In diesem Projekt wurde das Messverfahren und der Prüfwert es Blauen Engels für Bürogeräte mit Druckfunktion für die Partikelemission aus Bürogeräten validiert und weiterentwickelt (s. DE-UZ 205, Anhang S-M). Außerdem wurde zur Beurteilung der Veränderung der Emissionen aktueller gegenüber älteren Gerätegenerationen ein nicht repräsentativer Pool von table-top-Laserdruckern aufgebaut und die chemischen Emissionen wurden gemäß DE-UZ-205 gemessen. Ergänzend wurde eine quantitative chemische Analyse der anorganischen Feststoffe - insbesondere der Metalle - in den emittierten Aerosolen vorgenommen die Feststoffgehalte um 2 Massen-% ergaben. Diese Ergebnisse wurden gemeinsam mit neueren wissenschaftlichen Untersuchungen zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen aus Laserdruckern ausgewertet. Zuletzt wurde untersucht und bestätigt, dass mit dem Ziel eines zukünftigen Umweltzeichens das Emissionsverhalten Kunststoff verarbeitender 3D-FDM-Drucker und/oder die darin verarbeiteten Verbrauchsmaterialien (Filamente) mit dem für Laserdrucker entwickelten Mess- und Prüfschema charakterisiert und quantifiziert werden können. Veröffentlicht in Texte | 217/2020.
Ziel des Gutachtens war die Weiterentwicklung der Methodik für die Ermittlung der Ergebnisunsicherheit für Bodenproben auf der Grundlage bereits durchgeführter Ringuntersuchungen. Auf dieser Basis wurden verschiedene etablierte als auch neue Ansätze zur Modellierung der Vergleichspräzision und der damit verbundenen Unsicherheit verglichen. Im Vergleich zu den Empfehlungen des Fachbeirates Bodenuntersuchungen (FBU) von 2008, die auf pauschalen prozentualen Unsicherheiten basieren, konnte durch Anwendung einer additiven Varianzfunktion eine deutlich verbesserte Modellierung der Vergleichsstandardabweichung erzielt werden. Mit dem neu entwickelten Ansatz kann die analytische Unsicherheit als Teil der Ergebnisunsicherheit in Abhängigkeit des Feststoffgehaltes berechnet werden. Darüber hinaus konnten auch Empfehlungen für neue Parameter abgeleitet werden. Die Ergebnisse können Gutachterbüros und Behörden bei der Bewertung von Altlastenverdachtsflächen unterstützen. Veröffentlicht in Texte | 56/2021.
Im Verlauf eines Jahres wurden 10 Beprobungen zweier kommunaler Kläranlagen in Stuttgart-Möhringen an der Körsch und in Stuttgart-Mühlhausen am Neckar vorgenommen. Dabei wurden jeweils folgende Matrices zur Quantifizierung der Phosphonate ATMP, EDTMP, DTPMP, HEDP und PBTC entnommen: Kläranlagenzulauf, Ablauf der Vorklärung, Ablauf der Nachklärung und, im Falle der Kläranlage Stuttgart-Mühlhausen, auch Ablauf des Sandfilters und Ablauf des Aktivkohlefilters. Weiterhin wurden Flusswasser, Flusssediment und Flussschwebstoffe vor und hinter der Einleitstelle beprobt. Zusätzlich zur Phosphonatanalytik erfolgte die Erfassung der Kenngrößen Temperatur, Kläranlagendurchfluss, pH, Leitfähigkeit, Feststoffgehalt, chemischer Sauerstoffbedarf und Phosphorgehalt. Die Schwerpunkte der Methodenentwicklung lagen auf der Extraktion von Phosphonaten aus Feststoffproben, der Anpassung der Chromatographie zur Analyse matrixbelasteter Proben und der Etablierung einer automatischen Anreicherung zur Quantifizierung von Oberflächenwasserproben. Im Rahmen dieses Projekts wurde die etablierte ionenchromatographische Trennung erstmals erfolgreich mit einem empfindlichen Tandem-Massenspektrometer gekoppelt. Diese Technik erlaubte die Quantifizierung aus Oberflächenwasserproben bis zu einer Bestimmungsgrenze