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Verfahrenstechnische Optimierung der Schlammkonditionierung / Bau und Betrieb von Pilot- und Versuchsanlagen des Flockungsreaktors und der Elektrofiltration

Fischer + Hohner GmbH - Neugenehmigung einer Anlage zur chemischen Behandlung (Flockung) nicht gefährlicher Abfälle (Fettabscheiderinhalte)

Die Fischer + Hohner GmbH hat beim Landratsamt Augsburg die immissionsschutzrechtliche Genehmigung gemäß §§ 4, 6 BImSchG für die Errichtung und den Betrieb einer Anlage zur chemischen Behandlung durch Flockung und zeitweiligen Lagerung von Fettabscheiderinhal- ten am Standort Ziegeleistr. 13a, 86368 Gersthofen, Flur-Nr. 584/4 der Gemarkung Gersthofen beantragt. Dabei handelt es sich um eine geschlossene Anlage in einer bestehenden Halle zur Trennung der Fettabscheiderinhalte durch Zugabe von Flockungshilfsmittel in eine Wasserphase und eine Festphase, mit einer max. Behandlungskapazität von 49 t pro Tag. Die Errichtung und der Betrieb einer Anlage zur chemischen Behandlung, insbesondere zur chemischen Emulsionsspaltung, Fällung, Flockung, Neutralisation oder Oxidation, von nicht gefährlichen Abfällen mit einer Durchsatzkapazität an Einsatzstoffen von 10 t bis weniger als 50 t je Tag ist der Nr. 8.6.3 der Anlage 1 zum UVPG zuzuordnen und in Spalte 2 mit „S“ gekennzeichnet. Für das geplante Vorhaben war deshalb im Rahmen des immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahrens vom Landratsamt Augsburg eine standortbezogene Vorprüfung zur Feststellung der UVP-Pflicht entsprechend § 7 Abs. 2 UVPG durchzuführen.

WavE - PAkmem: Effektive Aufbereitung problematischer Prozess- und Abwässer mit keramischen Nanofiltrationsmembranen, Teilprojekt 3

Es sollen in Kooperation mit dem Fraunhofer IKTS hergestellte Membranen zur Aufbereitung des Abwassers am Standort Veilsdorf erprobt werden. Vorteile durch den Einsatz von keramischen Nanofiltrationsmembranen: - Einsatz keramischer Filtration zur vollständigen Abtrennung von AFS und zur Reduktion des CSB und des Gehaltes an gelösten Salzen (z.B.: Phosphat) aus den Produktionsabwässern (Kommerzieller Vorteil: Absenkung der Grenzwerte unter ein Minimum führt zur Reduktion bzw. zum Entfallen von Einleitungsgebühren/ Schonung der Umwelt) - Einsparung des Schrittes zur Flockung/ Ersatz durch Membranfiltration und damit Verminderung des Einsatzes von Chemikalien zur Abwasserbehandlung - Entwicklung von alternative Geometrien keramischer inopor®-Membranen zur Verwendung in der Querstromfiltration - Vorbereitung des Abwasserstromes zur Wiederverwendung als Kühlmedium bzw. als Speisewasser für eine Umkehrosmose Anlage und die anschließende Wiederverwertung als Wasser für Aufgaben in der Produktion im Sinne eines ZDL - Testung verschiedener Methoden zur Leistungsregeneration von keramischen Membran z.B. Rückspülung, Forward Flush, Air Scrubbing, angepasste Reinigungsmethoden im Umgebungen mit hohem Foulingpotential - Dezentrale Vorbehandlung von Abwässern direkt am Ort des Anfalls im Werk um Inhomogenität und damit einhergehende Probleme bei der gesammelten Aufarbeitung zu vermeiden. - Etablierung einer geeigneten Analytik zur Nachverfolgung der wichtigen Parameter und Steuerung der Filtrationsprozesse - Durchführungvon Technikurnsversuchen, Feldversuchen und letztlich Aufbau einer Pilotanlage zur Abwasserbehandlung am Standort Veilsdorf in Zusammenarbeit mit dem IKTS Hermsdorf/Schmalkalden und der Fa. Junghans. Die im Rahmen des Projektes optimierten und erfolgreich getesteten Membranen werden bei Rauschert in die Fertigung überführt und unter der Marke inopor® verfügbar sein.

