Das Projekt "Biologische Abgasreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 10 Verfahrenstechnik, Institut für Chemieingenieurtechnik durchgeführt. Die biologischen Verfahren zur Abgasreinigung lassen sich in nasse und trockene Verfahren unterteilen. Das vorliegende Projekt beschaeftigt sich mit der trockenen biologischen Abgasreinigung. Das Ziel ist die Erprobung von herkoemmlichen Filtermedien, d.h. Gewebefilter aus Natur- und Kunstfasern fuer die Ansiedlung von Bakterien zu verwenden. Die Filtermedien werden von dem zu reinigenden Gas durchstroemt. Die darin befindlichen Schadstoffe, in ueberwiegendem Masse Geruchsstoffe, werden in die mit einer duennen Feuchtigkeitsschicht ueberzogenen Fasern uebertragen. An dieser Stelle werden sie sodann von den Mikroorganismen in unschaedliche Stoffe umgewandelt. Die Verwendung von Filtermedien zur biologischen Abgasreinigung eroeffnet diesem Verfahren neue Einsatzbereiche in Industrie und Gewerbe. Die bisher ueblichen Verfahren sind weitgehend auf die Landtechnik beschraenkt.
Das Projekt "Entwicklung von grosstechnischen Verfahren zur biologischen Abluftreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Linde GmbH durchgeführt. Es werden grosstechnische Verfahren zur biologischen Abluftreinigung entwickelt. Je nach Eigenschaft der Luftschadstoffe kommen Biowaescher, Biofilter oder Kombinationen aus beiden zur Anwendung. Hauptmerkmale der Linde-Verfahren sind: Einsatz schadstoffspezifischer Startkulturen, die im Labor geprueft und identifiziert werden. Dadurch werden sehr kurze Anfahrzeiten und hohe Abbauleistung sowie stabile Betriebszustaende erreicht. Die Startkulturen sind hygienisch unbedenklich. Der Einsatz geordneter Traegermaterialien in den Absorbern beziehungsweise Biofiltern bringt viele Vorteile, wie minimalen Druckabfall der Abluft; dadurch geringen Energiebedarf, homogene Durchstroemung mit guter Raumausnutzung, einfaches Befeuchtungs- und Konditionierungssystem zur Betriebsstabilisierung bei hoher Leistung, kompakte Bauweise, hohe Standzeit der Absorberpackung, Moeglichkeit zur Abreinigung der Absorberpackung durch Wasserstrahl oder Spuelen. Hohe Flexibilitaet in der baulichen Gestaltung, zum Beispiel Hochbauweise. Bei Biowaeschern hat sich der Einsatz des Linpor(xp=R)-Traegermaterials bewaehrt. Die Biomasse kann damit zu 90 Prozent im Reaktorteil konzentriert und immobilisiert werden. Dadurch verringert sich der Durchsatz von Mikroorganismen durch den Absorber und die volumetrische Abbauleistung wird um den Faktor vier erhoeht.
Das Projekt "Infrarotmessungen auf Biofiltern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung durchgeführt. Im Bereich der biologischen Abluftreinigung werden zur Desodorierung von geruchsbeladenen Abluftstroemen u.a. Biofilter eingesetzt, in denen die Umwandlung geruchsintensiver Verbindungen in geruchlich nicht mehr wahrnehmbare Verbindungen mittels Mikroorganismen erfolgt. Um die biologische Reinigungsleistung optimal auszunutzen ist es notwendig, dass die Durchstroemung von Biofiltern gleichmaessig erfolgt. Allerdings ist dies in der Realitaet oft nicht der Fall und als Folge ungleichmaessiger Durchstroemung treten lokal ueberlastete Zonen mit hohen Stroemungsgeschwindigkeiten, in denen der Filter durchbricht, sowie kaum durchstroemte Zonen auf. Liegen die Rohgastemperaturen ueber den Temperaturen der Umgebung, sind Inhomogenitaeten der Durchstroemung bereits an der Temperatur erkennbar. Derzeit wird die Eignung von Infrarotmessungen zur Erfassung der Waermezonen und der Durchstroemung von Biofiltern untersucht. Waehrend ueblicherweise die Messung der Temperatur und der Durchstroemung nur lokal begrenzt mit Hilfe eines Messpunkterasters erfolgt, bietet die Thermographie die Moeglichkeit, die Temperaturverteilung ueber eine Flaeche zu ermitteln In experimentellen Untersuchungen werden Infrarotmessungen von Biofiltern durchgefuehrt sowie zusaetzlich die Durchstroemung und die Geruchsemissionen ermittelt. Die Messergebnisse werden dargestellt und ausgewertet sowie hinsichtlich ihrer Korrelation untersucht.
