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Entwicklung eines Verfahrens zur biologischen Elimination schwerer abbaubarer Stoffe aus Abwasser sowie zur Verringerung des Ueberschussschlammanfalles bei der biologischen Abwasserreinigung

Bioabbaubarkeit von Oelen und Fetten in aeroben kommunalen Abwasserreinigungsanlagen

Durch den Einsatz von Enzymen und adaptierten apothogenen Bakterien, sowie durch eine Optimierung der Betriebsbedingungen wurde versucht, die Bioabbaubarkeit von Fettsubstanzen in aeroben Abwasserreinigungsanlagen bei Stossbelastung zu verstaerken und somit der Schlammbildung entgegen zu wirken. Der Einfluss auf die Sauerstoffuebertragung, Schlammbiozoenose und Nitrifilation wurde ebenso untersucht. In Laborversuchen und am Beispiel einer kommunalen Abwasserreinigungsanlage wurde ein neues Bakterien- und Enzympraeparat auf dessen Wirksamkeit getestet.

Wechselwirkung von Additiven mit Motoröl unter Berücksichtigung des Eintrags von Biokraftstoff - Kurzbezeichnung: Motoröladditivierung

Wissenschaftliches Ziel des Vorhabens ist die Klärung der Frage, auf welchem Weg Motoröl mit Biodieseleintrag dahingehend stabilisiert werden kann, dass die unerwünschte Ölschlammbildung verzögert oder verhindert wird. Im ersten Schritt werden die bislang ermittelten Kenntnisse über den Mechanismus der Wechselwirkungen von Biodieselmolekülen im Motoröl überprüft. Danach werden Additive ausgewählt und erprobt, die die Oligomerisierung von Alkylestern verhindern. Zur Durchführung dieser Untersuchungen muss zunächst ein Verfahren zur Ölschlammbildung im Labor weiterentwickelt werden. Die Alterung des Motoröls wird derzeit im Labor durch einen Aufbau simuliert, der ursprünglich bei der Volkswagen AG entwickelt und erprobt wurde und sich zur Generierung von Ölschlamm eignet. Durch eine Variation des Temperaturprofils und ggf. der Alterungsbedingungen soll das Optimierungspotenzial verdeutlicht werden, sodass das Auftreten von Alterungsprodukten wie z.B. Oligomeren sensitiver erfasst werden kann. Dieses ist die Grundlage zur mechanistischen Aufklärung und zur Untersuchung der Effizienz von Additiven bzw. Additivpakten. Um die besten Ergebnisse unter realen Bedingungen zu erproben, werden die Laborversuche durch Motorentests auf den Motorenprüfstand, z.B. im Johann Heinrich von Thünen-Institut in Einzylindermotor und im Anschluss bei Volkwagen in Realmotoren überprüft.

Kostengünstige, umweltgerechte Materialien aus biotechnisch gewonnenen Polymeren und Recyclingprodukten

