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Versalzung von Werra und Weser

Die salzhaltigen Abwässer aus Kaliproduktion und Kalihalden belasten seit Jahrzehnten die Flüsse Werra und Weser und gefährden das Grundwasser. Verschiedene Gremien auf Länderebene suchen derzeit nach Lösungen für dieses Abwasserproblem. Das Umweltbundesamt war vom Bundesumweltministerium gebeten worden, nur einen dieser Lösungsvorschläge isoliert zu prüfen: die so genannte Eindampfung der Abwässer mit Salzrückgewinnung. Unter den derzeitigen Randbedingungen kann das Umweltbundesamt die "Eindampfungslösung" allerdings nicht empfehlen: Erstens würden allein die Voruntersuchungen für den Bau einer solchen Anlage vermutlich noch mehrere Jahre dauern - und damit viel zu lange, denn die Maßnahmen für einen guten ökologischen Zustand in Werra und Weser müssen spätestens 2015 festgelegt und der EU-Kommission berichtet werden. Zweitens können die Gesamtkosten erst nach den Voruntersuchungen seriös geschätzt und erst dann beurteilt werden, ob der Bau einer solchen Anlage für die K+S Aktiengesellschaft aus Kassel wirtschaftlich verhältnismäßig ist. Und drittens wird mit der Eindampfung das langfristige Problem der Haldenabwässer nicht gelöst. Quelle: https://www.umweltbundesamt.de

Teil I

Das Projekt "Teil I" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pall Rochem Wassertechnik GmbH durchgeführt. Eine Weiterentwicklung des DT-Moduls der Fa. Rochem fuer Druecke bis zu 200 bar ermoeglicht jetzt den Einsatz der Umkehrosmose bei Abwaessern, deren Aufbereitung bisher aufgrund zu hoher Salzgehalte anderen Verfahren, wie z.B. der Eindampfung, vorbehalten waren. Erste gemeinsam von der Fa. Rochem und dem Institut fuer Verfahrenstechnik, Aachen durchgefuehrte Versuche lassen erwarten, dass auch die Aufbereitung des stark salzhaltigen Abwassers der Deponie Halle-Lochau (Leitfaehigkeit 35-40 MS/cm) mittels Hochdruck-Umkehrosmose bei 200 bar moeglich ist. Im Rahmen des beantragten Vorhabens soll die Einsatzfaehigkeit der Hochdruckumkehrosmose gezeigt werden, wodurch eine energetisch und kostenmaessig guenstige Aufbereitung des Sickerwassers der Deponie Halle-Lochau moeglich waere. Begleitend soll der Einfluss von Fremdsalzen auf die Loeslichkeit des Haertebildners Kalziumsulfat und die wirtschaftlich interessante Moeglichkeit der Konzentratreduktionsmittelfaellung untersucht werden.

Improvement of energy-tie up by using the high temperature cooling crystallization

Das Projekt "Improvement of energy-tie up by using the high temperature cooling crystallization" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Südzucker AG durchgeführt. Objective: Demonstrates high temp cooling crystallization of sugar beet juices. Energy saving is 4.1 litres of oil per tonne of beet processed. For annual output of 900000 t saving juices in the cooling crystallization stage. Expected payback time is about 4 years. General Information: Sugar crystallization takes place through the thickening of aqueous solutions. It is not possible to put the water evaporated in vacuum to meaningful further use for heating purposes. With the state of engineering so far attained in the European Community average juice concentrations of 68 per cent (in exceptional cases up to 74 per cent) are achieved in the multiple evaporation plant preceding the evaporation crystallization stage. Until now it has not been possible technologically to control higher concentrations. The resultant heating vapours have been utilized in the process. By heating juices under vacuum to 110 deg, the process now under discussion achieves concentrations of 85 per cent; it also utilizes the resultant heating vapours and reduces the quantities of water needing to be evaporated in the follow-up evaporation crystallization stage by around 50 per cent compared with the state of the art. The primary energy input shrinks accordingly. The innovative feature of the process lies in the energy tie-up of evaporation plant, new type cooling crystallization and evaporation crystallization, which enables extremely high juice concentrations to be used in the cooling crystallization stage. The latter starts at a temperature of 100 deg and in the course of crystal formation leads to a final temperature of 65 degree of Celsius. Oncentrated juice is couled rapidly to the seed point and then more slowly as the crystals grow. This temperature conforms with the normal operating conditions of the still conventional follow-up evaporation crystallization phase. The process under discussion thus amounts to a new element in existing plant and can be employed in every sugar factory.

