Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Trinkwasser können negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Konsumenten haben und führen zu einem erhöhten Risiko für Korrosionen im Leitungsnetz. Aufgrund dessen schreibt die Trinkwasserverordnung einen Grenzwert von 240 mg/l vor. Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Grundwasser, die eine spezielle Aufbereitungstechnik erfordern, kommen vor allem durch den Einfluss von Tagebauaktivitäten zustande. Im ausgehobenen Kippenmaterial kommt es zur Oxidation des Pyrits, was nach der Verfüllung der Gruben zu einem Anstieg der Sulfat-, Calcium- und Schwermetallkonzentration im Grundwasser führt. In betroffenen Grundwasservorkommen in Deutschland wurden Konzentrationen von bis zu 2500 mg/l Sulfat gemessen. Die Nanofiltration ist eine mögliche Aufbereitungstechnologie, die die Grundwassernutzung in derart beeinträchtigten Standorten auch nach der Verfüllung der Gruben erlaubt. Es wird erwartet, dass die Nanofiltration im Vergleich zu den anderen in Frage kommenden Technologien Ionenaustauscher, Destillation, Elektrodialyse und Umkehrosmose vor allem bei höheren Sulfatkonzentration in der Größenordnung >1000 mg/l das wirtschaftlichste Verfahren darstellt. In dem Projekt Nanofiltration zur Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung wird die Aufbereitung mittels Nanofiltration experimentell im Labor- und Pilotmaßstab untersucht. Es wird dabei schwerpunktmäßig ein Standort betrachtet, der im Einflussgebiet des Braunkohletagebaureviers Inden I liegt und derzeit Sulfatkonzentrationen von 1000-1500 mg/l in einem Trinkwasserbrunnen aufweist. Neben der Untersuchung der Nanofiltration an sich wird eine Konzentrataufbereitung mittels CaSO4-Kristallisation auf ihre Effektivität geprüft.
Dieses Projekt untersucht die 16O-17O-18O and the H-D Isotopensysteme im Kristallwasser von Gips (CaS04-2H20) und Bassanit (CaS04-2H20). Ziel ist der prinzipielle Nachweis, ob es möglich ist aus der Isotopie des Kristallwassers atmosphärische Parameter, wie z.B. die Luftfeuchtigkeit zum Zeitpunkt der Mineral(um)bildung, zu rekonstruieren.
Dieses Projekt konzentriert sich auf die Quellen und Raten atmosphärischer Deposition, sowie die Art und Kinetik von Phasenübergängen. Nitrate und Sulfate sind Ziele für die Bestimmung ihrer Quellen und Ablagerungsraten. Die wasserhaltigen und wasserfreien Polymorphe von Calciumsulfat sind das Hauptziel, um Phasenbeziehungen (als Funktion der Temperatur und der Wassermobilität) und die Kinetik der Transformation (Lösung/Fällung, Phasentransformation) zu untersuchen. Oberflächenelemente und untiefe Bodenelemente (Polygone, Krusten, Knollen, Keile) deuten auf die weit verbreitete, klimabedingte Transformationen von Sulfaten hin, die es zu untersuchen gilt.
Ausgangssituation: Durch die Einengung der Wasserkreislaeufe bei der Papierherstellung kommt es zu einer Aufkonzentrierung von unerwuenschten anorganischen und organischen Inhaltsstoffen im Kreislaufwasser. Dies fuehrt zu erheblichen Problemen wie z.B. Ablagerungen, Korrosion etc. Bisher eingesetzte Verfahren (Faellung, Flockung, Flotation) haben einen sehr geringen Wirkungsgrad bei der Reduzierung geloester Substanzen und sind, ueber die Stoffrueckgewinnung hinaus, nicht fuer die Reinigung von Kreislaufwaessern geeignet. Eine Nutzung der Abwaerme aus thermomechanischen Prozessen der Papiererzeugung findet nur in Einzelfaellen statt. Mit einer gezielten Reinigung hochbelasteter Teilstroeme ist eine wesentliche Verringerung der Belastung im Kreislauf der Papierfabrik moeglich. Die Vakuumeindampfung waere ein geeignetes Verfahren, um die Probleme durch die Aufsalzung sowie der Erhoehung der organischen Belastung unter gleichzeitiger Verwertung der vorhandenen thermischen Energie zu loesen. Systematische Untersuchungen zu diesem Verfahrenskonzept bei der Reinigung von hoch belasteten Teilstroemen der Papiererzeugung - insbesondere ueber die Zusammensetzung der Brueden oder die weitere Verwendung der Konzentrate - liegen bislang nicht vor. Forschungsziel: Zielsetzung ist die genaue Charakterisierung von Konzentraten und Brueden aus der Vakuumeindampfung hoch belasteter Teilstroeme unter verschiedenen Betriebsbedingungen. Die Eignung der Brueden fuer eine vollstaendige Rueckfuehrung in den Produktionsprozess und die Auswirkung auf die Zusammensetzung des Kreislaufwassers sollen beurteilt werden. Unter besonderer Beruecksichtigung der Abwaerme aus den thermo-mechanischen Prozessen und aus der thermischen Verwertung der Eindampfkonzentrate sollen Richtlinien fuer Verfahrenskonzepte erstellt werden. Loesungsweg: Es ist vorgesehen, Laborversuche durchzufuehren. Als Versuchsmedien werden hoch belastete Siebwaesser der Papiermaschine und Filtrate der Eindicker und Waescher aus der Altpapier- und Holzstoffaufbereitung eingesetzt. In diskontinuierlichen, mehrstufigen Vakuumeindampfversuchen werden die Proben unter systematischer Variation der Betriebsparameter Druck, Temperaturgradient Heizbad - Siedetemperatur und Eindampfungsgrad eingedampft und die erhaltenen Brueden und Konzentrate mit folgenden Parametern charakterisiert: CSB, TOC, organische Saeuren, pH-Wert, Leitfaehigkeit, Chlorid, Sulfat, Calcium, dynamische Viskositaet, Feststoff- und Trockensubstanzgehalt, Heizwert und Gluehrueckstand. Die Rueckhalteraten der relevanten Parameter werden berechnet. Mit den Erkenntnissen aus dem ersten Teil wird ein Untersuchungsprogramm fuer kontiunierliche, mehrstufige Eindampfversuche ausgearbeitet...
Es wurde die Eignung von Spuelversatzmaterial aus bergbaueigenen Rueckstaenden der Kalirohsalzverarbeitung hinsichtlich der Verwendung als Verschlussmaterial in Untertagedeponien im Salinar untersucht, um Deponieeinlagerungsbereiche durch Streckenverschluesse langzeitstabil zu verschliessen und den Barrierebereich um diese Bereiche gebirgsmechanisch zu stabilisieren. Bei den Untersuchungen erwies sich matrixgestuetztes Spuelversatzmaterial aufgrund seiner Druckfestigkeit von groesser 40 MPa, seiner Permeabilitaet von kleiner 10 hoch minus 18 m2, seines Mineralbestandes von groesser 90 Prozent an NaCI und CaSO4 und seines dem Steinsalz identischen Verformungsverhaltens unter Gebirgsdruck als geeignet. Wesentliches Merkmal fuer die Eignung ist eine Rohdichte des Materials von groesser 2,1 g/cm3 und ein ausreichender Matrixanteil zur Verhinderung eines korngestuetzten Gefueges. Das Material liegt als anthropogenes Analogon mit einem Alter von groesser 70 Jahren in den ehemaligen Gruben des Kalisuedharzrevieres vor.
Bisher ist es nicht gelungen, alle relevanten expandierten Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten (B) im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik. Es sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften kompaktierter B unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. - Chem. und min. Analysen von 15 B - Dialyse der B für definierten einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen - Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösungen und einer Opalinustonporenlösungen - Kompaktion der B und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität - Batchversuche in Glasampullen mit 200 g B bei 25°C, 90°C und 120°C, Schüttelung mit 400 mL Formationslösungen über 12 und 24 Monate - Öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösungen. und Dialysierung der reagierten B - Kompaktion der reagierten und dialysierten B und erneute Best. von Quelldruck und Permeabilität. - Chem. Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit - Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von B durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25°C, 60°C und 90°C - Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in B - Zusammenfassung und Berichterstattung.
Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften (Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Chemische und mineralogische Analysen von vier Bentoniten. Dialyse der Bentonite für definierte einheitliche Startbedingungen für die nachfolgenden Reaktionen mit zwei Formationslösungen. Herstellung einer NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und einer Opalinustonporenlösung - Kompaktion der Bentonite und Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit NaCl-CaSO4-gesättigter Lösung und Opalinuston-Porenlösung. Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck und Permeabilität vor Beginn der Reaktion mit den Formationslösungen - Batchversuche in verschweißten Glasampullen mit ca. 200 g dialysiertem Bentonit, Schüttelung mit ca.400 mL Formationslösung über 12und 24 Monate - Nach Ende der Reaktionszeit öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite. Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck und Permeabilität mit der NaCl-CaSO4-gesättigten Lösung und der Opalinustonporenlösung. Bestimmung der Auswirkung der Reaktion auf Quelldruck und Permeabilität. - Chemische Analytik von dialysierten Feststoffen und Reaktionslösungen aus den Glasampullen nach Ende Reaktionszeit-/Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte auf die Alteration von Bentoniten durch Reduktion von Fe(III) zu Fe(II) bei 25 °C, 60 °C und 90 °C - Zusammenfassung Messergebnisse und Berichterstattung.
