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Verfahrensentwicklung von Messung, Behandlung und Beseitigung radioaktiver Abfaelle

Untersuchungen ueber spezielle analytische Probleme auf dem Schmutzwassersektor. Beginn mit der Untersuchung der Nitrifizierungs- und Denitrifizierungsvorgaenge in Oberflaechenwaessern am Beispiel des Hauptentwaesserungskanals. Untersuchung synthetischer Waschmittel und anderer Reagentien auf ihre Wirksamkeit bei der Reinigung kontaminierter Schutzkleidung, Entwicklung von Waschverfahren mit besseren Dekontaminationsfaktoren und geringeren Abwassermengen. Untersuchung gaengiger Trennverfahren, wie Saegen, autogenes Schneiden oder Plasmaschneiden, auf ihre Anwendbarkeit zur rationellen Zerkleinerung sperriger kontaminierter bzw. aktivierter Bauteile. Anpassung der konventionellen Technik an schwierige Materialkombinationen, z.B. Aluminium, Beton oder Stahl/Araldit, und die strahlenschutztechnischen Randbedingungen (Fernbedienung, Abgasreinigung).

Reduzierung des Wassereinsatzes und Rueckgewinnung von Rohstoffen aus dem Abwasser eines Eiproduktewerkes

Entwicklung und Erprobung von funktionalen Komponenten und einer Prozesskette zur klimaneutralen Herstellung von Soda und Natron als Senke für erzeugtes CO2, Teilvorhaben: Entwicklung von Membranprozessen für CO2-Abtrennung/Reinigung zur Herstellung von Soda/Natron

Die Gesamtzielstellung des Projektes besteht darin, entscheidende Prozessschritte für eine alternative auf Membrantrennprozessen basierende Produktionsroute für Soda und Natron zu entwickeln und zu erproben. Zentral sind dabei die Abtrennung und Reinigung von CO2 aus Biogas bzw. aus (biogenen) Verbrennungsgasen, die Entwicklung von elektrochemischen Membranverfahren und von Adsorptionseinheiten für die Überführung von Salzsole (NaCl) in Soda-/Natronlösung mittels Salzspaltung/Metathese und die Untersuchung des Einsatzes geothermischer Energie für die weiterhin notwendigen thermische Prozessschritte zur perspektivischen Substitution von Erdgas im Zuge der Produktreinigung und -konfektionierung, siehe Verfahrensfließbild. Prozesse zur Herstellung von Basischemikalien in der chemischen Industrie zählen zu den Großemittenten von CO2. Da diese Produkte in einer Vielzahl von Produktionsketten eingesetzten werden, ist ein Verzicht oder eine Substitution nach derzeitigem Kenntnisstand nicht möglich. Daraus leitet sich die Fragestellung ab, inwieweit es technisch und wirtschaftlich möglich ist, diese Prozesse künftig so zu gestalten, dass die Emission von Treibhausgasen minimiert wird und CO2 ggf. noch stärker als bisher an Stelle fossiler Kohlenstoffträger als Rohstoff dienen kann. Ein großtechnischer Prozess, bei dem dies prinzipiell relativ leicht möglich wäre, ist die Herstellung von Soda und Natron nach dem Solvayverfahren. Im Prozess werden Kochsalz, Kohle, Kalkstein und Ammoniak eingesetzt. Es entstehen sehr große Mengen hochsaliner Abwässer als Abprodukt. Eine Verwertung der FuE-Ergebnisse auf industrieller Anwendungsebene steht daher in Aussicht. Nächster Schritt wäre die Umsetzung im Pilotmaßstab. Das CO2-Vermeidungspotential beläuft sich allein in Deutschland auf ca. 1,8 Mio. t CO2. Hinzukommt die Vermeidung des Anfalls von ca. 12,5 Mio. m3/a hochsaliner Abwässer.

