Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.
Bei der Batterieherstellung fallen beim Saeurefreiwaschen der formierten Elektroden grosse Mengen Abwasser an, die mit Schwefelsaeure, Blei und anderen Schwermetallen belastet sind. Zur Verminderung dieser Belastungen werden bisher die mehrstufige Kaskadenspuelung im Gegenstrom und Ableitung des anfallenden Spuelkonzentrats ueber eine Neutralisationsfaellung oder die Kreislauffuehrung ueber eine dreistufige Faellung nach dem Walhalla-Verfahren eingesetzt. Nachteilig hierbei ist der Schlammanfall, der mit grossem Aufwand verwertet werden muss. Im vorliegenden Vorhaben wird der Gesamtanfall von Abwasser im Bereich der Elektrodenwaesche durch die Anwendung und Optimierung von physikalischen Kreislaufbehandlungsverfahren mindestens halbiert und die anfallenden Reststoffe intern oder extern verwertet. Folgende Verfahrenskombinationen kommen zur Anwendung. Optimierung des Waschverfahrens zur Erhoehung der Konzentration der Spuelwaesser und Minimierung der Wassermenge. Entfernung des feinpartikulaer vorhandenen Bleis durch eine optimierte Mikrofiltration. Der zurueckgehaltene Bleischlamm kann in der Sekundaerverhuettung wieder eingesetzt werden. Entfernung der geloesten Schwermetalle durch Kationentauscher. Aufkonzentrierung der Loesung durch eine Elektrodialyse. Die hierbei erzeugte 10-prozentige Schwefelsaeure wird in die Produktion zurueckgefuehrt, das an Schwefelsaeure verarmte Wasser wird wieder im Spuelprozess eingesetzt. Bei dieser Verfahrensweise werden die Ableitung von grossen Mengen sulfathaltiger Abwaesser und die Entstehung von schwermetallhaltigen Gipsschlaemmen aus der konventionellen Abwasserbehandlung vermieden.
Zweck und Ziel: Aufgabe ist es, die verkehrswasserwirtschaftlichen Rahmenbedingungen fuer die Umlagerung von Baggermaterial im Tidebereich (Ems-Weser-Aestuar) und im Brackwasser der Ostsee durch gezielte Untersuchungen zu quantifizieren und insbesondere Vorschlaege fuer eine Risikominderung zu formulieren. Ausfuehrung: Fuer die Frage nach der Auswirkung einer Umlagerung von Baggermaterial auf den Sauerstoffhaushalt sind folgende systematische Untersuchungen erforderlich: 1. Kartierung der zur Baggerung anstehenden Sedimente hinsichtlich ihrer Zehrungseigenschaften; 2. Bestimmung des Sauerstoffverbrauchs von Baggermaterial in Suspension im Saug-Baggerbetrieb, einschliesslich der Sauerstoffzehrung des ueberfliessenden Spuelwassers; 3. In-situ-Messungen (Sauerstoffgehalt, Truebungskonzentration) bei der Baggerung und Umlagerung; 4. Erfassung der stoffwechseldynamischen Situation und Berechnungen zum Sauerstoffhaushalt im Tidebereich. Ergebnisse: Eine Reihe weiterer Sedimentuntersuchungen im Weser-Aestuar und an der Ostseekueste (Flensburger Foerde, Kieler Foerde, Hafen Neustadt) wurden gutachterlich bearbeitet. Es zeigt sich immer deutlicher, dass feinkoernige Sedimente aus dem inneren Teil der Ostseefoerden vielfach stark anaerob sind und dementsprechend eine hohe Sauerstoffzehrung aufweisen. Im Falle einer Umlagerung dieser Baggersedimente wird zur Minimierung negativer Auswirkungen auf den Sauerstoffhaushalt eine moeglichst kompakte Ablagerung empfohlen. Feinkoernige Sedimente aus dem Weser-Aestuar zwischen Brake und Bremerhaven sind hingegen weniger zehrungsintensiv und durchweg aerob.
