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Das Verfahren erlaubt die nahezu abfallfreie Regeneration des Chromsaeurebades. Die Verunreinigungen koennen in Form wiederverwertbarer Metalle aus dem laufenden Verchromungsprozess ausgeschleust werden. Die Regeneration der Chrombaeder basiert auf der kathodischen Abscheidung der Stoerionen (Eisen) bei gleichzeitiger Reoxidation der Chrom(III)- Ionen. Die Regenerationsanlage ist als Zweikammerelektrolysezelle ausgelegt. Anoden- und Kathodenraum werden durch eine Membran auf Teflonbasis getrennt, die nur Kationen passieren laesst. Das zu reinigende Chrombad wird in die Anodenkammer eingebracht. Im elektrischen Feld wandern die verunreinigenden Metallionen durch die Membran und werden an der Kathode als wiederverwertbares Metall abgeschieden. Gleichzeitig werden die Chrom(III)- Ionen im Anodenraum zur Chromsaeure reoxidiert.
Mit einer neuen Kombinationsstechnik aus Chromatographie und Flammen-AAS ist die vollautomatische Trennung und Bestimmung von Cr(III)/Cr(VI) in Abwasserproben in nur einer Minute moeglich. Dies wird durch ein im Institut fuer Spektrochemie und Angewandte Spektroskopie integriertes Chromatographie-/Zerstaeubungssystem erreicht, wobei zur Datenauswertung eine Standard-Chromatographie-Software benutzt wird.
Die elktrochemische Abscheidung von Chrom aus Chrom(III)Lösungen arbeitet großtechnisch mit geringer Stromausbeute. Ziel dieser Arbeit ist es, durch Variation der verwendeten Materialien (Membran oder Elektroden) und Bestimmung der jeweiligen Abscheidekinetik, die Stromausbeute zu optimieren
Die BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH und Co. KG ist ein mittelständisches Unternehmen der Automobil-Zulieferindustrie und stellt galvanisierte Kunststoffteile her. Um Kunststoffteile galvanisieren zu können, müssen diese so vorbehandelt werden, dass sie elektrisch leitfähig sind. Für diese Vorbehandlung der Kunststoffteile ist der Einsatz von sechswertigem Chrom bisher zwingend erforderlich gewesen, während im darauffolgenden eigentlichen Verchromungsprozess bereits auf das weniger umweltrelevante dreiwertige Chrom umgestellt werden konnte. Das im Umweltinnovationsprogramm geförderte Vorhaben von BIA zielte darauf ab, den gesamten Galvanikprozess Chrom(VI)-frei und effizient zu gestalten und damit erstmalig eine chromfreie Kunststoffvorbehandlung sowie eine ressourceneffiziente Verchromung am Standort Solingen zu realisieren. Dieses Ziel konnte durch die Installation einer Vorbehandlungsanlage auf Mangan-Basis sowie einer Verchromungslinie mit innovativer Anodentechnik erreicht werden. Der Prozess sowie verschiedene Einkomponenten-Bauteile sind bei den Automotive OEM vorgestellt sowie getestet worden und haben entsprechende Freigaben erzielt. Durch das innovative Vorhaben konnten für die Chrombeschichtung Energieeinsparungen erzielt werden, die einer CO 2 -Emmissionsminderung von rund 120 Tonnen CO 2 pro Jahr entsprechen. Dabei spielt eine neuartige Anodentechnik für den Betrieb der dreiwertigen Chrombäder eine wichtige Rolle. Neben dem Verzicht auf Chrom(VI) konnten auch in der neu errichteten Abwasserbehandlungsanlage zahlreiche Umweltentlastungen erreicht werden. So wurden Verfahren zur Ressourcenrückgewinnung implementiert, die die Aufwände in der Wasseraufbereitung sowie den Zusatzverbrauch für die Elektrolyte reduzieren. Modernste Abluftanlagen mit Wärmerückgewinnung sorgen überdies für einen energieoptimierten Betrieb. Durch dieses Vorhaben konnte erstmals die vollständig Chrom(VI)-freie Galvanisierung von Kunststoffen realisiert