Errichtung eines mit Altholz befeuerten Biomasse-Heizkraftwerks mit optimierter Wärmenutzung

Das Unternehmen wird in Dresden-Niedersedlitz ein mit Altholz befeuertes Biomasse-Heizkraftwerk errichten. Stündlich werden dort etwa 6 Tonnen Altholz aus dem städtischen Altholzaufkommen, den Altholzfraktionen des Sperrmüllaufkommens und dem örtlichen Bauabbruchholzes eingesetzt werden. Die Anlage ist so konzipiert, dass sie auf den Altholzanfall der Stadt Dresden zugeschnitten ist. Unnötige Transporte über größere Strecken unterbleiben. Die Energieerzeugung erfolgt in Kraft-Wärme-Kopplung. Der erzeugte Strom soll auf Basis des Erneuerbare-Energien-Gesetz ins Stromnetz des örtlichen Netzbetreibers eingespeist werden. Fernwärme wird für ein Industrie- und Gewerbegebiet und für das Stadtgebiet von Heidenau ausgekoppelt. Der Modellcharakter der Anlage besteht darin, dass die Errichtung des Biomasseheizkraftwerks und die Sanierung des bestehenden (Alt-)Wärmenetzes ein energetisches Gesamtkonzept darstellen. Dadurch soll der spezifische Energiebedarf für die Wärmebereitstellung um 35 Prozent gesenkt werden. Kraft-Wärme-Kopplung spielt bisher bei Altholzanlagen vergleichbarer Größenordnung außerhalb der Holzwerkstoffindustrie i.d.R. eine untergeordnete oder gar keine Rolle. Mit dem Vorhaben soll erstmals in Deutschland in einem Altholzheizkraftwerk eine Rostfeuerung mit einem Horizontalkessel errichtet werden. Die vorgesehene Bauart verspricht deutlich höhere Verfügbarkeit als bei herkömmlichen Anlagen mit vertikal aufgesetztem Kessel und höhere Nutzungsgrade. Eine ebenfalls erstmals für Holzfeuerung eingesetzte spezielle Bauart der Rostfeuerungstechnik ermöglicht es, Holzstücke mit einer Kantenlänge von bis zu 500 mm zu verwenden. Dies reduziert den energetischen Aufwand für die Zerkleinerung des eingesetzten Holzes sowie die Staub- und Lärmbelastung. Mittels aufwendiger Simulationsrechnungen konnten Feuerraumgeometrie sowie Luftdüsenanordnung optimiert und dadurch die Entstehung von Stickoxiden und Kohlenmonoxid reduziert werden. Durch die Nutzung von jährlich 47.000 Tonnen Altholz können 32.000 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden werden. Daher trägt das Vorhaben insbesondere zur Erreichung des im nationalen Klimaschutzprogramm der Bundesregierung formulierten CO2-Minderungsziels und des dort festgeschriebenen Verdopplungsziels für den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung und am Energiemix bis 2010 bei. Darüber hinaus kann ein ansonsten anfallender Frischwasserbedarf von etwa 250.000 m3 und ein Abwasseranfall von etwa 150.000 m3 durch ein Luftkühlerkonzept eingespart werden. Der erforderliche Strombedarf wird durch die eingesetzte Technik minimal gehalten.

Verringerung der bei der Zuckerfabrikation anfallenden Abwaesser durch Rueckfuehrung und mechanische und biologische Aufbereitung

Biologischer Abbau des bei der Fabrikation anfallenden Abwassers auf Werte kleiner als 50 Milligramm BSB5 pro Liter.

Errichtung einer Produktionsanlage zur umweltschonenden Herstellung cholesterinarmer Eiprodukte