Evaporation from heterogeneous surfaces at the field-plot scale: effect of lateral heat and water fluxes in soil and atmosphere

Das Projekt "Evaporation from heterogeneous surfaces at the field-plot scale: effect of lateral heat and water fluxes in soil and atmosphere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-3 Agrosphäre durchgeführt. Wet patches in agricultural fields may exist due to local variations in soil structure (compacted wheel tracks) or due to local irrigation (drip irrigation). Commonly used approaches to estimate evaporation assume that the lateral extent of the evaporating surface is large so that the lateral advection of heat and vapor in the air stream and in the soil can be neglected. For the scales of patches that are considered in this project, we postulate that lateral heat and mass fluxes in both the soil and the air may influence the evaporation rate from wet patches. In order to investigate these effects, we will carry out experiments at a field plot under outdoor conditions in which we will monitor the surface temperature of wet patches and the evaporation rate of micro-lysimeters with and without patches and which are or are not thermally insulated from the surrounding soil. The experiments will be accompanied by simulation studies in which lateral heat and water fluxes in both the soil and the air flow will be considered. To support other subprojects, infiltration, evaporation and salt tracer experiments will be carried out in an artificially constructed heterogeneous soil tank.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von K-UTEC AG Salt Technologies durchgeführt. Derzeit fallen jährlich mehr als 2,5 Mio. m3 salinarer Sickerwässern aus Rückstandshalden in Deutschland an. Zu deren Entsorgung stehen derzeit lediglich die Salzlast-gesteuerte Einleitung in Gewässer und die Flutung von geeigneten Gruben oder Gaskavernen zur Verfügung. Etablierte Aufbereitungsmethoden wie die Umkehrosmose oder die Eindampfung scheiden aus technischen bzw. ökonomischen Gründen aus. Die Membrandestillation (MD) ist eine relativ neue Technologie zur Aufkonzentrierung von Lösungen, welche auch für hochkonzentrierte Salzlösungen geeignet ist. Die Möglichkeit niederkalorische Wärmequellen zu verwenden und zu erwartende, niedrige Investitionskosten sind vielversprechende Aspekte für die Aufbereitung von Haldensickerwässern. Allerdings steht die Entwicklung eines an die Anforderungen angepassten geeigneten Verfahrens einschließlich geeigneter Vakuum-MD (VMD) Module noch aus. Dies gilt sowohl für die bereits eher etablierten Polymermembranen als auch für Neuentwicklungen keramischer Membranen, die weitgehend noch höhere chemische, thermische und mechanische Stabilitäten bieten. Im Projekt soll durch Kombination der Verfahren VMD und Kristallisation ein optimierter Gesamtprozess entwickelt und vor Ort im Pilotmaßstab demonstriert werden. Anschließend soll das Verfahren einer technisch-ökonomischen Bewertung unterzogen werden. Um dies zu erreichen ist eine Weiterentwicklung der Technologie der Membrandestillation notwendig. Das Projekt soll von 5 Partnern mit unterschiedlichen Arbeitsschwerpunkten durchgeführt werden. An der Forschungseinrichtung IKTS werden keramische MD-Membranen weiterentwickelt und charakterisiert. Darauf aufbauend wird ein an verschiedene Anwendungsfälle angepasstes Verfahren mit Membrandestillation und gesteuerter Kristallisation von Salzen entwickelt um salzfreies Wasser, Salze und eine konzentrierte Lösungen zu erhalten. Die Prozessausgänge sollen vorrangig verwertet, und damit die Salzfracht in Vorfluter reduziert werden.

