Fördermaßnahme „Stadt-Land-Plus“ des Forschungsministeriums gestartet Stadt und Land sind für viele Menschen Gegensätze. Wohn-, Arbeits-, und Konsumsituationen unterscheiden sich häufig gravierend. Jedoch sind Stadt und Land eng miteinander verwoben, etwa bei den täglichen Verkehrs- und Warenströmen. Daher muss den Regionen an einer engen Verzahnung von Stadt und Umland gelegen sein – nicht zuletzt mit Blick auf das Schaffen bezahlbaren Wohnungsraums. In der Praxis sind jedoch häufig Probleme zwischen Kommunen, Kirchturmdenken oder noch unzureichendes Wissen um die gegenseitige Abhängigkeit zu beobachten. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) startet daher die Fördermaßnahme „Stadt-Land-Plus“ und unterstützt bereits zwölf Verbundprojekte aus Wissenschaft und Praxis deutschlandweit in der Umsetzung neuer Ideen. Das Ziel der Fördermaßnahme „Stadt-Land-Plus“ ist eine nachhaltige Entwicklung von Regionen deutschlandweit. Verschiedene Akteure und Wissenschaftsdisziplinen arbeiten dafür eng zusammen. Schwerpunkte sind eine nachhaltige Förderung von regionaler Kreislaufwirtschaft, die Qualität des Landmanagements und die Verbesserung des Interessenausgleichs zwischen Stadt, Umland und ländlichem Raum. So wird im Bodenseekreis geforscht, wie Grünabfälle aus der kommunalen Landschaftspflege in einem speziellen Verfahren in Aktivkohle gewandelt werden können. Ziel ist es, das gewonnene Produkt regional, zum Beispiel zur Abwasserreinigung in Klärwerken zu verwerten. Im Verflechtungsraum Leipzig-Halle wird versucht einem ungeordneten Wachstum von Wohnstandorten in der Fläche entgegenzuwirken. In einem kooperativen Beteiligungs- und Aushandlungsprozess mit den Umlandkommunen ist ein integriertes Flächenmanagement und Wohnflächenkonzept das Ziel. Dieses soll unter anderem als Grundlage für Handlungsempfehlungen der Landes- und Regionalplanung dienen. Wie in allen Vorhaben stehen die Ergebnisse und Instrumente auch anderen Regionen deutschlandweit zur Verfügung. Zum heutigen Auftakt sagt Bundesforschungsministerin Anja Karliczek via Twitter: „Gut leben und arbeiten im ganzen Land – dies ist eine Mission der Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung. Mit der Fördermaßnahme Stadt-Land-Plus arbeiten wir an der Mission, indem wir ein nachhaltiges Landmanagement und gleichwertige Lebensverhältnisse in Stadt und Land in den Blick nehmen.“ Unter dem Motto „Stadt-Land-Plus: Gemeinsam mehr erreichen für starke Regionen", kommen insgesamt zwölf Forschungsverbünde jeweils mit Partnern aus Wissenschaft, der kommunalen Praxis, Unternehmen und weiteren Akteuren in Berlin zusammen. Auf der zweitägigen Konferenz werden die Weichen für die Zusammenarbeit der nächsten fünf Jahre praxisorientierter Forschung gestellt. Das vom Umweltbundesamt ( UBA ) koordinierte Querschnittsvorhaben zu „Stadt-Land-Plus“ fördert die interdisziplinäre Forschungsarbeit und vernetzt die Verbundprojekte miteinander. Weitere Aufgabe der nächsten fünf Jahre ist es, die Forschung zu Querschnittsthemen zu ergänzen und neue Erkenntnisse auch auf europäischer Ebene in den Fachdialog einzuspeisen. Partner sind Institut Raum & Energie aus Wedel sowie Stadtland GmbH aus Leipzig. UBA-Präsidentin Maria Krautzberger betont den Forschungsschwerpunkt und die bundespolitische Relevanz: „Das Querschnittsvorhaben hat unter anderem zur Aufgabe, aktuelle bundespolitisch relevante Fragestellungen mitzudenken und die Forschung der Verbünde diesbezüglich zu unterstützen. Dafür bieten wir in den nächsten Jahren Workshops, Webinare und Fachgespräche zu unterschiedlichen Querschnittsthemen. Stadt-Land-Plus soll nicht nur einen Mehrwert in den beteiligten Regionen leisten, sondern zukünftig die Rahmenbedingungen für eine regionale nachhaltige Raumentwicklung deutschlandweit verbessern.“ Die Arbeit zu den Querschnittsthemen beginnt auf der heutigen Konferenz. In Workshops werden Gleichwertigkeit der Lebensverhältnisse, Umsetzung der internationalen Nachhaltigkeitsziele auf regionaler Ebene oder Chancen der Digitalisierung diskutiert und erste projektübergreifende Kontakte geknüpft. Gefördert wird das Querschnittsvorhaben vom Bundesministerium für Bildung und Forschung ( BMBF ) im Rahmen der Fördermaßnahme „Stadt-Land-Plus“ als Teil der „Leitinitiative Zukunftsstadt“. Die Leitinitiative Zukunftsstadt ist ein zentrales Element des BMBF Programms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA). Themenschwerpunkte der Fördermaßnahme „Stadt-Land-Plus“ sind regionale Kreislaufwirtschaft, Qualität des Landmanagements sowie verbesserter Interessensausgleich zwischen Stadt, städtischem Umland und ländlichem Raum. Das BMBF fördert bisher 12 Forschungsverbünde sowie das Querschnittsvorhaben, weitere Vorhaben werden voraussichtlich im Jahr 2020 erwartet.