werden, was einen erheblichen Beitrag zum Fortschreiben des Standes der Technik leistet und gute Übertragungsmöglichkeiten auf andere Kunststoffverchromungsanlagen bietet. Eine finale Serienumsetzung des chromfreien Vorbehandlungsprozesses ist allerdings aus zwei Gründen noch nicht erfolgt. Zum einen sind zwar die generellen Effizienzmaßnahmen auf alle Bauteile in der Galvanik übertragbar und umgesetzt, aber die Vorbehandlung ist für die Verarbeitung von selektiven Mehr-Komponentenbauteilen nicht fähig. Entsprechend kann der Artikelmix insbesondere für innovative Bauteile mit Licht- und Funktionsintegration nicht über diese Vorbehandlung verarbeitet werden. Des Weiteren führt die chromfreie Vorbehandlung zu deutlich höheren Kosten bei Chemikalien, Anlagentechnik und final auch der Abwasserbehandlung. Eine Preissteigerung wird entlang der Kundenkette abgelehnt und entsprechend auch ein Serieneinsatz der Vorbehandlung nicht beauftragt. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: BIA Kunststoff- und Galvanotechnik GmbH & Co. KG Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2021 - 2023 Status: Abgeschlossen
Gemäß den Ausführungen in der Deponieverordung (DepV, 2002) und der Versatzverordnung (VersatzV, 2002) ist für untertägige Deponien bzw. Versatzanlagen ein Langzeitsicherheitsnachweis zu führen. Zu den Basisinformationen gehören Angaben zur Konzentration und zum Mobilitätsverhalten der einzubringenden Schadstoffe. Dazu sind Untersuchungen zum Reaktionsverhalten der Abfälle im Falle des Zutritts von Wasser und salinaren Lösungen mit den Schwerpunkten Löslichkeitsverhalten, Gasentwicklung bei erhöhter Temperatur unter Tage und Wechsel-wirkungen untereinander oder mit dem Wirtsgestein durchzuführen. Allgemeine Aussagen für ein ganzes potentielles Abfallspektrum sind allein aufgrund von Laboruntersuchungen einzelner Abfallproben nicht zu gewinnen. Für die Voraussage von Schadstoffmobilisierungen und Abfall/Wirtsgesteins-Wechselwirkungen sind Ansätze auf kombinierter experimenteller und theoretischer Basis erforderlich. Entsprechende Methoden wurden in den vergangen Jahren erfolgreich entwickelt und beruhen auf theoretischer Seite auf dem Instrument der geochemischen (thermodynamischen) Modellierung.Diese benötigt stoffspezifische Parameter, mit denen sich die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Schadstoffe in den auftretenden Formationslösungen beschreiben lassen. In salinaren Systemen gelingt ein solcher Ansatz nur bei Anwendung der von spezifischen Ionenwechselwirkungskoeffizienten nach PITZER. Für viele umweltrelevante chemische Stoffe liegen entsprechende Informationen jedoch noch nicht in ausreichendem Maße und in ausreichender Qualität vor. Ziel der Arbeiten ist die Komplettierung der seitens der GRS und anderer Institutionen in Angriff genommenen qualitätsgesicherten und in sich konsistenten thermodynamischen Datenbasis. Mittlerweile liegen Datensätze für eine Reihe von Schadstoffen vor, bzw. werden im Zuge laufender Vorhaben entwickelt: Selen, Kupfer, Nickel, Chrom, Zink, Blei und Cadmium. Sie enthalten Löslichkeitskonstanten für schadstoffhaltige Festphasen, Komplexbildungskonstanten und Pitzer-Ionenwechselwirkungskoeffizienten zur Beschreibung salinarer wäßriger Systeme. Die Schwerpunkte dieses Vorhabens werden Arbeiten zur den thermochemischen Eigenschaften von Lösungen und Feststoffen mit Kupfer(I,II), Nickel(II), Chrom(III, VI), Mangan(II), Kobalt(II), Arsen(III,V), und Quecksilber(II) sein. Hierfür werden verschiedene analytisch-chemische und spektroskopische Verfahren herangezogen.
