Die gesamtstätische Klimamodellierung dient als Grundlage, um die den Ist-Zustand des Stadtklimas im Land Berlin in die Planung einbeziehen zu können. Es werden hierfür notwendige stadtklimatische Klimaanalysen (siehe Klimaanalyse) und -bewertungen (siehe Planungshinweise Stadtklima) bereitgestellt. Für die gesamte Stadtfläche werden im Bereich der Klimaanalyse sieben Klimaparameter jeweils in einer Rasterdarstellung mit einer hohen räumlichen Auflösung von 10 m x 10 m sowie aggregiert auf ca. 25.000 Block- und Blockteilflächen angeboten. Durch die hohe räumliche Auflösung sind die Klimaanalyseergebnisse dazu geeignet Planungsprojekte bis zur Ebene der Bauleitplanung zu unterstützen. Die dargestellten Parameter umfassen darüber hinaus nicht nur die wichtigsten klimatischen Größen wie (1) bodennahes Windfeld und Kaltluftvolumenstromdichte, (2) Luft- und (3) Oberflächentemperatur, (4) nächtliche Abkühlung sondern auch thermische Bewertungsindizes aus (5) PET und (6) UTCI. Die Zusammenfassung der Erkenntnisse aus der Klimaanalyse erfolgt in der (7) Klimaanalysekarte. Die Klimaanalysekarte ermöglicht es, die einzelnen Bereiche der Stadt nach ihren unterschiedlichen klimatischen Funktionen, d.h. ihrer Wirkung auf andere Räume, abzugrenzen.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Weber Ultrasonics AG durchgeführt. In dem Projekt soll zunächst erforscht werden, bei welchen Prozessparametern eine ausreichende Entfernung von Verunreinigung und Bakterien bei Salat mittels der dargestellten Ultraschalltechnik möglich ist. Der Reinigungsprozess soll als Kombination aus sprühendem Wasser und einer fakultativen Tauchreinigung entwickelt werden, wobei in beiden Fällen Ultraschall integriert wird. Die Prozessparameter sind auf den Anwendungsfall Salatreinigung auszurichten. Das Projekt wird durch die geplante Technik zur unbedenklichen Wiederverwendung des Waschwassers und zu einer deutlichen Verringerung des Wasserbedarfs führen. Neben der Analyse der Anforderungen, der Simulation und Modelberechnung werden vor allem Vorversuche für beide ultraschallgestützte Reinigungsansätze die Ausgangsbasis für die Entwicklung der Reinigungsanlage liefern. Es soll dabei der minimale Volumenstrom bei effizienter Einkoppelung des Ultraschalls für unterschiedliche Salatsorten und Verschmutzungsgrade ermittelt werden. Zur Realisierung einer Kreislaufführung des Waschwassers wird eine Membran-Filtration für diesen Prozess untersucht. Von besonderer Bedeutung ist hierbei neben der unerwünschten Verfärbung des Wassers durch Chlorophyll vor Allem die Reduzierung der bakteriellen Kontamination. Um die Vorteile der Kombination aus Ultraschallreinigung und Membranfiltration zu zeigen, wird im Projekt eine Anlage prototypisch entwickelt und im Feldversuch getestet.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Die Zielsetzung dieses Teilprojektes besteht in der Entwicklung eines standortangepassten Verfahrenskonzeptes für die Trinkwasseraufbereitung in der Region Dong Van in Vietnam und die wissenschaftlich-technische Begleitung der großtechnischen Umsetzung. Nach bisher vorliegenden Erkenntnissen liegt im aufzubereitenden Rohwasser im Wesentlichen eine partikuläre bzw. mikrobiologische Belastung vor. Im Rahmen des Vorhabens sollen klassische (Flockung und Filtration) und innovative (keramische Membranen) Aufbereitungsverfahren für die Partikelentfernung konzipiert und unter den Bedingungen vor Ort im kleintechnischen Maßstab mit einer Containeranlage untersucht werden. Es wird ein Verfahrenskonzept für eine zentrale Aufbereitungsanlage zur Bereitstellung von Trinkwasser für die Region Dong Van mit einem Volumenstrom von etwa 1.000 m3/d erarbeitet, welche durch die vietnamesischen Partner großtechnisch umgesetzt werden soll. Darüber hinaus ist vorgesehen, Bestandteile der kleintechnischen Wasseraufbereitungsanlage am Projektende für einen