Umweltbundesamt will Trinkwasser besser vor „mobilen“ Schadstoffen schützen Industriechemikalien sollten nach Ansicht des Umweltbundesamtes (UBA) im Rahmen der EU-Chemikalienverordnung REACH stärker auf ihre „Mobilität“ im Wasserkreislauf untersucht werden. Als „mobil“ bezeichnet das UBA Chemikalien, die sich mit dem Wasserkreislauf bewegen, weil sie sich nicht an feste Stoffe wie Sand oder Aktivkohle binden. Deshalb durchbrechen sie natürliche Barrieren wie die Uferzonen von Flüssen und Seen und lassen sich auch nicht durch künstliche Filter in Wasserwerken entfernen. „Schlimmstenfalls gelangen solche mobilen Industriechemikalien bis in unser Trinkwasser. Das geschieht bislang nur punktuell – und sehr selten in möglicherweise gesundheitsrelevanten Konzentrationen. Für den Schutz unserer Gesundheit ist es aber wichtig, dass wir mobile Chemikalien auch vorsorglich stärker ins Visier nehmen“, sagt UBA-Präsidentin Maria Krautzberger. „Das neue Kriterium für ‚Mobilität‘ von Chemikalien unterstützt die Hersteller dabei, ‚mobile‘ Stoffe zunächst zu identifizieren. Im zweiten Schritt können die Unternehmen die Emissionen in die Umwelt reduzieren oder auf weniger schädliche Stoffe umsteigen.“ Eine noch zu erarbeitende Liste von „mobilen“ Stoffen könnte zudem Wasserversorgern bei der Überwachung helfen. Der neue Vorschlag erfordert einen Paradigmenwechsel in der Chemikalienbewertung. Bislang werden Industriechemikalien nach der EU-Chemikalienverordnung „REACH“ von den Unternehmen vor allem daraufhin beurteilt, ob sie persistent, bioakkumulierend und toxisch sind („PBT“-Kriterien). Persistent sind dabei Stoffe, die sich sehr schlecht in der Umwelt abbauen (P), bioakkumulierend meint Stoffe, die sich in Menschen, Tieren oder Pflanzen anreichern (B) und toxisch bezeichnet giftige Stoffe (T). Diese Stoffe werden von den Behörden als besonders besorgniserregend beurteilt und können in Europa verboten werden. Das PBT -Kriterium stößt aber an konzeptionelle Grenzen: Es erfasst nur Chemikalien, die bioakkumulierend sind und die wir über unsere Nahrung aufnehmen könnten. Solche Chemikalien, die mobil im Wasserkreislauf sind und die daher unter Umständen in unser Trinkwasser gelangen könnten, werden nicht erfasst. Das UBA schlägt deshalb vor, Industriechemikalien künftig nicht nur auf PBT-Stoffeigenschaften zu beurteilen, sondern zusätzlich auf ihre Mobilität, das heißt auf ihre PMT-Stoffeigenschaften: Also frühzeitig solche Stoffe zu identifizieren, die persistent (P), mobil (M) und toxisch (T) sind. Mobilität und Persistenz ermöglichen es den Chemikalien, sich über große Distanzen und lange Zeiträume in Flüssen, Seen, Bächen und im Grundwasser zu bewegen. Sind diese Stoffe dann auch noch toxisch, wächst aus Sicht des UBA der Handlungsbedarf für Industrie, Regulierer und Wasserversorger. Vielfach liegen die Quellen unseres Trinkwassers in Schutzgebieten, in denen Industriechemikalien nicht oder nur mit strengen Auflagen verwendet werden. Sie sind aber nicht überall gleichermaßen wirksam geschützt. Vor allem dort, wo Trinkwasser aus Oberflächenwasser oder Uferfiltrat gewonnen wird, stellen persistente und mobile Stoffe die Trinkwasseraufbereitung vor erhebliche Herausforderungen: Sie abzubauen (beispielsweise durch UV-Bestrahlung oder Ozonierung) oder zu filtern (durch Aktivkohle oder Membranfiltration) erfordert einen hohen technischen und finanziellen Aufwand – und auch Energie. „Am besten ist, vorsorglich zu handeln und eine Kontamination des Wasserkreislaufes bereits bei der Entwicklung und Verwendung von Industriechemikalien zu vermeiden“, so Maria Krautzberger. Trinkwasser wird in Deutschland zu 70 Prozent aus Grund- und Quellwasser sowie zu 30 Prozent aus Talsperren, Flüssen und Uferfiltration gewonnen. Die Trinkwasserqualität ist in Deutschland flächendeckend sehr gut. Damit der Wasserkreislauf auch in Zukunft weitestgehend frei von Chemikalien bleibt, lädt das UBA am 4. Mai 2017 Vertreter der Chemischen Industrie und der Wasserversorgung in Berlin zum Dialog ein. Weitere Informationen: Neumann, M. (2017) Vorschlag für Kriterien und ein Bewertungskonzept zur Identifizierung von persistenten, mobile und toxischen (PMT-) Stoffen zum Schutz des Rohwassers zur Trinkwassergewinnung unter der EU-Verordnung REACH , Zbl. Geol. Paläont. Teil I, Jg. 2017, Heft 1, 91-101.