von 0,1 (my)g/L. Durch Eigensynthese isotopenmarkierter Interner Standards wurde die Empfindlichkeit und Spezifität der Analyse erheblich verbessert. Nach der Etablierung einer robusten Analysemethode erfolgte die Bilanzierung der Phosphonate innerhalb und im Umfeld der beiden Kläranlagen. Dabei zeigte sich, dass HEDP und PBTC in der Regel die höchsten Gehalte aufwiesen. Hohe Eliminierungsraten von 80-90 % nach dem Durchlaufen der Nachklärung wurden festgestellt. Die gegenwärtigen Daten zeigen, dass Phosphonate in der Kläranlage und im Fließgewässer zu hohem Anteil adsorbiert an Feststoffpartikel (unterer bis mittlerer mg/kg-Bereich) vorliegen. Sowohl im Neckar als auch in der Körsch wurden der Einleitstelle signifikant erhöhte Sedimentbeladungen und, abhängig von der Größe des Gewässers, auch erhöhte Schwebstoffbeladungen festgestellt. Die im Oberflächenwasser detektierten Konzentrationen befanden sich, abhängig von der Belastung, im unteren (my)g/L-Bereich und darunter. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt ist eine Fortführung vorangegangener Forschungsprojekte zum gleichen Thema. In diesem Projekt wurde das Messverfahren und der Prüfwert für die Partikelemission aus Bürogeräten (siehe Vergabegrundlage DE-UZ 205, Anhang S-M) validiert und weiterentwickelt. Dies geschah erstens durch Auswertung der Qualität der im Zuge der Antragsbearbeitung für das Umweltzeichen beim RAL vorgelegten Prüfberichte der zugelassenen Prüfinstitute und - basierend darauf - durch Erarbeitung von technisch-methodischen Veränderungsvorschlägen für die Prüfung der chemischen Emissionen, inklusive der Partikelemissionen. Zweitens wurde zur Beurteilung der Veränderung der Emissionen aktueller gegenüber älteren Geräte-generationen ein nicht repräsentativer Pool von table-top-Laserdruckern aufgebaut und die chemischen Emissionen wurden gemäß DE-UZ-205, Anhang S-M gemessen. Ergänzend wurde eine quantitative chemische Analyse der anorganischen Feststoffe - insbesondere der Metalle - in den emittierten Aerosolen vorgenommen die Feststoffgehalte um 2 Massen-% ergaben. Diese Ergebnisse wurden gemeinsam mit neueren wissenschaftlichen Untersuchungen zur gesundheitlichen Bewertung der Emissionen aus Laserdruckern ausgewertet, es besteht kein Handlungsbedarf hinsichtlich einer Veränderung von Prüfkriterien und Prüfwerten. Drittens wurde untersucht und bestätigt, dass mit dem Ziel eines zukünftigen Umweltzeichens das Emissionsverhalten Kunststoff verarbeitender 3D-FDM-Drucker und/oder die darin verarbeiteten Verbrauchsmaterialien (Filamente) mit dem für Laserdrucker entwickelten Mess- und Prüfschema charakterisiert und quantifiziert werden können. Untersuchungen an Stereo-lithografie (SLA)-Druckern und Vorrichtungen zur Nach-Aushärtung (Curing Units) ergaben keine nachweisbaren Partikelemissionen. Quelle: Forschungsbericht
Die Paragraphen 6 bis 8 der vorgesehenen Novelle der BBodSchV enthalten neue Vorgaben hin-sichtlich des Auf- und Einbringens von Bodenmaterial unterhalb oder außerhalb einer durchwurzelbaren Bodenschicht (zugrunde gelegter Stand des Entwurfs der Novelle der BBodSchV für dieses Projekt: 4. Referentenentwurf der Mantelverordnung vom 06.02.2017). Es soll die Möglichkeit eingeräumt werden, Bodenmaterialien mit Feststoffgehalten von regulierten Stoffen zwischen dem einfachen und doppelten Vorsorgewert einer weiteren Verwertung zuzuführen unter der Voraussetzung, dass die Eluatwerte eingehalten werden. Für die Auswirkung