dauerhaften Betrieb in Dong Van bereit zu stellen, die als point of use - Anlage etwa 10 bis 20 m3/d Trinkwasser für ein geeignetes Gebäude (z.B. Schule, Gemeinde- oder Krankenhaus) liefern soll. Der Arbeitsplan besteht aus folgenden Arbeitspaketen, die gemeinsam mit dem Projektpartner Hydroelektrik bearbeitet werden: - Anlagenkonzeption und -bau (Partikelentfernung durch klassische und innovative Technik mit Design einer kleintechnischen Containeranlage) - Anlagenbetrieb in Deutschland (Erprobung standortangepasster Betriebsweisen mit der Containeranlage, capacity building) - Anlagenbetrieb in Vietnam (Umsetzung geeigneter Betriebsweisen der Containeranlage) - Verfahrenskonzept (Erfassung von Anforderungen der Zielregion, Konzeption angepasster Aufbereitungstechnologien) - Umsetzung in die Praxis (Wissenschaftliche Begleitung der großtechnischen Umsetzung, Bereitstellung einer point-of-use Anlage)
Das Projekt "Weiterentwicklung von Technologien zur effizienten Nutzung von Pferdemist als biogener Reststoff und Test im Praxisbetrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Einleitung: Über 1 Mio. Pferde in Deutschland mit einem Mistanfall von ca. 12 t pro Pferd und Jahr. Zielsetzung: - Erschließung alternativer Substrate - 50 % der Anfallmenge: 400 Mio. m3 Methan /a ca. 70.000 ha (9 % der heutigen NaWaRo-Fläche). Methodik / Vorgehensweise: - Laboruntersuchungen: Batch, Durchfluss - Effekt mechanischer Aufbereitung - Aufbau MEWA Bio-QZ am ULI - Verfahrensvergleich in 2 Fermentern - Datenerhebungen an Praxisanlagen - Erarbeitung von Empfehlungen für die Praxis.
Das Projekt "Sub project: Coupling and competitiveness of iron-, sulfate-, and CO2-reduction along gradients" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fachgruppe Geowissenschaften, Bayreuther Zentrum für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER), Lehrstuhl für Hydrologie durchgeführt. The relevance of biogeochemical gradients for turnover of organic matter and contaminants is yet poorly understood. This study aims at the identification and quantification of the interaction of different redox processes along gradients. The interaction of iron-, and sulfate reduction and methanogenesis will be studied in controlled batch and column experiments. Factors constraining the accessibility and the energy yield from the use of these electron acceptors will be evaluated, such as passivation of iron oxides, re-oxidation of hydrogen sulfide on iron oxides. The impact of these constraints on the competitiveness of the particular process will then be described. Special focus will be put on the evolution of methanogenic conditions in systems formerly characterized by iron and sulfate reducing condition. As methanogenic conditions mostly evolve from micro-niches, methods to study the existence, evolution and stability of such micro-niches will be established. To this end, a combination of Gibb's free energy calculations, isotope fractionation and tracer measurements, and mass balances of metabolic intermediates (small pool sizes) and end products (large pool sizes) will be used. Measurements of these parameters on different scales using microelectrodes (mm scale), micro sampling devices for solutes and gases (cm scale) and mass flow balancing (column/reactor scale) will be compared to characterize unit volumes for organic matter degradation pathways and electron flow. Of particular interest will be the impact of redox active humic substances on the competitiveness of involved terminal electron accepting processes, either acting as electron shuttles or directly providing electron accepting capacity. This will be studied using fluorescence spectroscopy and parallel factor analysis (PARAFAC) of the gained spectra. We expect that the results will provide a basis for improving reactive transport models of anaerobic processes in aquifers and sediments.