Der Bodensee stellt die Wasserversorgung für vier Millionen Menschen sicher. Die im Einzugsgebiet gelegenen Kommunen tragen eine besondere Verantwortung für die Reinigung ihrer Abwässer, wofür häufig importierte Aktivkohle verwendet wird. In CoAct soll diese Aktivkohle nachhaltig und regional aus bislang nicht genutzten Restbiomassen hergestellt werden. Darüber hinaus werden durch das Verfahren auch speicherbare Energieträger erzeugt, was weitere positive Effekte für die nachhaltige Entwicklung der Region verspricht. Im Projekt sollen Restbiomassen, etwa Pflegeschnitte von Gehölz- und Naturschutzflächen, in Pflanzen- und Aktivkohle umgewandelt und regional verwertet werden. Um dieses Ziel zu erreichen, werden die notwendigen technischen, ökonomischen, ökologischen und rechtlichen Wissensgrundlagen entwickelt. Akteure, ihre Beziehungen und Interessen werden einbezogen und Entscheidungs- sowie Umsetzungsprozesse durch Stadt und Landkreis gestaltet. Abschluss des Projektes bildet eine Handlungsempfehlung, die der Bodenseeregion ermöglicht, konkrete Entscheidungen zu treffen und damit die positiven Nachhaltigkeitswirkungen zu realisieren. Darüber hinaus sollen übertragbare Schlussfolgerungen zum CoAct-Verfahren sowie zu Governance-Lösungen eine Nutzung in anderen Regionen ermöglichen. M.Sc Hendrik Schwenson Universität Kassel Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe Tel.: +49(0)5542 981262 E-Mail: h.schwenson@uni-kassel.de
technologyComment of chlor-alkali electrolysis, diaphragm cell (RER): In the diaphragm process, all reactions take place in only one cell. A diaphragm is used to separate the feed brine (anolyte) and the chlorine formed at the anode from the sodium hydroxide containing solution (catholyte) and the hydrogen formed at the cathode. Without the diaphragm being present during electrolysis, chlorine and hydrogen would form an explosive mixture and sodium hydroxide and chlorine would react to form sodium hypochlorite (NaOCl). Diaphragms used to be made from asbestos but up-todate technology allows for asbestos-free polymer-based diaphragms. Purified brine is fed to the anode compartment and percolates through the diaphragm into the cathode compartment. The percolation rate is controlled by a difference in liquid level between both compartments. At the anodes (metal oxide coated titanium), chlorine gas is formed which is collected and directed to further processing. Cathodes, where water decomposition takes place, are made of activated carbon steel. Catholyte leaving the cell, also called cell liquor, is a mixture of 10-12 wt.-% sodium hydroxide and 15-17 wt.-% sodium chloride in water. This solution is usually evaporated to 50 wt.-% NaOH. In this process, simultaneously most of the salt is removed by precipitation to a final residual of 1 wt.-%. The resulting salt is typically recirculated to brine preparation. The advantage of diaphragm cells is that the quality requirements for the brine and the electrical energy consumption are low. Disadvantageous are the high amount of thermal energy necessary for sodium hydroxide concentration and the comparably low quality of the produced sodium hydroxide and chlorine. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of chlor-alkali electrolysis, membrane cell (RER): In the membrane cell process, the anode and cathode compartments are separated by a perfluoropolymer cation-exchange membrane that selectively transmits sodium ions but suppresses the migration of hydroxyl ions (OH-) from the catholyte into the anolyte. Saturated brine flows through the anode compartment, where chlorine gas is produced at the anode. The electric field in the electrolysis cell causes hydrated sodium ions to migrate through the membrane into the cathode compartment. The cathode compartment is fed with diluted sodium hydroxide solution. Water is electrolysed at the cathode releasing gaseous hydrogen and hydroxyl ions, which combine with the sodium ions and thus increase the concentration of sodium hydroxide in the catholyte. Typically, the outlet concentration of sodium hydroxide is around 32 wt.