dieser neuen Regelungen auf die Verwertung von Bodenmaterialien bestehen bisher noch Datendefizite besonders für organische Stoffe. Durch die Umstellung des Elutionsverfahrens von einem W/F von 10 l/kg (bisherige Regelung in der LAGA M 20) auf ein W/F von 2 l/kg bestehen zusätzliche Unsicherheiten im Hinblick auf die Einstufung von Bodenmaterialien zu Verwertungszwecken. Im Rahmen des Vorhabens wurden unterschiedliche Bodenmaterialien (Baggergut, Bankettschälgut, Stadt- und Auenböden, Bergematerial) verschiedener Herkunft mit besonderem Fokus auf PAK untersucht. Von den unter die Kriterien fallenden, ausgewählten Bodenmaterialien wurden Feststoffgehalte, TOC-Gehalte sowie die Eluatwerte aus Säulenversuchen nach DIN 19528 und Schüttelversuchen nach DIN 19529 bei einem Wasser-/Feststoffverhältnis (W/F) von 2 l/kg und 10 l/kg ermittelt und gegenübergestellt. Mit den neuen und auch mit Auswertung vorhandener Daten kann hinsichtlich PAK gezeigt wer-den, dass mit Verabschiedung der neuen Regelungen sich zusätzliche Verwertungsmöglichkeiten von Bodenmaterialien außerhalb der durchwurzelbaren Bodenschicht eröffnen und deren Deponierung teilweise vermieden werden kann. Analysen zu anorganischen Schadstoffen wurden parallel miterfasst und ausgewertet. Quelle: Forschungsbericht
Ziel des Projektes war die Weiterentwicklung der Methodik für die Ermittlung der Ergebnisunsicherheit für den Vollzug der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung auf der Grundlage bereits durchgeführter Ringuntersuchungen im gesetzlich geregelten Bereich. Auf Basis der recherchierten Ringversuche für den Zeitraum von 2005 -2019 wurden verschiedene etablierte als auch neue Ansätze zur Modellierung der Vergleichpräzision und der damit verbundenen Unsicherheit angewendet bzw. entwickelt. Im Vergleich zu den Empfehlungen des Fachbeirates Bodenuntersuchungen (FBU) von 2008, die auf pauschalen prozentualen Unsicherheiten basieren, konnte durch Anwendung einer additiven Varianzfunktion eine deutlich verbesserte Modellierung der Vergleichstandardabweichung erzielt werden. Mit dem neu entwickelten Ansatz kann die analytische Unsicherheit als Teil der Ergebnisunsicherheit in Abhängigkeit des Feststoffgehaltes berechnet werden. Zudem ist es nun möglich für ausgewählte Stoffe und Stoffgruppen die Unsicherheit auf Basis einer individuellen Varianzfunktion zu berechnen. Darüber hinaus konnten auch Empfehlungen für neue Parameter abgeleitet werden. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Verminderung von AOX im Abwasser aus der Herstellung von Linters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papierfabrik Cordier durchgeführt. Bei der Erzeugung des fuer die Herstellung technischer Spezialpapiere erforderlichen Rohstoffes - Linters - gelangen durch das bei der Bleiche von Linters verwendeten Natriumhypochloritchlororganische Verbindungen ins Abwasser. Durch ein zusaetzliches Waschverfahren fuer Linters vor der Bleiche wird die Entstehung von chlororganischen Verbindungen in der Bleiche vermindert und somit AOX im Abwasser erheblich reduziert. Der aus der ersten herkoemmlichen Waschstufe dem Waescher zugefuehrte Stoff wird zunaechst auf 20 v.H. Feststoffgehalt entwaessert, anschliessend in einer 4-stufigen Gegenstromanlage gewaschen und abschliessend zwei Walzenpressen zugefuehrt, die er mit 35 v.H. Trockensubstanz verlaesst. Durch diese Massnahme soll die AOX-Fracht aus der Linters-Bleiche um mindestens 25 v.H. verringert werden.
Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Steinbeis Innovation gGmbH, Solites - Forschungsinstitut für solare und zukunftsfähige thermische Energiesysteme durchgeführt. Mit dem Verbund-Forschungsvorhaben EWS-tech der Projektpartner Solites, dem European Institute for Energy Research (EIFER), dem Institut für Angewandte Geowissenschaften (AGW) sowie der Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (MPA Karlsruhe) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sollen grundlegende Fragestellungen zur Verfüllqualität von Erdwärmesonden (EWS) gelöst werden. Hierzu wurde ein dreistufiges Vorgehen aus Labor-, Technikums- und Realmaßstabsversuchen gewählt. Im Labormaßstab wurden detaillierte Charakterisierungen von 15 Erdwärmesondenverfüllbaustoffen hinsichtlich wesentlicher chemisch-physikalischer Basisparameter (Feststoff- und Wasseranteil, Viskosität, Sedimentationsverhalten, Festigkeit etc.) und Untersuchungen zur Verfüllbaustoff- und Systemdurchlässigkeit sowie der Langlebigkeit von Erd wärmesondenverfüllbaustoffen in der Gegenwart sulfataggressiver oder saurer Grundwässer durchgeführt. Außerdem wurde durch zwei weitere Untersuchungsszenarien an vier ausgewählten Baustoffen deren Robustheit gegenüber verringerter Temperatur und gegenüber einer Änderung des Wasser/Feststoffgehalts untersucht. Aufbauend auf den Charakterisierungsversuchen im Labor wurden 36 Technikumsversuche zur Visualisierung des Verfüllvorgangs durchgeführt, die ein Verständnis des Verfüllvorgangs und der Fehlstellenbildung zum Ziel hatten. In einem oberirdischen Prüfstand mit 6 m Höhe wurde dabei der Einfluss unterschiedlicher Parameter (wie z.B. Art und W/F-Wert des Verfüllbaustoffs, Sondenart, Anmischintensität und -zeit, Verfüllgeschwindigkeit etc.) auf die Verfüllqualität untersucht. Mit den im Forschungsprojekt EWS-tech durchgeführten acht Realmaßstabsversuchen sollten die in den Labor- und Technikumsversuchen ermittelten Erkenntnisse verifiziert werden. Hierfür wurde ein Prüfstand mit zwei mehrfach nutzbaren Versuchsbohrungen erstellt, der den zerstörungsfreien Rückbau von 30 m tiefen Erdwärmesonden erlaubt und somit die Analyse des tatsächlichen Zustands der Hinterfüllung ermöglicht. Aufbauend auf der Korrelation der Ergebnisse und Erkenntnisse aus den Labor-, Technikums-, und Realmaßstabsversuchen können Labor-Prüfkriterien und baustellentaugliche Prüfkriterien für Erdwärmesondenverfüllbaustoffe sowie Handlungsempfehlungen zur qualitätsgesicherten Verfüllung von Erdwärmesonden erarbeitet werden. Diese können in behördliche Leitlinien oder Vorschriften etc. aufgenommen werden. Die ermittelten Prüfkriterien können darüber hinaus als Grundlage einer Eigen- und Fremdüberwachung der Baustoffhersteller sowie einer Baustoffzulassung dienen. Die gewonnenen Erkenntnisse zur Langzeitstabilität von Verfüllbaustoffen sollen als Grundlage für eine Bewertung des Schadenspotentials von möglicherweise gefährdeten bereits bestehenden Erdwärmesonden dienen. Zusammenfassend wird mit dem Forschungsvorhaben EWS-tech damit zu einer signifikanten Qualitätsverbesserung bei der Erstellung von Erdwärmesonden beigetragen.