Das Projekt "Teilprojekt: Entwicklung und Bau von Spezialbrennern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hans Hennig GmbH durchgeführt. Vorhabenziel ist die Einsparung von Energie bei der Entstickung NOx-haltiger Prozessabluft durch eine neuartige Anlagenkombination mit innovativer NOx-Minderungstechnik. Am Beispiel des Beizprozesses der Edelstahlherstellung wird die stickoxidhaltige Abluft der Beize als Brennluft der Glühofen-Brenner genutzt. Mit neuen Spezialbrennern werden simultan die Stickoxide reduziert und der Glühofen beheizt. Durch Prozessverbesserungen an der Beize wird der NOx-haltige Abluftstrom vermindert. Gegen aggressive Abluft-Begleitstoffe beständige Materialien werden durch Heißtests ermittelt. Neue Spezial-Brenner zur simultanen Stickoxid-Reduzierung und Glühofen-Beheizung werden mit Theorie, CFD und Experiment entwickelt und erprobt. Eine anlagenübergreifende Regelung gewährleistet den sicheren Betrieb. Das neue Verfahren wird als innovative Energiespartechnik an einer Edelstahl-Glüh-Beizlinie eingesetzt und erprobt. Das neue Verfahren soll bei der Edelstahlbeize, der Düngemittel-, Salpeter- und Adipinsäureproduktion sowie bei der Oberflächenveredelung von Zinkblech zum Einsatz kommen. Die Ergebnisse der Forschungsarbeiten werden durch Vorträge und Publikationen der Öffentlichkeit vorgestellt. Insbesondere erweitert der Antragsteller seine Produktpalette um Öfen mit NOx-resistenten Einbauten.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Aufbau und Betrieb im Labormaßstab" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Fachbereich Erdsystemwissenschaften, Institut für Bodenkunde durchgeführt. Ziel des Verbundvorhabens BiMoLa ist die Entwicklung eines Biofilters/Biowäschers zur Methanoxidation bei geringen Methankonzentrationen und hohen Volumenströmen, wie sie für Abfallbehandlungsanlagen und in der Landwirtschaft typisch sind. Die unter diesen Bedingungen wirksamen Einflussfaktoren und damit das Optimierungspotenzial sind als Voraussetzung für die Entwicklung eines marktreifen Systems noch nicht hinreichend bekannt. Ziel des Teilprojektes 2 (Universität Hamburg) ist, die Grundlagen für Aufbau und Betrieb solcher Systeme hinsichtlich der Materialeigenschaften sowie der Betriebsbedingungen im Labormaßstab als Basis für die Validierung im Pilotmaßstab zu erarbeiten. Die Eignung mehrerer potenzieller Biofiltermaterialien wird anhand ihrer physikalischen, chemischen und biologischen Eigenschaften geprüft. An ausgewählten Materialien werden auf verschiedenen Skalen (statische Batch-, dynamische Säulenversuche) Prozessstudien zur Bedeutung relevanter Betriebsbedingungen wie Methankonzentration, Volumenstrom, Temperatur und Feuchte im Labor durchgeführt. Auf Grundlage der Erkenntnisse werden Konstruktion und Betrieb einer Pilotanlage durch die Projektpartner unterstützt und die Prozessvalidierung wissenschaftlich begleitet.
Das Projekt "Synthese von Methanol aus off Gasen der Stahlindustrie und erneuerbarem Wasserstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Clariant Produkte (Deutschland) GmbH durchgeführt. Trotz des großen Potenzials von Hüttengasen als Synthesegasquelle existiert bislang keine industrielle Anwendung zur Methanolherstellung. Im Gegensatz zu konventionellen Synthesegasen fallen Hüttengase bei Atmosphärendruck an und sowohl der Volumenstrom als auch die Zusammensetzung unterliegen einer zeitlichen Änderung. Um die THG Emissionen aus dem Stahlwerk merklich zu reduzieren sind vor allem die in der ersten Phase von C2C entwickelten Synthesestrategien zur Umsetzung des volumenreichen Gasstromes aus dem Hochofen mit hohem CO2 und Stickstoff Anteil weiter zu entwickeln. Die Ermittlung eines kostenoptimierten Verfahrens muss dabei in Abstimmung mit den geeignetsten Ansätzen der vorgelagerten Gasreinigung erfolgen um ein Gesamtoptimum für die gesamte Verfahrenskette zu identifizieren und Methanol mit deutlich geringerem Carbon-Footprint als auf Basis fossiler Rohstoffe zu erzeugen. Basierend auf den bisherigen Arbeiten müssen die erfolgversprechendsten Strategien definiert werden und in Vorbereitung für den großkommerziellen Einsatz wirtschaftlich bewertet werden. In den bisherigen Arbeiten konnte eine gute Eignung eines kommerziellen Clariant Methanolkatalysators demonstriert werden.