-%. A part of the product stream is diluted with demineralised water to about 30 wt.-% and used as catholyte inlet. In some units, a more diluted 23 wt.-% NaOH solution is produced. In these cases, the inlet concentration is adjusted to 20-21 wt.-%. Usually the NaOH solution is evaporated to the marketable concentration of 50 wt.-% using steam. Depleted brine leaving the anode compartment is saturated with chlorine and is therefore sent to a dechlorination unit to recover the dissolved chlorine before it is resaturated with salt for recirculation. The advantages of the membrane cell technique are the very high purity of the sodium hydroxide solution produced and the comparably low energy demand. Disadvantages comprise the high requirements on brine purity, the need for sodium hydroxide evaporation to increase concentration, and the comparably high oxygen content in the produced chlorine. In general, multiple cell elements are combined into a single unit, called electrolyser, of whom the design can be either monopolar or bipolar. In a monopolar electrolyser, the anodes and cathodes of the cells are connected electrically in parallel, whereas in the bipolar design, they are connected in series. Therefore, monopolar electrolysers require high current and low voltage, whereas bipolar electrolysers require low current and high voltage. Since bipolar systems allow higher current densities inside the cells, investment and operating costs are usually lower than for monopolar systems. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of chlor-alkali electrolysis, mercury cell (RER): The mercury cell process comprises an electrolysis cell and a decomposer. Purified and saturated brine (25-28 wt.-% NaCl in water) is fed to the electrolysis cell on top of a film of mercury (Hg) flowing down the inclined base of the cell. The base of the cell is connected to the negative pole of a direct current supply forming the cathode of the cell. Anodes consisting of titanium coated with oxides of ruthenium and titanium are placed in the brine without touching the mercury film. At the anodes, chlorine gas is formed which is collected and directed to further processing. Due to a high overpotential of hydrogen at the mercury electrode, no gaseous hydrogen is formed; instead, sodium is produced and dissolved in the mercury as an amalgam (mercury alloy). The liquid amalgam is removed from the electrolytic cell and fed to a decomposer, where it reacts with demineralised water in the presence of a graphite-based catalyst to form sodium hydroxide solution and hydrogen. The sodium-free mercury is recirculated back into the cell. Cooling of hydrogen is essential to remove any water and mercury. The sodium hydroxide solution is very pure, almost free from chloride contamination and has usually a concentration of 50 %. Further treatment comprises cooling and removal of catalyst and mercury traces by centrifuges or filters. Advantages of the mercury cell process are the high quality of chlorine and the high concentration and purity of sodium hydroxide solution produced. The consumption of electric energy for electrolysis is, however, higher than for the other techniques and a high purity of the feed brine is required. Inherently, the use of mercury gives rise to environmental releases of mercury. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of potassium hydroxide production (RER): Potassium hydroxide is manufactured by the electrolysis of potassium chloride brine in electrolytical cells. Hydrogen and chlorine are withdrawn from the cell. The rest of the reaction mixture contains KOH, water, and unreacted potassium chloride. This reaction mixture is then concentrated in an evaporator. Most of the potassium chloride crystallizes by evaporation, and is recycled. After evaporation, the potassium hydroxide is precipitated. Potassium hydroxide, chlorine and hydrogen are obtained from potassium chloride brine according to the following reaction: 2 KCl + 2 H2O -> 2 KOH + Cl2 + H2 Reference: Jungbluth, N., Chudacoff, M., Dauriat, A., Dinkel, F., Doka, G., Faist Emmenegger, M., Gnansounou, E., Kljun, N., Schleiss, K., Spielmann, M., Stettler, C., Sutter, J. 2007: Life Cycle Inventories of Bioenergy. ecoinvent report No. 17, Swiss Centre for Life Cycle Inventories, Dübendorf, CH. technologyComment of sodium chloride electrolysis (RER): Sodium chloride electrolysis
technologyComment of chlor-alkali electrolysis, diaphragm cell (RER, RoW): In the diaphragm process, all reactions take place in only one cell. A diaphragm is used to separate the feed brine (anolyte) and the chlorine formed at the anode from the sodium hydroxide containing solution (catholyte) and the hydrogen formed at the cathode. Without the diaphragm being present during electrolysis, chlorine and hydrogen would form an explosive mixture and sodium hydroxide and chlorine would react to form sodium hypochlorite (NaOCl). Diaphragms used to be made from asbestos but up-todate technology allows for asbestos-free polymer-based diaphragms. Purified brine is fed to the anode compartment and percolates through the diaphragm into the cathode compartment. The percolation rate is controlled by a difference in liquid level between both compartments. At the anodes (metal oxide coated titanium), chlorine gas is formed which is collected and directed to further processing. Cathodes, where water decomposition takes place, are made of activated carbon steel. Catholyte leaving the cell, also called cell liquor, is a mixture of 10-12 wt.-% sodium hydroxide and 15-17 wt.-% sodium chloride in water. This solution is usually evaporated to 50 wt.-% NaOH. In this process, simultaneously most of the salt is removed by precipitation to a final residual of 1 wt.-%. The resulting salt is typically recirculated to brine preparation. The advantage of diaphragm cells is that the quality requirements for the brine and the electrical energy consumption are low. Disadvantageous are the high amount of thermal energy necessary for sodium hydroxide concentration and the comparably low quality of the produced sodium hydroxide and chlorine. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of chlor-alkali electrolysis, membrane cell (CA-QC, RER, RoW): In the membrane cell process, the anode and cathode compartments are separated by a perfluoropolymer cation-exchange membrane that selectively transmits sodium ions but suppresses the migration of hydroxyl ions (OH-) from the catholyte into the anolyte. Saturated brine flows through the anode compartment, where chlorine gas is produced at the anode. The electric field in the electrolysis cell causes hydrated sodium ions to migrate through the membrane into the cathode compartment. The cathode compartment is fed with diluted sodium hydroxide solution. Water is electrolysed at the cathode releasing gaseous hydrogen and hydroxyl ions, which combine with the sodium ions and thus increase the concentration of sodium hydroxide in the catholyte. Typically, the outlet concentration of sodium hydroxide is around 32 wt.-%. A part of the product stream is diluted with demineralised water to about 30 wt.-% and used as catholyte inlet. In some units, a more diluted 23 wt.-% NaOH solution is produced. In these cases, the inlet concentration is adjusted to 20-21 wt.-%. Usually the NaOH solution is evaporated to the marketable concentration of 50 wt.