraftwerk, Teilvorhaben: Entwicklung und Konstruktion eines angepassten Gewebefilters

Um die klimafreundliche Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen langfristig sicher zu stellen und den Anforderungen aus der Luftreinhaltung gerecht zu werden, müssen neue Techniken erprobt werden, welche eine deutliche Minderung der in den Rauchgasen enthaltenen Schadstoffe erzielen. In dem Verbundvorhaben DeNOx-DePM soll eine kombinierte Emissionsminderung der Abgaskomponenten NOx und Feinstaub für Biomassefeuerungen, welche unter die 44. BImSchV fallen, erreicht werden. Dabei soll ein innovatives Rauchgasreinigungssystem, bestehend aus einem angepassten Gewebefilter mit Filterkerzen aus Edelstahlgewebe und der Zugabe von katalytisch wirksamen Additiven, entwickelt werden. Das Verfahren soll zunächst im Labor entwickelt, danach im Technikumsmaßstab erprobt und abschließen praxisnah an einem Holzheizkraftwerk untersucht werden. Durch die Zugabe eines Additivs (Precoat) in das Rauchgas vor dem Staubabscheider kann eine verbesserte Partikelabscheidung auf dem Gewebefilter durch den zusätzlich erzeugten Filterkuchen erreicht und die Abscheideeffizienz für Feinstäube gesteigert werden. Zusätzlich soll das Additiv durch ein mikrowellengestütztes Beschichtungsverfahren mit bereits bei niedrigeren Betriebstemperaturen katalytisch wirksamen Komponenten aktiviert werden. Dadurch soll neben der verbesserten Staubabscheidung auch eine katalytische Stickstoffoxidreduktion unter zusätzlicher Zugabe des Reduktionsmittels Ammoniak realisiert werden. Untersucht werden soll neben der reinen Entstickung mit katalytischen Additiven am Filter auch eine Kombination aus Entstickung im Feuerraum (SNCR) und Nutzung des Ammoniak-Schlupfs am Filter für deutlich niedrigere Emissionen. Darüber hinaus wird das System auch ökonomisch und ökologisch im Hinblick auf seine Wettbewerbsfähigkeit und potentiellen Emissionsminderung untersucht und eingeordnet.

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