Zielsetzung und erste Arbeiten:Poly-(R)-3-hydroxybutyrat (PHB). ein Polymeres, das aus nachwachsenden Rohstoffen biotechnisch produziert und weitgehend dem Anspruch der Nachhaltigkeit gerecht wird, weist allerdings als Werkstoff auf Grund hoher Kristallinität erhebliche Nachteile auf. Diese wurden im Verlauf einer Machbarkeitsstudie überwunden, indem Copolyesterurethane (PEU) aus PHB-diol - Blöcken und aus einer bio-abbaubaren Makro-diol Co-komponente segmentweise aufgebaut und mit Diisocyanat verknüpft wurden. Die entstehenden zäh/ei.astischen, ähnlich wie PHB leicht bioabbaubaren Materialien wurden durch Synthese von Kompositen mit kostengünstigem, möglichst sortenreinem Recycling-Material von den Herstellungskosten her in einen Bereich abgesenkt, der in der Größenordnung von Erdölbasierten Kunstoffen liegt.Ergebnisse:Im nachfolgenden Projekt wurde das Syntheseverfahren auf umweltgerechte Katalysatoren und Lösemittel-Kombinationen ausgerichtet. Eine Pilotproduktion im 100 kg-Maßstab wurde durch Verzahnung der beiden Verfahrensstufen miteinander und mit der Lösemittel-Rückgewinnung rationalisiert; sie ergab 111 kg PEU (96 Prozentd. Th.).Kompositmaterialien mit Recycling-Celluloseacetat führten nur bedingt zur Eigenschaftsverbesserung. Dagegen ergab sich durch Einarbeiten von Naturfasern, wie Flachs oder Holzmehl (Projektpartner IAF, Reutlingen), eine Verstärkung der mechanischen Stabilität um fast 100Prozent. Die Stoffrichtung der Entwicklung wurde im Hinblick auf den Projektpartner LAWAL auf Spritzgussverarbeitung festgelegt. Hierzu wurde ein Marketing-Konzept erarbeitet, das u. a. Bedarf im Bereich von Verschlusselementen und in der Möbelindustrie feststellt. Begrenzend sind allerdings Probleme mit dem Ausgangsmaterial PHB: dessen Produktionskapazitäten sind zu klein, die Qualität ist wechselnd, eine Konkurrenzsituation. die sich auf den Preis auswirken könnte, ist noch nicht erkennbar. Eine Ökobilanz-Betrachtung, gegenüber PVC, ergibt auf Basis einer vergleichenden Wirkabschätzung nach CML einen eindeutigen Vorteil des PEU in den Wirldcategorien Treibhauseffekt, Ozonabbau, Bildung vonPhotooxidantien, Versauerung, Eutrophierung. Ressourcenverbrauch, Humantoxizität und Ökotoxizität.Neue Ergebnisse lassen auf gleicher Basis einen Bio-Werkstoff '2. Generartion'erwarten, bei dem PEU nur noch als Additiv zu PHB-co-HV verwendet wird. Erste mechanische Untersuchungen ergeben nach Füllen mit Flachs oder Holzmehl Zug- oder Biegefestigkeiten. die mit Hochdichte-Polyethylen oder Polypropylen vergleichbar sind.Zusammenfassung:Bio-Polyester-urethane (PEU) erfüllen weitgehend alle Voraussetzungen eines optimalen Biowerkstoffs: Das Material basiert überwiegend auf nachwachsendem Rohstoff und ermöglicht ein breites Temperaturfenster für die thermoplastische Verarbeitung. Die mechanischen Eigenschaften lassen sich in weiten Grenzen variieren. Durch Einarbeiten von kostengünstigen Fasermaterialien ergeben sich Komposite, usw.

Projektverbund: Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens fuer technische Cyanid-Abwaesser - Teil A: Verfahrenstechnik der Druckhydrolyse

Ziel ist die Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens zur Cyanidentgiftung fuer komplexe technische Abwaesser, mit dem die ueblichen chlor-chemischen Verfahren ersetzt werden sollen und das Abwasser den Forderungen des WHG und seiner nachgeschalteten Verordnungen entspricht. Es sollen fuer alle wichtigen Cyanverbindungen systematisch die Verfahrensparameter ermittelt und die Durchfuehrung des Verfahrens in einer kontinuierlichen technischen Versuchsanlage demonstriert werden. Schwerpunkte der Entwicklung liegen bei den Teilaufgaben, die bei bisherigen Untersuchungen der Druckhydrolyse nicht beruecksichtigt wurden, insbesondere die Untersuchung der Reaktion auf sonstige unerwuenschte Nebenprodukte, die technische Anpassung der Apparate und Ausruestungen an die Schlammbildung und den damit verbundenen Verkrustungs-, Ausschleusungs- und Verwertungsproblemen sowie die Behandlung und Entfernung von Formiaten und Ammoniak aus dem Abwasser.

H2020-EU.3.5. - Societal Challenges - Climate action, Environment, Resource Efficiency and Raw Materials - (H2020-EU.3.5. - Gesellschaftliche Herausforderungen - Klimaschutz, Umwelt, Ressourceneffizienz und Rohstoffe), Introduction of an online hydrogen sulphide analytic device for the creation of an efficient andeconomical and ecological sustainable waste water infrastructure in Europe (H2S ANALYZER)

Bindung von Terbuthylazin-Metaboliten an gelöste organische Substanz (DOM) in Lysimetersickerwässern