Die im Bereich von Aufspuelungen kontaminierter Sedimente anfallenden Sickerwaesser enthalten eine Fuelle organischer Substanzen, die in den oberen Grundwasserleiter gelangen koennen. Zur Beurteilung der Grundwassergefaehrdung durch Schlicklagerstaetten sind sowohl Kenntnisse der qualitativen und quantitativen Zusammensetzung der organischen Rueckstaende von Sickerwaessern, als auch Informationen ueber die hydrologischen Verhaeltnisse im Spuelfeldbereich erforderlich. Im Rahmen des durchgefuehrten Projektes wird daher eine umfassende qualitative Bestandsaufnahme organischer Sickerwasserinhaltsstoffe mit Hilfe gaschromatographisch-massenspektrometrischer Methoden (GC/MS) vorgenommen. Daneben werden ausgewaehlte Schadstoffe in Porenwaessern verschiedener Spuelfelder und deren Untergrund quantitativ gaschromatographisch (FID, ECD) bestimmt. Die erhaltenen Daten werden in Zusammenarbeit mit einer bodenkundlich-hydrologisch ausgerichteten Arbeitsgruppe ausgewertet. Nach den bisher erhaltenen Resultaten koennen Porenwaesser aus aufgespuelten Hafensedimenten eindeutig von Grundwaessern unterschieden werden.
Im vorliegenden Projekt sollen dünnwandige, keramische Membranen angepasster Benetzbarkeit und hoher volumenspezifischer Membranfläche entwickelt und zur nachhaltigen Aufbereitung von salzhaltigen Wässern mittels Nanofiltration und Membrandestillation erprobt werden. Ziel im Teilprojekt K-UTEC ist die Verfahrensentwicklung und praktische Membran-erprobung für folgende praxisnahe Anwendungsfälle: - An- bzw. Abreicherung von Kühlturmwässern - Konzentrierung von geringkonzentrierten Spülwässern - Selektive Sulfatabreicherung - Aufbereitung Li-haltige Wässer Nach Labor- und Technikumsversuchen werden on-site Versuche auf dem Gelände der DEUSA zur Erprobung des entwickelten Verfahrens und seiner Kernkomponenten NF und MD mit den dort verfügbaren Wässern durchgeführt. Im Anschluss daran erfolgt eine technische und ökonomische Bewertung. AP 7.1: Erarbeitung Verfahrenskonzepte für praxisnahe Anwendungsfälle AP 7.2: Ausarbeitung des Versuchsprogrammes zur Ermittlung der Designparameter für die Pilotanlage AP 7.3: Vorversuche Nanofiltration (NF) AP 7.4: Vorversuche Membrandestillation (MD) AP 7.5: Anlagendesign NF/MD Pilotanlage AP 8.1: Definition der Anforderungen an die Trennexperimente AP 8.2: Trennexperimente NF und MD AP 8.2.1: Experimente zur An- bzw. Abreicherung von Kühlturmwässern mittels NF und MD AP 8.2.2: entfällt, da sich andere Methoden als mindestens gleichwertig herausgestellt haben, AP 8.2.3: Experimente zur Konzentrierung geringkonzentrierter Spülwässer mittels NF und MD AP 8.2.4: Experimente zur selektiven Sulfatabreicherung mittels NF und MD AP 8.2.5: Experimente zur Aufbereitung Li-haltiger Wässer AP 8.3: Parametervariation zur Optimierung AP 8.3.1: Anwendungsoptimierung NF AP 8.3.2: Anwendungsoptimierung MD AP 8.4: Anwendung der Fraktionierung bei DEUSA AP 8.5: Anwendung der Konzentrierung bei DEUSA und K-UTEC AP 8.7: Anwendung der Verfahrenskombination NF + MD bei DEUSA und K-UTEC.
Die WAG ist im Vorhaben ENERWA an den Arbeitspaketen A Grundlagenermittlung / Rahmenbedingungen, C Energiemanagement im Verbund, D Web Dienst Energie- Effizienz, E Ergebnis-Synthese, insbesondere aber im AP B.2 Trinkwasseraufbereitung beteiligt. Arbeitsziele des AP B.2 sind:- Identifizieren, Quantifizieren und Bewerten von internem und externem Energieverbrauch - Aufzeigen von Möglichkeiten zur Energieeinsparung und Energie(rück)gewinnung - Erhöhung der Energieeffizienz bei einzelnen Verfahrensschritten und ganzen Verfahrensketten- Thermodynamische, energetische und volkswirtschaftliche Bewertung der Nutzung der Wärmekapazität des Rohwassers für Kühl- und Heizzwecke - Exemplarische Implementierung von weniger energieintensiven Verfahren zur Aufbereitung, Entfeuchtung, Heizung oder Kühlung- Bewertung von hygienisch-ökonomisch-betrieblichen Einsatzgrenzen. Die Arbeiten werden wie folgt unterteilt: - Datenermittlung, Vor-Ort-Messungen in Wasserwerken - Erarbeitung von Optimierungskonzepten - Pilotanlagen-Untersuchungen mit der großtechnischen Versuchsanlage der WAG (Durchsatz 60 m3/h), Untersuchung des Einflusses von Flockungsmittelmenge, Einmischung, Spülart und -intervall auf den Gesamtenergieverbrauch bei Berücksichtigung des Energieaufwands für die Spülwasserbehandlung, den Chemikalieneinsatz und die Schlammentsorgung.