Das Forschungsprojekt basiert auf der Grundidee, das toxische und äußerst mobile Chrom(VI) aus der ungesättigten Bodenzone mit einem Reduktionsmittel in das nicht toxische und wenig mobile Chrom(III) überzuführen. Im Rahmen des Forschungsvorhabens sollen mögliche Reduktionsmittel gefunden und auf ihre praktische Anwendbarkeit mit Hilfe eines Pilotversuches verifiziert werden. Das ökonomisch und ökologisch sinnvollste Reduktionsmittel in Bezug auf seine Wirksamkeit und Umweltrelevanz soll gefunden und seine optimale Anwendungsmethode in einem Pilotprojekt erarbeitet werden. Parallel zu den durchgeführten hydrogeologischen Erkundungen wurden im Labor chemische Versuche durchgeführt. Dazu wurden mehrere Bodenproben aus dem Schadenszentrum eines Altstandortes in eine speziell konstruierte Labor-Bodensäulenanlage eingebaut. Anschließend wurde eine Reihe aus Literatur und durch Forschung ausgewählte Reduktionsmittel auf ihre Eignung zur Chrom(VI)-Sanierung untersucht. Einerseits wurde die Menge des ausgetragenen bzw. rückgehaltenen Cr(VI) ermittelt, andererseits wurden auch andere Schwermetalle, die durch die veränderten chemischen Bedingungen eventuell vermehrt ausgetragen werden, betrachtet. Es wurden verschiedene Bodensäulen-Experimente mit unterschiedlichen Reduktionschemikalien sowie unterschiedlichen Betriebsbedingungen (Konzentration des Reduktionsmittels, Durchflussrate) untersucht und die Ergebnisse gegenübergestellt. Zum Vergleich der sich verändernden Bodeneigenschaften diente eine Referenzprobe aus dem ungesättigten Bereich des chromatkontaminierten Altstandortes, die genau demselben Prozedere, jedoch ohne Zugabe von Reduktionsmittel, unterzogen wurde. Auf diese Weise wurden negative als auch positive Effekte der verschiedenen chemischen Reduktionsmittel auf den Sanierungsfortschritt erforscht. In der abschließenden Projektphase wird das für den Anwendungsfall gewählte Reduktionsmittel im Pilotmaßstab auf seine Eignung in der Praxis getestet. Dies wird mit Hilfe von Injektionen, Wasserhaltung durch Brunnen und Kreislaufführung des durch Zudosierung von Reduktionsmittel und durch die Abwasserreinigungseinheit gereinigten Grundwassers bewerkstelligt. Um die Ausbreitung des Schadstoffs zu verhindern, wird das Grundwasser über einen zentral angeordneten Brunnen abgepumpt. Eine den hydrogeologischen Verhältnissen angepasste Absaugleistung der Förderpumpe bewirkt eine Absenkung des Grundwasserspiegels, wodurch ein hydraulischer Gradient in Richtung des Absaugbrunnens entsteht. Eingetragene Reduktionschemikalien können somit gemeinsam mit noch vorhandenem Chromat aus dem Grundwasser ausgetragen und im Anschluss in der Abwasserreinigungsanlage behandelt werden. Dieser zur Chromatreduktion zusätzliche Sicherheitsaspekt bewirkt einen definierten abgeschlossenen Bereich, über den hinaus keine Beeinflussung der Grundwasserzusammensetzung zu erwarten ist.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 67 |
| Land | 6 |
| Weitere | 2 |
| Wissenschaft | 3 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 40 |
| Förderprogramm | 24 |
| Gesetzestext | 22 |
| Text | 2 |
| Umweltprüfung | 5 |
| unbekannt | 3 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 51 |
| Offen | 23 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 73 |
| Englisch | 2 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 3 |
| Keine | 66 |
| Webseite | 5 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 23 |
| Lebewesen und Lebensräume | 27 |
| Luft | 16 |
| Mensch und Umwelt | 74 |
| Wasser | 24 |
| Weitere | 38 |