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Abbaupotential von Schadstoffen bei der Biomuellvergaerung

Der anaerobe Abbau von Xenobiotika bei der mesophilen und thermophilen Biomuellvergaerung wird untersucht, um die Entgiftung/Schadstoff-entfrachtung beurteilen zu koennen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt beim AOX.

Genehmigungsfaehige Detailplanung des Rueckstandsverwerters und Wirtschaftlichkeitsberechnung

Prozesswasserreinigung und -minimierung bei der Vergaerung von Bioabfall mit simultaner Schadstoffeliminination

MV Energieanlagen WFS

Informationen der staatlichen Umweltverwaltung Mecklenburg-Vorpommern: Karten von Windenergie- und Biogasanlagen in Mecklenburg-Vorpommern

Chemodynamik umweltrelevanter Schadstoffe in kommunalem Muell mit reduziertem Gehalt leicht abbaubarer organischer Komponenten

Da Hausmuelldeponien einen unterschiedlichen organischen Gehalt aufweisen und dieser Anteil in letzter Zeit durch verstaerkte Recyclingmassnahmen (Biotonne etc.) abnahm, wurde das Gefaehrdungspotential ausgewaehlter, mit dem Muell eingetragener Schadstoffe unter diesen veraenderten Bedingungen betrachtet. Dabei wurde der Frage nachgegangen, ob sich eine stufenweise Entfernung organischer Fraktionen in Laborexperimenten auf den Abbau oder den Transport der untersuchten Substanzen auswirkt. Die in kunststoffhaltigen Muellfraktionen in grossen Mengen vorhandenen Weichmacher werden durch die Einwirkung von organischen Inhaltsstoffen des Sickerwassers freigesetzt und transportiert. Nur die gut wasserloeslichen Weichmacher werden unter Deponiebedingungen zerstoert Nitrophenole werden bereits zu Beginn der Vergaerung sehr schnell abgebaut. Der Abbau der Chlorphenole setzt in Abhaengigkeit von der organischen Beladung des Muells zu verschiedenen Zeitpunkten ein.

Anaerobe biologische Abfallbehandlung - In-situ-Lokalisierung, Identifizierung und Quantifizierung der Mikroorganismen und biologischen Prozesse zur Verfahrensoptimierung

Durch die In-situ-Hybridisierung mit fluoreszenzmarkierten Gensonden und die Anwendung der konfokalen Laser-Scanning-Mikroskopie werden die Bakterienpopulationen untersucht, die am anaeroben Abbau von suspendierten Bioabfaellen beteiligt sind. Dabei werden unterschiedliche Betriebspunkte einer im Technikumsmassstab betriebenen Vergaerungsanlage bezueglich der Bakterienpopulation und der Summenparameter verglichen. Insbesondere sollen die Unterschiede einer mesophilen und einer thermophilen Biozoenose ermittelt werden. Das Ziel dieser Untersuchungen ist es, die wissenschaftlichen Voraussetzungen fuer eine Verfahrensoptimierung der Bioabfallvergaerung zu schaffen.

Wissenschaftliche Begleitung Pilotprojekt Heilbronn zur biologisch-mechanischen Abfallbehandlung

In Heilbronn wird eine Pilotanlage mit drei biologischen Restabfall-Behandlungsverfahren gebaut: 1. aerobe Behandlung, 2. anaerobe Behandlung 1-stufig thermophil, 3. anaerobe Behandlung 2-stufig mesophil. Nach Fertigstellung der Anlage wird die Leistungsfaehigkeit verschiedener Behandlungsstufen und -aggregate waehrend eines zweijaehrigen Dauerbetriebes ueberprueft. Nach Durchlaufen der mechanisch-biologischen Behandlung wird das ausgerottete Material in eine Versuchsdeponie eingebaut und das Langzeitverhalten in der Deponie untersucht. An der TH Darmstadt soll dabei ein Instrument zur Prozessbeobachtung und -bewertung insbesondere im Vergleich zu thermischen Verfahren entwickelt werden.

Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und Behandlung biogener Abfaelle