Die in den letzten Jahren am Lehrstuhl 1 fuer Technische Chemie durchgefuehrten Arbeiten bestaetigen das grosse Anwendungspotential von Hohlfasermodulen als Extraktionsapparate in der Umwelttechnik. Auf Basis der Einzelanlagen fuer Extraktion bzw. Reextraktion wurde eine kontinuierliche Extraktions-Reextraktionsanlage gebaut mit der in Vorversuchen stabile Betriebsbedingungen ueber 5 Tage (Limitierung der Versuchszeit durch die Vorlagebehaelter) realisiert werden konnten. Die maximale Aufkonzentrierung von ca. 400 wurde dabei ohne Optimierung erreicht. Die gute Uebereinstimmung zwischen Modell und Experiment ermoeglicht eine zeitsparende Optimierung bzw. Auslegung des komplexen Verfahrens. Weiterhin laesst sich das auf physikalischen und chemischen Grundlagen basierende Modell auch auf andere Stoffsysteme erweitern, wodurch unterschiedliche Abwassermatrizes behandelt werden koennen. Verwendete Stoffsysteme: - Zn/DEPA (Spuelwaessser aus der Viskosefaserproduktion) - Zn, Fe/TBP (Altbeizen). Gegenstand des aktuellen Vorhabens ist es, den hocheffizienten Stoffaustauscher ,'Hohlfasermodul' als Extraktor zur Schwermetallionenseparierung fuer verschiedene waessrige, abfallwirtschaftlich relevante Systeme technisch nutzbar zu machen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird das Vorhaben als Verbundvorhaben gemeinsam von der Technischen Universitaet Muenchen und dem FES durchgefuehrt. Insgesamt ist die Bearbeitung der folgenden Aufgabenstellungen vorgesehen: - Grundlagen der extraktive Aufbereitung von Altbeizen aus Feuerverzinkereien mit Hohlfasermodulen (HFM), - Simulation des kontinuierlichen Betriebes einer chemisch-extraktiven HFM-Separation in einer Miniplant am Beispiel der Zinkkonzentrierung von verduennten Spuelwaessern mit DEPA, - Erarbeitung eines Verfahrenskonzeptes zur extraktiven Aufbereitung von Altbeizen mit Hohlfasermodulen.
Im genannten Projekt wurden verfahrenstechnische Loesungen erarbeitet, die in Zukunft eine Wiederverwendung von Filterspuelwasser aus der Grundwasseraufbereitung erlauben. Die Ergebnisse dieser Arbeit koennen als Entscheidungsgrundlagen fuer die Wahl einer Verfahrenstechnik und als Dimensionierungshilfe dienen. Durch die Wiederverwendung von Filterspuelwasser wird der Hauptabwasserstrom im Grundwasserwerken vermieden. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung einer zukunftsorientierten ressourcenschonenden und rueckstandsarmen Trinkwasseraufbereitung aus Grundwasser. Ziel ist die Entwicklung von Konzepten zur Behandlung und Rueckgewinnung von Spuelwaessern aus der Grundwasseraufbereitung. Die Behandlung durch Sedimentation/Klaerbehaelter ist zu integrieren. die Rueckgewinnung darf die hygienischen Verhaeltnisse der Aufbereitung nicht gefaehrden. Es werden Flockungs-/Filtrations- und Membranverfahren eingesetzt.