-% using steam. Depleted brine leaving the anode compartment is saturated with chlorine and is therefore sent to a dechlorination unit to recover the dissolved chlorine before it is resaturated with salt for recirculation. The advantages of the membrane cell technique are the very high purity of the sodium hydroxide solution produced and the comparably low energy demand. Disadvantages comprise the high requirements on brine purity, the need for sodium hydroxide evaporation to increase concentration, and the comparably high oxygen content in the produced chlorine. In general, multiple cell elements are combined into a single unit, called electrolyser, of whom the design can be either monopolar or bipolar. In a monopolar electrolyser, the anodes and cathodes of the cells are connected electrically in parallel, whereas in the bipolar design, they are connected in series. Therefore, monopolar electrolysers require high current and low voltage, whereas bipolar electrolysers require low current and high voltage. Since bipolar systems allow higher current densities inside the cells, investment and operating costs are usually lower than for monopolar systems. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process). technologyComment of chlor-alkali electrolysis, mercury cell (RER, RoW): The mercury cell process comprises an electrolysis cell and a decomposer. Purified and saturated brine (25-28 wt.-% NaCl in water) is fed to the electrolysis cell on top of a film of mercury (Hg) flowing down the inclined base of the cell. The base of the cell is connected to the negative pole of a direct current supply forming the cathode of the cell. Anodes consisting of titanium coated with oxides of ruthenium and titanium are placed in the brine without touching the mercury film. At the anodes, chlorine gas is formed which is collected and directed to further processing. Due to a high overpotential of hydrogen at the mercury electrode, no gaseous hydrogen is formed; instead, sodium is produced and dissolved in the mercury as an amalgam (mercury alloy). The liquid amalgam is removed from the electrolytic cell and fed to a decomposer, where it reacts with demineralised water in the presence of a graphite-based catalyst to form sodium hydroxide solution and hydrogen. The sodium-free mercury is recirculated back into the cell. Cooling of hydrogen is essential to remove any water and mercury. The sodium hydroxide solution is very pure, almost free from chloride contamination and has usually a concentration of 50 %. Further treatment comprises cooling and removal of catalyst and mercury traces by centrifuges or filters. Advantages of the mercury cell process are the high quality of chlorine and the high concentration and purity of sodium hydroxide solution produced. The consumption of electric energy for electrolysis is, however, higher than for the other techniques and a high purity of the feed brine is required. Inherently, the use of mercury gives rise to environmental releases of mercury. References: Euro Chlor (2013) An Eco-profile and Environmental Product Declaration of the European Chlor-Alkali Industry, Chlorine (The chlor-alkali process).
Im Forschungsprojekt ASKURIS wurden das Auftreten und die Entfernung organischer Spurenstoffe und resistenter Krankheitserreger in urbanen Wasserkreisläufen erforscht. Neueste analytische Methoden wurden eingesetzt, um entlang des Wasserkreislaufes bekannte Substanzen in kleinsten Konzentrationen zu quantifizieren und unbekannte Spurenstoffe zu identifizieren. Deren Entfernung durch bestehende und zusätzliche technische Barrieren (Aktivkohle und/oder Ozon) wurde an unterschiedlichen Stellen des Wasserkreislaufes untersucht. Für eine Bewertung der technischen Barrieren wurden Kosten und Auswirkungen auf die Umwelt bilanziert. Toxische Effekte auf Mensch und Umwelt wurden untersucht, um ein eventuelles Risiko abschätzen zu können. Mit empirischen, sozialwissenschaftlichen Methoden wurde die Wahrnehmung von Risiken in der Bevölkerung analysiert. Die Forschungsergebnisse aus ASKURIS wurden in das Risikomanagementsystem des größten deutschen Wasserver- und -entsorgers integriert. Quelle: HP der Hrsg.