Die Easy Health Lebensmitteltechnologie AG wird in Hagenow/Mecklenburg-Vorpommern eine Produktionsanlage zur umweltschonenden Herstellung cholesterinarmer Eiprodukte errichten. Zu diesem Zweck hat das Unternehmen ein Verfahren zur weitgehenden Substitution der cholesterinhaltigen, gesättigten Fette durch verwandte, ungesättigte Pflanzenöle entwickelt. Der Vorgang erfolgt in einem rein physikalischen, rückstandsfreien Prozess unter Vermeidung jeglichen Chemikalieneinsatzes. Möglich wird dies durch den Einsatz besonderer Filterpressen. Diese Filterpressen bestehen aus Kammerfilterplatten mit formstabilen Filtermembranen und gewährleisten die Bildung eines homogenen Filterkuchens, wodurch die gleichmäßige Auswaschung des Eigelbpulvers durch Verdrängung bei nur geringem Pflanzenöleinsatz und niedrigem Energieverbrauch ermöglicht wird. Bei dem Easy Health Verfahren entstehen keine Abwässer, Abfälle oder anderweitige Emissionen. Belästigungen durch Geruch oder Lärm sind nicht relevant. Als einziges Nebenprodukt aus dem Verfahren fällt ein Gemisch aus Ei- und Pflanzenöl an, das problemlos verwertet werden kann. Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren (Zentrifugieren) beträgt die Einsparung an Strom bei Einsatz der neuartigen Filterpressen rund 83 Prozent.1.830 t CO2 pro Jahr werden hierdurch eingespart. Darüber hinaus kann die benötigte Waschmittelmenge um bis zu 80 Prozent gegenüber anderen Filterpressen verringert werden. Die Reduzierung der Umweltbelastungen führt zu beträchtlichen Kosteneinsparungen. Daher ist davon auszugehen, dass auch andere Branchen, in denen Extraktionsprozesse anfallen, (z.B. Nahrungs-, chemische und Pharmaindustrie) den Einsatz dieses Verfahrens prüfen werden.

Recycling von Prozessabwasser mit Rueckgewinnung von Schwefelsaeure in der Batterieherstellung

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.

Optimierte Produktionssequenzierung in der Automobilindustrie

Ziel des Vorhabens ist die Reduktion der Anzahl von Farbwechseln in Lackierstraßen von Automobilwerken. Dadurch sollen einerseits die Produktionskosten gesenkt, andererseits die bei jedem Farbwechsel durch die notwendige Reinigung der Lackierroboter anfallenden Abwasserbelastungen vermindert werden. Die Realisierung dieses Vorhabens erfordert die Festlegung einer geeigneten Produktionssequenz. Dazu muss zunächst das Layout des jeweiligen Automobilwerkes modelliert werden können, so dass der Produktionsfluss simuliert werden kann. Durch ein vom Benutzer kontrollierbares Regelwerk können anschließend Anforderungen an die Produktionssequenz formuliert werden. Neben den Anforderungen für die Lackierstraße sind hierbei insbesondere auch Anforderungen aus allen anderen Produktionsabschnitten zu beachten. Als Lösungsverfahren kommen aufgrund der Komplexität des Problems lediglich heuristische Verfahren in Betracht, mit deren Hilfe sequentiell eine Produktionssequenz bestimmt wird. Das Verfahren wird vom Kooperationspartner seit Dezember 2003 europaweit eingesetzt.

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.

Einfuehrung von Wasserkreislaeufen bei erhoehten Chloridgehalten im Bereich der Stranggussanlage zur Reduzierung der Abwassermenge und der Abwasserbelastung an Schwermetallen, Fetten und Oel

Zur Reduzierung der Abwassermenge und der Schadstofffracht einer Stranggussanlage, deren Abwassersituation durch die infolge geteilter Brammen technisch notwendige Verlustschmierung gekennzeichnet ist, wird eine Kreislauffuehrung eingerichtet. Das Kreislaufwasser soll durch ein Zweistoff-Filter aufbereitet werden, wobei die aus der hohen Fettbelastung moeglicherweise resultierenden Probleme einer Verklebung des Filters zu ueberwinden sind; insoweit wird eine Heisswasserrueckspuelung vorgesehen. Die Filtratwaesser werden in einer Flotations- und Flotationsfilteranlage behandelt. Die Abschlaemmwaesser aus der Flotationsstufe durchlaufen eine Biokaskade. Eine Wiederverwertung des anfallenden Sintermaterials als Einsatzstoff im Hochofenbereich ist vorgesehen. Im Anschluss an diese Massnahme ist geplant, im Bereich des Warmbreitbandwalzwerkes abenfalls einen Wasserkreislauf einzufuehren.

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