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von seepex GmbH durchgeführt. Eine zentrale Kenngröße für die energieeffiziente und ressourcenschonende Prozesssteuerung von Abwasserreinigungsprozessen ist der Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt). Bei Kenntnis des aktuellen TS-Gehaltes können (Teil-)Prozesse jederzeit im optimalen Betriebsbereich gefahren werden, was zu hohen Einsparungen (Energie, Ressourcen, Kosten) im Vergleich zu bestehenden, nicht an den TS-Gehalt angepassten Fahrweisen führt. Weil der TS-Gehalt leider nur im Labor verlässlich bestimmt werden kann, ist er nur unter großen zeitlichen Verzögerungen bekannt. Diese Verzögerungen machen optimale Fahrweisen häufig unmöglich. Sensoren zu einer direkten Messung des TS-Gehalts im Betrieb existieren zwar, sind aber teuer und erfahrungsgemäß wenig verlässlich. Ziel des Vorhabens ist die verlässliche Bestimmung des TS-Gehalts in Echtzeit durch den Einsatz eines Softsensors, also eines Algorithmus, der mit Hilfe eines digitalen Zwillings des jeweiligen Teilprozesses den TS-Gehalt aus leicht verfügbaren Betriebsdaten von Pumpen (wie Leistungsaufnahme oder Druckdifferenz von Saug- und Druckseite) in Echtzeit ermittelt. Dabei wird ausgenutzt, dass Messgrößen wie Leistungsaufnahmen oder Drücke in Abhängigkeit von der Fluidviskosität schwanken und IT-basiert einen quantitativen Rückschluss auf den TS-Gehalt zulassen. Weil ein solcher Softsensor mit kostengünstigen IT-Komponenten und bereits bestehenden Sensoren umgesetzt werden kann, ist er der Schlüssel für einen breiten Einsatz. Die notwendigen echtzeitfähigen digitalen Zwillinge und die echtzeitfähige IT werden zunächst im Labor entwickelt und anschließend im Rahmen des Projektes prototypisch in die reale Anwendung auf einer Kläranlage überführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emscher Genossenschaft / Lippeverband durchgeführt. Eine zentrale Kenngröße für die energieeffiziente und ressourcenschonende Prozesssteuerung von Abwasserreinigungsprozessen ist der Trockensubstanz-Gehalt (TS-Gehalt). Bei Kenntnis des aktuellen TS-Gehaltes können (Teil-)Prozesse jederzeit im optimalen Betriebsbereich gefahren werden, was zu hohen Einsparungen (Energie, Ressourcen, Kosten) im Vergleich zu bestehenden, nicht an den TS-Gehalt angepassten Fahrweisen führt. Weil der TS-Gehalt leider nur im Labor verlässlich bestimmt werden kann, ist er nur unter großen zeitlichen Verzögerungen bekannt. Diese Verzögerungen machen optimale Fahrweisen häufig unmöglich. Sensoren zu einer direkten Messung des TS-Gehalts im Betrieb existieren zwar, sind aber teuer und erfahrungsgemäß wenig verlässlich. Ziel des Vorhabens ist die verlässliche Bestimmung des TS-Gehalts in Echtzeit durch den Einsatz eines Softsensors, also eines Algorithmus, der mit Hilfe eines digitalen Zwillings des jeweiligen Teilprozesses den TS-Gehalt aus leicht verfügbaren Betriebsdaten von Pumpen (wie Leistungsaufnahme oder Druckdifferenz von Saug- und Druckseite) in Echtzeit ermittelt. Dabei wird ausgenutzt, dass Messgrößen wie Leistungsaufnahmen oder Drücke in Abhängigkeit von der Fluidviskosität schwanken und IT-basiert einen quantitativen Rückschluss auf den TS-Gehalt zulassen. Weil ein solcher Softsensor mit kostengünstigen IT-Komponenten und bereits bestehenden Sensoren umgesetzt werden kann, ist er der Schlüssel für einen breiten Einsatz. Die notwendigen echtzeitfähigen digitalen Zwillinge und die echtzeitfähige IT werden zunächst im Labor entwickelt und anschließend im Rahmen des Projektes prototypisch in die reale Anwendung auf einer Kläranlage überführt.
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| Bund | 230 |
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| Förderprogramm | 221 |
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