Bau und Betrieb einer 10 t/h-Prototyp-Anlage zum VEW-Kohleumwandlungsverfahren (Druckfahrweise)

Das Projekt "Bau und Betrieb einer 10 t/h-Prototyp-Anlage zum VEW-Kohleumwandlungsverfahren (Druckfahrweise)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gesellschaft zur Vergasung von Steinkohle durchgeführt. Mit Hilfe der Versuchsergebnisse aus dem Betrieb der 1 t/h-Versuchsanlage soll eine Prototypanlage mit einem Steinkohledurchsatz von 10 t/h errichtet werden. Der Vergasungsreaktor wird dabei unter einem Druck von 20 bar betrieben. Die Anlage wird mit Ausnahme der Gasturbine saemtliche Komponenten erhalten, wie sie fuer einen Stromerzeugungsprozess nach dem VEW-Kohleumwandlungsverfahren erforderlich sind, also Mahltrocknung, Kohledosierung und -eintrag, Luftvorwaermung, Gaserzeugung, Abhitzenutzung, Gas/Koks-Trennung, Gaskuehlung, Entschwefelung, Eindampfung, Schwefelgewinnung und Koksverbrennung bzw. Dampferzeugung. Mit der Prototypanlage soll die betriebliche Eignung des Verfahrens fuer einen Stromerzeugungsprozess demonstriert werden.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Andreas Junghans Anlagenbau und Edelstahlbearbeitung GmbH & Co. KG durchgeführt. Zentrales Entwicklungsziel ist die erfolgreiche Aufreinigung salz- und organikhaltiger Wässer mit dem Ziel diese Wässer wieder für die jeweiligen Produktionsprozesse in der Erdöl-/Erdgasindustrie sowie der Keramikindustrie einsetzbar zu machen. Zentraler technischer Bestandteil ist die Synthese, Erprobung und Anwendungen keramischer Nanofiltrationsmembranen unterschiedlicher Geometrie und Oberflächeneigenschaften zur Reinigung der salz- und organikhaltigen, zum Teil abrassiven und teilweise bei erhöhter Temperatur vorliegenden Wässer. Für die beiden unterschiedlichen verwendeten Wässer werden weitere Verfahren entwickelt und angewandt. So wird für die Behandlung der Wässer der Erdöl-/Erdgasindustrie ein kombiniertes Flotations/Mikrofiltrationsverfahren als Vorbehandlung erprobt. Für beide Wässer erfolgt eine Nachbehandlung des aufkonzentrierten Retentatstromes zur Abtrennung der Salze als Säure, Laugen oder Salz mit Elektrodialyseverfahren. Die Einbindung weiterer Verfahren, wie Totaloxidation und Eindampfung sollen im Labor überprüft werden. siehe Gesamtantrag.

Rauchgasentschwefelung mit Abwassereindampfung. Schritt II: Beobachtung der Versuche in Weiher II durch STEAG/VEW