Ziel des Projektes ist es, zur Farb- und Resistentschichtung im Bereich der Industrieschilderherstellung eine neuartige automatische Durchlaufanlage mit 4 Modulen ein-zusetzen. Gegenwärtig erfolgt die Farb- und Resistentfernung mit organischen Lösemitteln, die zu den flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) zählen und zu Emissionen führen. Einige Teilprozesse wie die Nachreinigung werden noch manuell mit Putztüchern und u.a. mit Waschbenzin oder Alkoholen ausgeführt. Der Wasserverbrauch der dreistufigen Reinigung (Plattenreinigung, Hochdruckreinigung und Schlussspülung) kann 600 bis 1.000 Liter pro Stunde betragen. In der neuen Anlage laufen die Einzelprozesse Farb- und Resistentschichtung, Entfetten, Spülen und Trocknen dann automatisch ab. Für die Farb- und Resistentschichtung sind als Entschichtungsmittel Rapsölmethylester (Nachwachsende Rohstoffe) in Verbindung mit einem Recyclingester vorgesehen. Der Recyclingester wird aus Abfällen der Nylonproduktion gewonnen. Die nachfolgende Entfettung er-folgt mit ca. 60 Grad Celsius warmem Wasser ohne chemische Hilfsmittel. Die auf-schwimmenden Entschichtungsmittel werden mit einem speziellen Ölskimmer abgetrennt. Bei der nachfolgenden Reinigung und Spülung wird ebenfalls warmes Wasser ohne Reinigungsmittelzusätze eingesetzt. Abrasive Bürstwalzen unterstützen den Vorgang. Eine Kaskadenschaltung der Spülen erlaubt eine vierfache Nutzung des Spülwassers. Die manuelle Nachreinigung entfällt. Mit der neuen Technologie soll der Wasserverbrauch auf 100 bis 200 Liter pro Stunde reduziert und pro Jahr ca. 1 Tonne herkömmlicher Lösungsmittel ersetzt werden. Der Automatisierungsgrad der Anlage zieht daneben eine Reihe weiterer Umwelteffekte nach sich. Insgesamt wird mit einer Verminderung des CO2-Ausstoßes von 2,5 Tonnen pro Jahr gerechnet.
Ausgangssituation: Rohstoffe, die von großer wirtschaftlicher Bedeutung sind, bei denen aber die Gefahr von Versorgungsengpässen besteht, werden als kritisch bezeichnet, solche bei denen eine Veränderung der Marktsituation eine Einstufung als kritisch nach sich ziehen könnte, als potentiell kritisch (FFG, 2012). Folgende Metalle wurden von der EU (Europäische Union, 2010) oder der FFG als (potentiell) kritisch definiert: Be, Mg, Mn, Ni, Co, Zn, Cr, Al, Ga, In, SEE, Ge, Sb, Nb, Ta, W, V, Mo, PGE. Um Versorgungsengpässen entgegenzuwirken, spielt die Rückgewinnung kritischer Metalle aus Abfällen und Abwässern eine große Rolle. Während kritische Metalle aus hoch konzentrierten Prozesswässern bereits zurückgewonnen werden, rücken nun auch gering konzentrierte Spülwässer in den Fokus. Ziele und Methoden: Im Rahmen dieser Studie soll untersucht werden, welche (potentiell) kritischen Rohstoffe aus Spülwässern mittels einer Eisengranulatschüttung durch Wirbelschichtprozesse reduziert und gefällt und/oder an diesen adsorbiert und somit jedenfalls fixiert und schließlich durch Filtration abgetrennt werden können. Dabei wird eine bestehende Technologie aus der Altlastensanierung (ferroDECONT) und vorhandenes Know-How aus der Abwasserreinigung (AVR) im Sinne einer Abkehr von der Abfall- und Zuwendung zur Ressourcenwirtschaft (MUL) adaptiert, um den Grundstein für spätere F&E-Projekte zur Metallrückgewinnung aus Spülwässern zu legen. Diese Methodik dient der Erreichung folgender Ziele: 1. Identifizierung, Quantifizierung und Charakterisierung geeigneter Abwässer 2. Identifizierung technisch und wirtschaftlich fixierbarer kritischer Metalle 3. Beschleunigung der Reaktionskinetik durch Optimierung des Strömungsregimes 4. Minimierung des Chemikalieneinsatzes durch physikalische Phasentrennung 5. Chemische und mineralogische Charakterisierung der Filterrückstände Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse: Nach Abschluss der Sondierung ist bekannt, welche kritischen Rohstoffe mit welchem Aufwand aus welchen niedrig konzentrierten Abwässern mittels einer im Vergleich zum heutigen Stand verbesserten Eisengranulatschüttung durch Wirbelschichtprozesse entfernt werden können. Ein im Vergleich zum Stand der Technik chemikalienärmeres Verfahren der Festphasenabtrennung wird für jeden Abwasserstrom definierte Filterkuchen als Sekundärrohstoffe für die Rückgewinnung kritischer Metalle liefern.
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| Bund | 116 |
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| Förderprogramm | 116 |
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