Im Projekt wurden die Wechselwirkungen von hydroxylierten und/oder desalkylierten Metaboliten des Herbizids Terbuthylazin mit gelöster organischer Substanz (DOM) im Boden sowie die Konsequenzen einer Bildung von DOM-Assoziaten auf die Verlagerung der Substanzen im Boden untersucht. Die Ermittlung von Bindungskonstanten erfolgte durch Gleichgewichtsdialyse wässriger Lösungen der Analyte gegen verschiedene DOM-Lösungen in einer speziell entwickelten Dialyseapparatur. An Hand von Sorptionsversuchen, die in Anlehnung an die OECD-Richtlinie 106 durchgeführt wurden, wurden Aussagen zur Verlagerungsneigung der Substanzen bei unterschiedlichen Rahmenbedingungen getroffen.

Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens fuer komplexe technische Abwasser, Teil B: Technologie fuer optimale Abwasser-Stoffstroeme

Ziel die Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens zur Cyanidentgiftung fuer komplexe technische Abwaesser, mit dem die ueblichen chlor-chemischen Verfahren ersetzt werden sollen und das Abwasser den Forderungen des WHG und seiner nachgeschalteten Verordnungen entspricht. Es sollen fuer alle wichtigen Cyanverbindungen systematisch die Verfahrensparameter ermittelt und die Durchfuehrung des Verfahrens in einer kontinuierlichen technischen Versuchsanlage demonstriert werden. Schwerpunkte der Entwicklung liegen bei den Teilaufgaben, die bei bisherigen Untersuchungen der Druckhydrolyse nicht beruecksichtigt wurden, insbesondere die Untersuchung der Reaktion auf sonstige unerwuenschte Nebenprodukte, die technische Anpassung der Apparate und Ausruestungen an die Schlammbildung und den damit verbundenen Verkrustungs-, Ausschleusungs- und Verwertungsproblemen sowie die Behandlung und Entfernung von Formiaten und Ammoniak aus dem Abwasser.

Projektverbund: Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens fuer technische Cyanid-Abwasser - Teil C: Wissenschaftliche Begleitung

Ziel ist die Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens zur Cyanidentgiftung fuer komplexe technische Abwaesser, mit dem uebliche Chlorchemische Verfahren ersetzt werden sollen und das Abwasser den Forderungen des WHG und seiner nachgeschalteten Verordnung entspricht. Es sollen fuer alle wichtigen Cyanverbindungen systematisch die Verfahrensparameter ermittelt und die Durchfuehrung des Verfahrens in einer kontinuierlichen technischen Versuchsanlage demonstriert werden. Schwerpunkte der Entwicklung liegen bei den Teilaufgaben, die bei bisherigen Untersuchungen der Druckhydrolyse nicht beruecksichtigt wurden, insbesondere die Untersuchung der Reaktion auf sonstige unerwuenschte Nebenprodukte, die technische Anpassung der Apparate und Ausruestungen an die Schlammbildung und den damit verbundenen Verkrustungs-, Ausschleusungs- und Verwertungsproblemen sowie die Behandlung und Entfernung von Formiaten und Ammoniak aus dem Abwasser.

Projektverbund: Entwicklung eines Hydrolysedruckverfahrens fuer technische Cyanidabwaesser - Teil B: Technologie fuer optimale Abwaesser-Stoffstroeme

Ziel ist die Entwicklung eines Druckhydrolyseverfahrens zur Cyanentgiftung fuer komplexe technische Abwaesser, mit dem die ueblichen chlor-chemischen Verfahren ersetzt werden sollen und das Abwasser den Forderungen des WHG und seiner nachgeschalteten Verordnungen entspricht. Es sollen fuer alle wichtigen Cyanverbindungen systematisch die Verfahrensparameter ermittelt und die Durchfuehrung des Verfahrens in einer kontinuierlichen technischen Versuchsanlage demonstriert werden. Schwerpunkte der Entwicklung liegen bei den Teilaufgaben, die bei bisherigen Untersuchungen der Druckhydrolyse nicht beruecksichtigt wurden, insbesondere die Untersuchung der Reaktion auf sonstige unerwuenschte Nebenprodukte, die technische Anpassung der Apparate und Ausruestungen an die Schlammbildung und den damit verbundenen Verkrustungs-, Ausschleusungs- und Verwertungsproblemen sowie die Behandlung von Formiaten und Ammoniak aus dem Abwasser.

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