Das Projekt "Entwicklung einer innovativen Messmethode zur Überwachung von Biofiltern zur biologischen Abluftreinigung mit Hilfe der Strahlungsthermometrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung durchgeführt. Zur Minimierung der Geruchsemissionen von biologischen Abfallbehandlungsanlagen werden in der Regel sogenannte Flächenbiofilter eingesetzt. Voraussetzung für eine ausreichende Reinigungsleistung ist eine gleichmäßige Durchströmung des Filterbeets. Für die Probennahme zur Geruchsbestimmung auf einem Flächenbiofilter ist die Auswahl von repräsentativen Messstellen notwendig. Um eine qualitativ hochwertige Aussage zur Geruchsemissionssituation eines Flächenbiofilters treffen zu können, müssen sowohl stark als auch schwach durchströmte Bereiche beprobt werden. Zur Festlegung dieser Probennahmestellen ist die Kenntnis der Strömungsverteilung im Biofilter notwendig. Mit der konventionellen Messmethodik zur Überprüfung der Funktionsweise ist nur eine punktuelle und damit stichprobenhafte Erfassung der Messparameter, wie z. B. Strömungsgeschwindigkeit und Temperatur möglich. Es wurde jedoch festgestellt, dass sich Inhomogenitäten in der Durchströmung bereits in der Temperaturverteilung auf der Oberfläche eines Biofilters zeigen und so Rückschlüsse auf die Filterwirksamkeit ermöglichen. Als Messverfahren, das die definierten Anforderungen an zeitgleiche und flächenhafte Erfassung erfüllt, wurde die innovative Methode der Infrarot-Thermographie zur Temperaturmessung identifiziert. Im Rahmen dieses Antrags soll die in Voruntersuchungen festgestellte prinzipielle Eignung genauer untersucht und wissenschaftlich begründet werden. Dabei sollen einerseits die Potenziale der Infrarot-Thermographie zur Überwachung von Flächenbiofiltern aufgezeigt und andererseits die Grenzen und Randbedingungen für einen effektiven Einsatz in der Praxis definiert werden.
Das Projekt "Reinigung loesemittelhaltiger Abluft aus der Herstellung von Tiefdruck- und Flexodruckfarben durch Biofilter mit inertem, anorganischen Filtermaterial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schmidt Druckfarbenfabrik durchgeführt. Die bei der Herstellung von Druckfarben anfallende loesungsmittelhaltige Abluft wird mit einem Biofilter auf der Basis eines inerten, recyclingfaehigen Traegermaterials gereinigt. Hierbei werden die organischen Schadstoffkomponenten durch Mikroorganismen zu Wasser und Kohlendioxid umgesetzt. Als Traegermaterial werden geschlossenporige Schaumstoffwuerfel bzw. -granulate verwendet. Gegenueber dem bisher bei Biofiltern eingesetzten organischen Traegermaterial (Torf, Holzrinde oder Kompost) ist bei dem hier eingesetzten Material keine Verdichtung des Filterbettes zu erwarten. Allerdings ist es notwendig, Naehrstoffe in Form von Phosphat- und Stickstoffsalzen sowie Spurenelementen zuzugeben, die mit fortschreitender Betriebsdauer der gebildeten Biomasse angepasst wird. Das Gesamtsystem bietet folgende Vorteile: Kein zusaetzlicher Energieaufwand bei der Entsorgung grosser Abluftstroeme mit geringer Loesemittelkonzentration; konstante Filterleistungen durch gezielte Zugabe von Naehrloesungen zur Stabilisierung des pH-Wertes; lange Standzeiten des Filtermaterials; bessere Beeinflussung der bei Kompostfiltern problematischen Einhaltung der optimalen Filtermaterialfeuchte; hohe Betriebssicherheit durch modularen Systemaufbau; Recyclingfaehigkeit des Filtermaterials. Fuer toluolhaltige Abluftstroeme wird die Einhaltung einer Gesamt-Kohlenstoffkonzentration von 75 mg/m3 und fuer Abluftstroeme mit Mischloesemittelgehalten 50 mg/m3 im Reingas erwartet.