Im Mittelpunkt der vorliegenden Dissertation stehen die Untersuchung und Weiterentwicklungvon Eisen-Aktivkohle-Systemen für die In-situ-Grundwassersanierung, wobei ein besondererSchwerpunkt auf das Kompositmaterial Carbo-Iron® gelegt wird. Nachdem die prinzipielle Eignung des In-situ-Reagenzes bereits in früheren Studien gezeigt wurde, kann in dieser Arbeit eine deutliche Optimierung der Partikel hinsichtlich ihrer Korrosionsbeständigkeit, der Dechlorierungseffizienz sowie ihrer Lebensdauer durch die Anwendung reduzierter Schwefelspezies erzielt werden. Der positive Einfluss von Carbo-Iron auf den mikrobiologischen Schadstoffabbau wird am Beispiel einer Feldstudie gezeigt. Auf Grundlage der dabei gewonnenen Erkenntnisse werden verschiedene Möglichkeiten des Zusammenspiels von Eisen-Aktivkohle-Kompositen und biotischen Vorgängen diskutiert. Ein weiterer Schwerpunkt der vorliegenden Arbeit stellt die Untersuchung des Einflusses von Aktivkohle auf die Selektivität und Kinetik der mikroeisenbasierten Reduktion chlorierter Ethene dar. Eine deutliche Beschleunigung der eisenbasierten Dechlorierung kann vor allem in Gegenwart von Aktivkohlesorten mit redoxaktiven funktionellen Gruppen beobachtet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass Aktivkohle bei der Dechlorierung nicht nur als Sorptionsmittel agiert, sondern aktiv an der chemischen Reaktion teilnehmen bzw. diese sogar beschleunigen kann. Die in der vorliegenden Dissertation gewonnenen Erkenntnisse liefern ingesamt einen substanziellen Beitrag zur effizienten Gestaltung von Eisen-Aktivkohle-Systemen, wodurch ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Grundwassersanierung ausgebaut werden. Quelle: Verlagsinformation
Das Projekt "Hot gas-cleaning" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DMT-Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH durchgeführt. General Information: Descriptions of the individual parts of the project are given below. Removal of trace elements in hot gas cleaning systems (CSIC). Study of the capture of trace elements by a range of different sorbents - mainly metal mixed oxides, clay materials and alkaline-earth carbonates but also some alumina and siliceous materials - in two laboratory scale reactors (a fixed bed and a fluidised bed) at temperatures between 550 and 750 degree C. Different compositions of the simulated coal gas stream will also be tested. Different sorbents, temperatures and stream gas composition will be studied during each of three periods of six months in each of the three years of the programme. Hot H2S Removal by using waste products as solvents (TGI). Testing of red mud (a residue from aluminium manufacture) and electric arc furnace dust (a residue from steel making) as sorbents for hot dry desulphurisation of coat derived fuel gas. These materials have been chosen as containing potential sorbents including calcium, iron, zinc and manganese oxides. Tests will be carried out in a laboratory-scale pressurised reactor. Use of carbon materials and membranes for hot gas clean up (DMT). Study of the potential use of carbon materials for removing trace metals and sulphur compounds from hot gasification gases (also potentially the separation of light gases such as hydrogen), taking advantage of the stability of carbon at high temperature and in corrosive atmospheres. A bed of carbon (or, where appropriate, another material) alone or in combination with a carbon filtering membrane installed in a laboratory gas circuit will be used: - to study the effect on composition of passing gas from a gasifier through a bed of activated carbon or a carbon molecular sieve at various temperatures, pressures and flow rates. - to repeat the studies as above with a filtering membrane made from carbon added. - to study the combination of sorption/filtration and catalytically active materials (i.e. using catalysts for the CO shift and for hydrogenation). The use of other compounds such as zeolitic membranes or granular beds will also be considered and the advantages of using combined gas clean up systems will be reviewed in the light of the data obtained. Development of improved stable catalysts and trace elements capture for hot gas cleaning in advanced power generation (CRE Group). Studies will be carried out on existing equipment to improve and assess catalysts based on iron oxide on silica and titania with mixed metal oxides to remove ammonia, hydrogen cyanide, hydrogen chloride, arsine, hydrogen sulphide and carbonyl sulphide. Selected catalysts will be tested at pressures up to 20 bar and temperatures in the range 500 - 800 degree C using simulated atmospheres. ... Prime Contractor: Deutsche Montan Technologie, Gesellschaft für Forschung und Prüfung mbH (DMT); Essen; Germany.