Das Projekt "Rauchgasentschwefelung mit Abwassereindampfung. Schritt II: Beobachtung der Versuche in Weiher II durch STEAG/VEW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von STEAG AG durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Ausrichtung der Versuche in Weiher II auf die Belange der Planung der REA-SHU Bergkamen, die Sicherstellung der Versuchsdaten und die Erweiterung der Detailkenntnisse fuer STEAG/VEW zur Beurteilung des Verfahrens in Bezug auf die Entscheidung und den Bau des REA-SHU fuer Bergkamen. Das Arbeitsprogramm umfasst: - die beratende Taetigkeit bei der Aufstellung des detaillierten Versuchsprogramms Weiher II, - die Versuchsbeobachtung im regelmaessigen Turnus, - die Auswertung der Versuchsergebnisse fuer die internen Belange von STEAG/VEW und die Beurteilung und Bewertung der Ergebnisse aus der Versuchsanlage Weiher II. Zum Arbeitsprogramm gehoert weiterhin die Auswertung eines Angebots der SHU und die Pruefung wirtschaftlicher Kriterien.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von K+S AG durchgeführt. Derzeit fallen Derzeit fallen jährlich mehr als 2,5 Mio. mN salinarer Sickerwässern aus Rückstandshalden in Deutschland an. Zu deren Entsorgung stehen derzeit lediglich die Salzlast-gesteuerte Einleitung in Gewässer und die Flutung von geeigneten Gruben oder Gaskavernen zur Verfügung. Etablierte Aufbereitungsmethoden wie die Umkehrosmose oder die Eindampfung scheiden aus technischen bzw. ökonomischen Gründen aus. Die Membrandestillation (MD) ist eine relativ neue Technologie zur Aufkonzentrierung von Lösungen, welche auch für hochkonzentrierte Salzlösungen geeignet ist. Die Möglichkeit niederkalorische Wärmequellen zu verwenden und zu erwartende, niedrige Investitionskosten sind vielversprechende Aspekte für die Aufbereitung von Haldensickerwässern Ziel dieses F&E-Vorhabens für K+S ist es, ein Aufbereitungsverfahren zur Wasser- und Salzgewinnung aus salzbeladenen Haldensickerwässern auf der Basis eines gekoppelten Verfahrens bestehend aus Wasserentzug durch Membrandestillation und anschließender Kristallisation als Alternative zur klassischen Eindampfung und Kristallisation zu entwickeln. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage, ob durch alternative Verfahren, wie der Membrandestillation, eine effiziente Entsalzung von Haldensickerwässern im industriellen Maßstab erreicht und die dabei gewonnen Salze und das Wasser einer weiteren Verwertung oder Nutzung zugeführt werden kann. In HaSiMem sollen daher die Potenziale Membrandestillation in Verbindung mit anschließender Kristallisation systematisch untersucht und mögliche aussichtsreiche Einsatzbereiche ermittelt werden.. Hauptzielsetzung des Teilprojektes der K+S ist die Bewertung des Verfahrens der Membrandestillation im Vergleich zur klassischen Eindampfung, um eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die Implementierung von Aufbereitungsanlagen für Haldensickerwässer im industriellen Maßstab zu erhalten. Hierfür plant K+S, das Verfahren der Membrandestillation zu validieren und für einen Anwendungsfall a (Text abgebrochen)

Teilprojekt 6

Das Projekt "Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SOPAT GmbH durchgeführt. Ziel des avisierten Projektes ist die Entwicklung von Verfahren zur integrierten Wasseraufbereitung für salz- und organikhaltige Prozesswässer am Beispiel der Abwässer aus der Erdöl/Erdgas- sowie der keramischen Industrie. Für die gewählten Anwendungen sollen maßgeschneiderte Konzepte entwickelt werden, die jedoch ebenso Potential für eine Übertragung der Technologie auf weitere Einsatzfälle erlauben. Zentrales Aufbereitungs-verfahren ist die Nanofiltration (NF) mit keramischen Membranen. Diese Membranen ermöglichen neben der Abtrennung feinster Partikel insbesondere die Teilentsalzung und die Entfernung der wesentlichen organischen Fracht auch aus hoch konzentrierten Abwässern. Die Kreislaufführung von Wasser ist auch in den gemäßigten Klimazonen von herausragender Bedeutung für den Schutz von Gesundheit und Umwelt, einen effizienten Betrieb und eine nachhaltige Entwicklung industrieller wasserintensiver Prozesse. Neben organischen Belastungen sind hier insbesondere Salzfrachten zu nennen, welche die Kreislaufführung von Prozesswässern behindern. Diese Wässer können aus verschiedenen Industriebranchen stammen. Beispielhaft sind in diesem Vorhaben die Erdöl/Erdgas- sowie die keramische Industrie (Gebrauchsporzellan, technische Keramik etc.) genannt. - Weiterentwicklung und Anpassung weltweit einmaliger keramischer NF-Membranen - Prozessentwicklung und -erprobung mit diesen Membranen zur effizienten Aufbereitung organik- und salzhaltiger Abwässer. - Entwicklung und Erprobung von Elektromembranverfahren zur Retentataufbereitung und Salzrückgewinnung - Entwicklung und Erprobung eines kombinierten Flotations/Mikrofiltrations-verfahrens zur Vorbehandlung von Abwässer der Erdöl-/Erdgasindustrie - Erprobung der nachgeschalteten Verfahren Totaloxidation und Eindampfung - Einbindung eines neuartigen in-line-Monitorings - Pilottests an realen Abwässern.

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