Mit der Erforschung eines geschäumten Calciumsulfatbaustoffes und der dafür geeigneten Applikationstechnolgien soll der Nachfrage nach neuen Baustoffen / Materialien und deren Einsatz entgegen gekommen werden. Zwei der vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten sollen im Rahmen dieses Projektes erschlossen werden. Dabei handelt es sich zum einen um die Herstellung einer horizontalen Dämmschicht im Fußbodenbereich, die auch Brandschutzaufgaben erfüllen kann und unter anderem zur Kaltdachsanierung geeignet ist. Zum anderen soll der neue Schaumbaustoff der Verfüllung von sanierungsbedürftigem sulfathaltigen Mauerwerk dienen und damit erstmals einen vollkommen sulfatverträglichen Baustoff darstellen. Gipsbaustoffe unterliegen durch Einflüsse aus Lagerung, Temperatur und Luftfeuchte einer sogenannten 'Alterung', das heißt es verändern sich deren Eigenschaften über die Zeit nach der Herstellung. Im Wesentlichen davon betroffen ist die Haltbarkeit und damit die Lagerdauer. Es wurde bislang noch keine definierte Alterung von Gipsbindemitteln technisch umgesetzt. Ziel des Teilprojektes ist, diese Alterung zu erforschen und umzusetzen. Hierzu dient das umfassende Arbeitspaket des Teilvorhabens Alterungsuntersuchungen. Dazu gehören das Testen unterschiedlicher Alterungsaggregate und die ausführliche Untersuchung der entstandenen gealterten Bindemittel. Für die Überwachung der Qualitätskriterien und Verfügbarkeit für die verschiedensten Anwendungen ist CASEA ebenfalls zuständig. Die künstliche Alterung und die Abstimmung der Gipsbindemittel zielt auf die radikale Reduzierung des Wasseranspruches ab. CASEA obliegt die Durchführung der wichtigsten bindemittelseitigen Maßnahmen zum Erreichen dieses Forschungszieles. Diese Maßnahmen sind 1. die künstliche Alterung und 2. die Optimierung des Kornbandes sowie 3. die Erforschung eines Bindemittels mit erhöhter innerer Wasserbindung (EIW).
Bisher ist es nicht hinreichend zuverlässig gelungen, alle relevanten experimentellen Daten zum Langzeitverhalten von Bentoniten im Kontakt zu Lösungen unter Endlagerbedingungen mit einem einheitlich abgesicherten Modell zu erklären. Dies liegt an den Vorgehensweisen der unabhängig voneinander agierenden Arbeitsgruppen, und an der komplexen Analytik der Bentonite. Im Speziellen sollen milieuabhängige Lösungs- und mikrostrukturelle Alterationsprozesse und deren Auswirkungen auf die hydromechanischen Eigenschaften(Quelldruck, Permeabilität) kompaktierter Bentonite unter vergleichbaren Randbedingungen ermittelt werden. Phasenanalyse an 15 Bentoniten; definierte einheitliche Startbedingungen für Reaktionen mit zwei Formationslösungen (NaCl-CaSO4-gesättigte Lösung, Opalinustonporenlösung); Kompaktion der Bentonite und Bestimmung der Ausgangswerte von Quelldruck & Permeabilität vor der Reaktion; Batchversuche in verschweißten Glasampullen bei 25°C, 90°C und 120°C über 12 und 24 Monate; Danach öffnen der Glasampullen, Abtrennen der Lösung und Dialysierung der reagierten Bentonite; Kompaktion der reagierten und dialysierten Bentonite und erneute Bestimmung von Quelldruck & Permeabilität mit den Lösungen; Analytik von Feststoffen und Reaktionslösungen; Versuche zur Untersuchung des Einflusses mikrobieller Effekte (Fe-Effekt); Entwicklung einer quantenmechanisch unterstützten Modellvorstellung zur Tonmineralumwandlung in Bentonit; Zusammenfassung der Ergebnisse und Berichterstattung.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 39 |
| Land | 1 |
| Wirtschaft | 1 |
| Wissenschaft | 15 |
| Zivilgesellschaft | 5 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 39 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 39 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 38 |
| Englisch | 3 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 27 |
| Webseite | 11 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 32 |
| Lebewesen und Lebensräume | 29 |
| Luft | 20 |
| Mensch und Umwelt | 39 |
| Wasser | 25 |
| Weitere | 39 |