Das Projekt "Abgasreinigung bei Schweinemastanlagen - ein Beitrag zur Senkung von Schadstoffemissionen aus der Landwirtschaft" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig-Völkenrode, Institut für Technologie und Biosystemtechnik, Abteilung Technologie durchgeführt. Die aus der Emission von Schadstoffen aus Schweineställen resultierende Umweltbelastung ist vor allem auf Geruch, Staub, Methan, Kohlendioxid, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und über 100 weitere Spurengase zurückzuführen. Zur Minderung dieser Emissionen dient eine Abgasreinigungsanlage, die modular aus einer chemischen Wäsche und einer Biofiltration im Pilotanlagen-Maßstab zusammengesetzt ist. In dem beantragten Projekt werden durch experimentelle und theoretische Untersuchungen die Erlangung von Kenntnissen über grundlegende Zusammenhänge dabei und die weiterführende Minimierung der Schad- und Geruchsstoffkonzentrationen im Abgas angestrebt. Die experimentellen Untersuchungen zur genaueren Charakterisierung des Anlagenverhaltens und der ablaufenden Prozesse gliedern sich in zwei Schwerpunktbereiche: Der erste umfasst die Prozesse im chemischen Wäscher, insbesondere Staubeintrag, -beschaffenheit, -Abscheidegrad und Adsorptionsvermögen des Staubes - dabei steht der Zusammenhang zwischen Staubeintrag und Geruchsminderungsgrad im Mittelpunkt - sowie die Parameterbestimmung für eine Modellierung und Simulation. Der zweite Schwerpunkt liegt auf dem Bereich Langzeitmonitoring der Abgasreinigungsanlage - insbesondere hinsichtlich der Wirkungsgradabhängigkeiten und der Einflussgrößen auf die Verfahrensstabilität. Die Modellierung und Simulation der gesamten Reinigungsanlage durch Adaption verfahrensspezifischer Zusammenhänge soll Vorhersagen für verschiedene apparative Ausgangssituationen und verfahrenstechnische Einstellungen liefern.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung Reaktionskammer, Fluidsimulation, Analytik und Versuchsbetrieb" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Abteilung Biologische Abluftreinigung durchgeführt. Projektziel ist die Entwicklung einer lichtbogenbeheizten, strahlungsgekühlten, thermischen Wasserdampfplasmaanlage zur Behandlung von PFC-haltigen Abluftströmen. Durch die Minimierung von Abwärmeverlusten bei gleichzeitig hoher Reaktionstemperatur von über 2500 K in der Plasmazone soll der Energiebedarf um 25-30% reduziert und der Wirkungsgrad auf über 95% für alle PFCs (inkl. CF4 bzw. SF6) gegenüber kommerziellen Plasmen angehoben werden.
Das Projekt "BioLäV - Biosynthese von Lävulinsäure-Derivaten als Plattformchemikalien aus Abfällen der Holz-, Papier- und Zuckerindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Abteilung Biologische Abluftreinigung durchgeführt. Lävulinsäure (4-0xopentansäure) und verwandte Bernsteinsäurederivate stellen wichtige Plattformchemikalien für die Synthese hochpreisiger chemischer Produkte dar und gehören zu den Top10 biobasierenden Plattformchemikalien gemäß dem US Department of Energy. Chemische, thermische sowie thermochemische Verfahren weisen jedoch eine begrenzte Ausbeute bei hohem Energieeinsatz, Abfallanfall und unwirtschaftlichen Produktionskosten (über 7,20 ?/kg) auf.
Ziel dieses Projektantrages ist die biologische Herstellung von Lävulinsäure und verwandten Bernsteinsäurederivaten aus Cellulose- oder Zuckerabfällen. Hierfür erscheint eine Verfahrenskombination aus einem thermischen Vorbearbeitungsschritt zum Aufschluss der Lignocellulosen zu Furan-Derivaten (bis zu 70 % Ausbeute) und nachgeschalteter Biokonversion der Furan-Derivate zu Lävulinsäure geeignet. Der Forschungsfokus liegt dabei auf der Biotransformation der anfallenden Furan-Derivate zu Lävulinsäure und verwandten Derivaten mit Schwerpunkt auf 2-Methylfuran und 2,5-Dimethylfuran.
Als mittelfristiger Ausblick erscheint eine biologisch-chemisch Verfahrenskombination mit chemischer Dehydrierung bzw. eine rein biologische Kombination aus Delignifikation, fermentativer Transformation der Pentosen zu 2- Methylfuran und weiterer Konversion zu Lävulinsäure möglich.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Institut für Landtechnik, Professur für Verfahrenstechnik in der Tierischen Erzeugung durchgeführt. Ziel des Projekt ist die Entwicklung einer kombinierten Abluftreinigung bestehend aus Staubabscheidung und einer folgenden Geruchsminderung in einer biologischen Stufe. Zur Staub-und Amoniakabscheidung stehen bereits Techniken zur Verfügung die für eine Kombination zu adaptieren sind. Eine Biostufe, die maßgeblich zur Geruchsminderung beitragen soll, wurde bisher nicht entwickelt. Insbesondere strömungstechnische Faktoren die erheblich den energetischen Aufwand bedingt durch die Druckerhöhung beeinflussen sind bei der Entwicklung besonders zu betrachten. Die Funktion und Wirkung der entwickelten Technik wird in einem Praxisversuch getestet und die Ergebnisse dokumentiert. 1). Erarbeitung der Prozessgrundlagen, bezogen auf die unterschiedlichen Biofiltermaterialien. Strömungswiederstand, mikrobielles Wachstum und Geruchsreduzierung werden unter Laborbedingungen im Kleinmaßstab gemessen. 2) Durchführung von Strömungssimulationen am Versuchsstall um eine optimale Anordnung der Ventilatoren zu bestimmen und ein geeignetes Filtermaterial aus den Laborversuchen zu wählen. 3).Installation einer dreistufigen Abluftreinigungsanlage mit vorgeschaltetem Trockenstaubfilter in einem Geflügelstall mit nachfolgender Messung der Minderungswirkung und des Energiemehraufwands im Lüftungssystem.
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.