Im Rahmen des Projektes werden die folgenden Teilvorhaben bearbeitet: a) Energetische Nutzung biogener Reststoffe und Abfaelle: Deponierung, Kompostierung, Vergaerung und Verbrennung in Muellverbrennungsanlagen (MVA) sind gegenwaertig die wesentlichen Alternativen der Behandlung biogener Abfaelle. Sowohl bei der Biogas liefernden Vergaerung als auch in MVA erfolgt eine gewisse energetische Nutzung. Untersucht werden soll die Frage, inwieweit eine bessere energetische Nutzung von nicht oder nur schwach mit Schad- und Problemstoffen belasteten biogenen Abfaellen unter oekologisch und oekonomisch akzeptablen Bedingungen moeglich ist. Dabei kommen technische Anlagenarten in Frage, die in erster Linie auf die energetische Nutzung ausgerichtet sind und weniger Aufwand zum Emissionsschutz und zur Extraktion von Wertstoffen erfordern als die MVA. Zu diesem Thema wird in 1998 eine Studie begonnen, die auf etwa 2 Jahre angelegt ist. b) Begleitende systemanalytische Untersuchungen zu technischen FuE-Arbeiten zur Vergasung von Biomasse im FZK: Die Arbeiten hierzu schliessen an die Beitraege von ITAS im Rahmen einer institutsuebergreifenden Arbeitsgemeinschaft des FZK an, welche 1997 zu einem Abschlussbericht unter dem Titel 'Marktstudie zur Strohvergasung' fuehrte. Auf der Basis dieses Berichtes entstanden in den FZK-Instituten ITC und IATF FuE-Vorhaben zum Thema, zu denen ITAS systemanalytische Beitraege ausarbeiten wird. c) Moegliche Beitraege nachwachsender Rohstoffe zu einer zukunftsfaehigen Entwicklung: Ueber Fragen der energetischen Nutzung hinausgehend werden in diesem Teilprojekt zusaetzlich die aussichtsreichsten Produktlinien der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe thematisch einbezogen. Das Thema 'Zukunftsfaehigkeit' erfordert einen groesseren Zeithorizont und den noch staerkeren Einbezug globaler Entwicklungen als bei a) und b). 1998 werden zunaechst konzeptionelle Fragen bearbeitet. Aktuelle Information zu dem Projekt finden Sie unter http://www.itas.fzk.de/deu/projekt/wintz-98.htm.

Vermeidungspotential der Methan- und Lachgasemission aus Landwirtschaft, haeuslichen und agroindustriellen Abwaessern durch den Einsatz der Anaerobtechnologie

Innerhalb dieser Studie wurden Methan- und Lachgas-Vermeidungspotentiale aufgezeigt. Methan kann durch die energetische Nutzung in Anaerobanlagen umweltfreundlich genutzt werden. Im Bereich Landwirtschaft - tierische Exkremente - hat die Lagerungsart erheblichen Einfluss auf das Methanemissionspotential. Fluessigmistlagerung und anaerobe Lagunen, wie sie am haeufigsten in Osteuropa anzutreffen sind, haben die groessten Methanemissionen. In der Agroindustrie sind es vor allem fleisch- und zuckerverarbeitende Industrien. Im Jahr 2000 werden 50 Prozent der Menschen in Staedten leben und dort ihre Abwaesser zu hohen Methanemissionen fuehren.

Förderschwerpunkt Bioabfallverwertung, Untersuchungen zum verbesserten biologischen Aufschluss lignocellulosehaltiger Substanzen in Siedlungsabfaellen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Inwieweit ist bei der Nassaufbereitung und der anschliessenden Vergaerung von Bioabfaellen neben der Herstellung von Kompost auch die Produktion anderer vermarktbarer Wertstoffe moeglich? Fuer die Wirtschaftlichkeit kuenftiger Bioabfallbehandlungskonzepte fuehrt ein verbesserter Stoffumsatz sowohl zu einer hoeheren Biogasproduktion als auch zu einer Reduzierung der Reststoffmengen. In dem Projekt werden hierzu mehrere Moeglichkeiten einer verbesserten Verfahrensfuehrung (Stoffaufschluss, Vergaerung) untersucht. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Erzeugung anderer konkurrenzfaehiger Wertstoffe aus den entwaesserten Gaerrueckstaenden. Ihr hoher Anteil an Restcellulose stellt nach der Hydrolyse ein wertvolles Grundsubstrat dar, welches zu Aceton oder Butanol fermentiert werden kann. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Im Projektverlauf wurden an verschiedenen Abschnitten einer Biogasanlage Stoffstroeme entnommen. Die Untersuchungen der BTA befassen sich im Zuge der Optimierung der Biogasproduktion mit diversen Verfahrensmoeglichkeiten (Thermobehandlung; zweistufige biologische anaerobe Hydrolyse; Einsatz lignocellutytischer Biomassen; Ozonbehandlung; H2O2-Behandlung). Das Institut fuer Siedlungswasserwirtschaft (ISA) der RWTH Aachen untersucht einen neuartigen Stoffaufschluss, in welchem die Stoffstroeme fuer mehrere Minuten (Steam Explosion) mit Sattdampf bei Druecken bis zu 20 bar behandelt werden. Die Prozessbedingungen (Druck, Verweilzeit, Temperatur), welche zu einer optimalen Zunahme der biochemischen Verfuegbarkeit fuehren, werden bestimmt. Durch die gezielte Produktion und den Einsatz von Cellulasen, kann auch der Restcelluloseanteil aus dem sattdampfbehandelten Gaerrueckstand hydrolysiert werden. Die freigesetzten Zucker bieten nach ihrer Aufbereitung (Einsatz einer Ultrafiltration) das Ausgangssubstrat fuer eine Wertstoffermentation. Die Schaffung der mikrobiologischen Rahmenbedingungen und die Suche nach verfahrenstechnischen Loesungsansaetzen (Enzymproduktion und -aufbereitung, Hydrolyse, Wertstoffermentation) stellen die wesentlichen Hauptforschungsgebiete in diesem Teilprojekt dar.

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