Wasserstoff kann zukünftig ein geeignetes Speichermedium sein, um Energie für die Elektromobilität bereitzuhalten. Allerdings ist es nicht ungefährlich, Wasserstoff in Druckbehältern zu speichern. Herkömmliche Gasflaschen stehen unter einem Druck von rund 300 bar. Forscherinnen aus dem Bereich Bioökonomie der Universität Hohenheim in Stuttgart befassen sich mit der Entwicklung von Aktivkohlespeichern, in denen mit nur einem bar große Mengen an Gas gespeichert werden können. Die Aktivkohle wird aus Bambus durch zwei alternative Verfahren hergestellt. Entweder wird der Bambus bei 500 Grad Celsius langsam pyrolysiert oder im wässrigen Milieu bei 250 Grad Celsius mit der hydrothermalen Karbonisierung umgesetzt. Durch eine anschließende Imprägnierung mit Kalilauge und Aktivierung der Partikel bei 600 Grad Celsius entsteht ein aktives Kohlepulver, das entweder im 3D-Drucker oder durch Pressverfahren in aufbereitete Aktivkohle geformt werden kann. Die in der aktiven Kohle enthaltenen Mikroporen sind in der Lage, das bis zu dreifache Gasgewicht zu speichern. Das Verfahren wird mit dem Industriepartner HTCycle weiterentwickelt, da die Speicherung derzeit nur bei minus 196 Grad Celsius funktioniert. Bambus-Aktivkohle kann langfristig einen nachhaltigen Beitrag zur Energiespeicherung und Erzeugung liefern: Kohlenstoff verbleibt in einem geschlossenen Stoffkreislauf und die Menge an benötigten Chemikalien ist überschaubar. Zudem können Bambus-Abfälle anstelle der Kompostierung oder Verbrennung verwertet werden.
Drei Millionen Tonnen Altreifen fallen in Europa jährlich an. Im EU-Projekt TyGRE (High added value materials from waste Tyre Gasification Residues) wird seit 2011 erforscht, wie verhindert werden kann, dass diese lediglich auf Deponien gelagert, in Brennöfen der Zementindustrie verheizt oder zu Granulat und Gummimehl für den Einsatz in Straßenbelägen vermahlen werden. Verfahren zur Reifenverwertung sind Pyrolyse und Vergasung, beide Prozesse erzeugen einen Gasstrom, der zwar ebenfalls als Brennstoff, aber auch für chemische Reaktionen verwendet werden kann. Der Gesamtprozess erweist sich allerdings nur als wirtschaftlich, wenn das Nebenprodukt verwendet wird, ein kohlenstoffhaltiger Feststoff, der bisher als Füllstoff in Neureifen und als Aktivkohle getestet wurde. Als Alternative wird an den Vergasungsprozess ein Schritt gekoppelt, in dem durch Plasmasynthese Siliziumkarbid produziert wird, das bei der Herstellung von Keramikmaterial und in elektronischen Anwendungen seinen Einsatz findet. Am italienischen Institut für Neue Technologien, Energie und Umwelt (ENEA) entsteht derzeit ein Prototyp der Recyclinganlage, die anfangs 30 Kilogramm Altreifen pro Stunde verarbeiten soll. Anstatt das Gummi aus Altreifen für den Einsatz in Straßenbelägen und Sportplatzböden zu vermahlen, kann Gummimehl nach einer Erfindung von Prof. Rainer Stich von der Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig auch zu einem Abdichtungsprodukt für den Bau verarbeitet werden. Das erste wasserundurchlässige Abdichtungsprodukt auf Gummi- statt auf Bitumenbasis ist seit 2010 für die Verwendung als Bauwerksabdichtung von einer zertifizierten Prüfstelle durch ein allgemeines bauaufsichtliches Prüfzeugnis als Flüssigkunststoff zugelassen. Bereits in der Produktion setzt die Firma Ruhr Compounds GmbH an, die Produktionsreste aus der gummiverarbeitenden Industrie in Form von Elastomerpulvern in einem selbst entwickelten Verfahren zum Upcycling nutzt. Daraus wird der hochwertige Kunststoff EPMT (Elastomerpulver Modifizierte Thermoplaste) gewonnen. Er spart Rohstoffkosten und ermöglicht es, aus recyceltem Gummi hochwertige Produkte wie Rad- und Spritzschutzkappen, Griffe oder Transportrollen herzustellen. Dabei sind Härten von gummiartig-weich bis kunststoffartig-hart realisierbar. EPMT können auf marktüblichen Spritzgussund Extrusionsanlagen verarbeitet werden und sind selbst rezyklierbar.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 584 |
| Land | 33 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 3 |
| Förderprogramm | 545 |
| Text | 28 |
| Umweltprüfung | 6 |
| unbekannt | 35 |
| License | Count |
|---|---|
| closed | 59 |
| open | 543 |
| unknown | 15 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 607 |
| Englisch | 41 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 2 |
| Bild | 4 |
| Datei | 2 |
| Dokument | 32 |
| Keine | 486 |
| Webseite | 115 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 428 |
| Lebewesen & Lebensräume | 448 |
| Luft | 354 |
| Mensch & Umwelt | 617 |
| Wasser | 504 |
| Weitere | 609 |