Das Projekt "Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Umwandlung von regenerativ erzeugtem Strom in Methan - Entwicklung einer Speichermöglichkeit von regenerativ erzeugtem Strom" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Duisburg-Essen, Campus Essen, Abteilung Bauwissenschaft, Fachgebiet für Siedlungswasser- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Im Rahmen dieses Forschungsprojekts soll ein biologisches Verfahren als Alternative für den Sabatier-Prozess entwickelt werden, bei dem durch Elektrolyse hergestellter Wasserstoff mittels CO2 durch Bakterien zu Methan veratmet wird. Die Reaktion wird durch folgende Gleichung beschrieben: CO2 + 4H2 ? CH4 + 2H2O. Durch die Umwandlung von Strom in Wasserstoff und anschließend in Methan wird es erstmalig möglich sein z. B. mittels Solarzellen oder Windkrafträdern regenerativ erzeugten Strom umzuwandeln und die Energie zu speichern und zu transportieren. Durch eine anschließende CO2 neutrale Verbrennung in Motoren ist es möglich einen entscheidenden Beitrag zur Reduktion klimaschädlicher Gase beizutragen. In der ersten Phase wird ein Reaktor mit einem Volumen von rund 5 Litern diskontinuierlich betrieben. In den Reaktor strömt ein Gasgemisch aus CO2 und H2. Das zugeführte Gasgemisch wird im Volumenstrom variieren, um so den optimalen Wirkungsgrad festzustellen. Nach Auswertung der ersten Ergebnisse wird ein Reaktor mit einem Volumen von 50 Litern für den kontinuierlichen Betrieb entworfen. In Phase II des Versuchs wird zusätzlich die Gaszusammensetzung verändert. Hierzu wird das Mischungsverhältnis zwischen CO2 und H2 verändert und optimiert.
Das Projekt "Erhöhung der Stoffdichten in den Prozessen der Stoffaufbereitung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Holz- und Papiertechnik, Professur für Papiertechnik durchgeführt. Ausgangssituation/Problemstellung Die Ergebnisse des INFOR-Projekts 'Kostenstrukturanalyse' haben deutlich gezeigt, dass der Verbrauch an elektrischer Energie in Stoffaufbereitungsanlagen in ähnlicher Größenord-nung liegt wie die der Papiermaschine. Sie haben sich in den letzen 50 Jahren auch nicht wesentlich geändert. Die Verbraucher sind vor allem die elektrischen Antriebe der Aggregate der Stoffaufbereitung sowie der Pumpen und Rührwerken. Ein wesentlicher Grund für den hohen Verbrauch an elektrischer Energie sind somit die nach wie vor sehr niedrigen Stoffdichten in zahlreichen Prozessstufen der Stoffaufbereitung und des Konstantteils, die den Transport extrem großer Suspensionsvolumina bei - um die Rohrleitungen in vernünftigen Dimensionen halten und störungsfrei (d. h. ablagerungsfrei) durchströmen zu können - relativ hohen Geschwindigkeiten. Vor diesem Hintergrund überrascht es nicht, dass die Stoffdichten in einigen Bereichen der Stoffaufbereitung in den letzten Jahren deutlich erhöht worden sind, allerdings nicht in erster Linie aus Gründen der Energieeinsparung sondern im Hinblick auf die Qualität des aufbereite-ten Stoffes (Hochkonsistenzzerfaserung von graphischem Altpapier, Hochkonsistenzmah-lung). Darüber hinaus haben Forschungsarbeiten auch erste Hinweise darauf geliefert, dass traditionell bei sehr niedrigen Stoffdichten gefahrene Prozesse (Flotationsdeinking) unter bestimmten Bedingungen auch bei deutlich höheren Konsistenzen erfolgreich durchgeführt werden können. Die niedrigen Stoffdichten haben sich in der Vergangenheit zwar für die Stabilität der Prozesse häufig als vorteilhaft erwiesen. Angesichts der stark gestiegenen und wahrscheinlich auch zukünftig steigenden Energiekosten dürfte es mittel- und langfristig aber wichtig werden, geeignete Kompromisse zwischen Prozessstabilität, Produktqualität und Energieeinsatz zu finden. Forschungsziel/Forschungsergebnis Ziel des geplanten Projekts ist die Bestimmung der durch eine signifikante Anhebung der heute üblichen Stoffdichten vorhandenen Einsparpotenziale an elektrischer Energie und die Erarbeitung von Maßnahmen zu ihrer Nutzung vor allem in den Prozessen der Stoffaufbereitung. Anwendungen/Wirtschaftliche BedeutungrnNeben der Energieeinsparung bzw. der Reduzierung des spezifischen Energieeinsatzes sind jedoch noch eine Reihe weitere, eine Stoffdichteerhöhung begleitende Effekte zu beachten, wie: -die drastische Reduzierung der Baugrößen für Apparate (Sortierer, Cleaner, Flotati-onszellen), -die Reduzierung des Aufwandes für Verdünnungs- und Entwässerungsschritte (Anla-genbau und Regelung), -die Verringerung der im Kreislauf zu fahrenden Wassermengen (Volumenstrom), -die Reduzierung der Prozessvolumina im Stoff- und Wassersystem (Synergien zur INFOR-Skizze 'Reduktion des spezifischen Energieeinsatzes durch verbesserte Steuerung der Prozesszeiten'.