Belastung von Trinkwassertalsperren durch gelösten organischen Kohlenstoff (TALKO)^Teilprojekt C, Teilprojekt B

Neben der Ermittlung der Quellen des DOC-Anstiegs in den Talsperrenwässern ist die Prognose der Auswirkungen eines weiteren Anstiegs der DOC-Konzentration bzw. geeigneter Maßnahmen zur Begrenzung des Anstiegs auf die Trinkwasseraufbereitung in den Talsperrenwasserwerken von entscheidender Bedeutung. Im Teilprojekt des TZW (Teilprojekt 4) werden die Voraussetzungen geschaffen, die Leistungsfähigkeit vorhandener Aufbereitungsanlagen zu ermitteln und die Möglichkeiten der Optimierung sowie im Bedarfsfall der Aufbereitungstechnologie aufzuzeigen und den dafür erforderlichen Aufwand zu bewerten. Hieraus ergeben sich für die Wasserversorgungsunternehmen konkrete Handlungsoptionen und Spielräume. Im Rahmen des Vorhabens soll mit Hilfe von Laborversuchen der Einfluss der DOC-Konzentration und Zusammensetzung auf die zur Sicherung des Betriebes klassischer Flockungs- und Flockenfiltrationsanlagen sowie das Fouling-Verhalten von UF-Membranen untersucht und daraus wesentliche Aussagen zum erforderlichen Flockungsmitteleinsatz abgeleitet werden. Zudem sind kleintechnische Versuche vorgesehen, um den Einfluss des Filteraufbaus und der Filtergeschwindigkeit auf die Filterlaufzeit und den Einfluss der Konfiguration von UF-Anlagen auf die Leistungsfähigkeit bei erhöhtem Flockungsmitteleinsatz zu ermitteln.

Anlage_07_monetaere_Bewertungsmatrix.pdf

Seitenstruktur Saale, Vorplanung zur Sicherung / Minderung /Beseitigung Altsedimentdepot Mühlgraben Halle Anlage 7.7 Mühlgraben Halle/Saale: Vorplanung zur Sicherung / Minderung / Beseitigung Altsedimentdepot. Ableitung einer Vorzugsvariante: Punktevergabe aus nichtmonetären und monetären Kriterien Variante V1 Lösen und Heben mittels Schwimmgreifer Baggerguaufbereitung mittels Vorentwässerung, Siebung, Klassierung, Eindicken/ Nachentwässerung; Entsorgung Kriterien für die Bewertung Gewichtung in % Pkt. Gew. Pkt. V2.1 Lösen und Heben mittels Saugbagger Baggerguaufbereitung mittels Vorentwässerung, Siebung, Klassierung, Eindicken/ Nachentwässerung; Entsorgung Pkt. Gew. Pkt. V2.2 Lösen und Heben mittels Airlift- Verfahren Baggerguaufbereitung mittels Vorentwässerung, Siebung, Klassierung, Eindicken/ Nachentwässerung; Entsorgung V3 in-situ capping Pkt.Gew. Pkt.Pkt.Gew. Pkt. Nicht monetäre Bewertung (mögliche Punktzahl bei der nichtmonetären Bewertung von +2 über 0 bis -2) Umweltschutz30,0%20,60020,60020,600-2-0,600 Umsetzbarkeit5,0%10,05010,05010,05010,050 Zeitaufwand der Maßnahmen5,0%00,000-1-0,050-2-0,100-1-0,050 Sekundäre Einflüsse10,0%00,00000,00010,100-2-0,200 -0,500-1-0,50010,500 Monetäre Bewertung (mögliche Punktzahl bei der monetären Bewertung von +2 über 0 bis -2) Kosten50% Punktzahl gewichtet100% -1 -0,500 0,150 -1 0,100 0,150 -0,300 *Punkteverteilung zu Kosten Je 0,5 Mio Euro Unterschied 1 Bewertungspunkt +/- Kosten* Punkte Punktzahl 2 1 0 -1 -2 Projekt-Nr.: DE0114.000514.0120 Kosten <1,5 Mio. € 1,5-2,0 Mio € 1,2,0-2,5 Mio € 2,5-3,0 Mio € >3 Mio€ V1 V2.1 V2.2 V3 2,5 2,9 2,7 1,6 -1,0 -1,0 -1,0 1,0 *in Mio € = arithmetisches Mittel aus best case und worst case Datum: 18.12.2014 Seite: 1 von 1 Seitenstruktur Saale, Vorplanung zur Sicherung / Minderung /Beseitigung Altsedimentdepot Mühlgraben Halle Anlage 7.1 Mühlgraben Halle/Saale: Vorplanung zur Sicherung / Minderung / Beseitigung Altsedimentdepot. Ableitung einer Vorzugsvariante: Monetäre Bewertungsmatrix Variante V1 V1 Variante Kgr Schwimmgreifbagger Leistungsbeschreibung Teil A: On-site Sedimentbehandlung (Lösen, Heben, Vorentwässern, Umladen) Die Variante V1 beinhaltet die vollständige Räumung (100 %) des ermittelten Altsedimentdepots mittels Schwimmgreifbagger. Das geförderte Nassbaggergut wird on-site mittels Schwerkraftentwässerung in Schwimmschuten vorentwässert und zu einer Übergabestation transportiert. Dort erfolgt die Umladung des Baggerguts auf LKW zum Weitertransport zur off-site Aufbereitung des vorentwässerten Baggerguts. Die Arbeiten an, auf und über offenem Wasser erfolgen unter Einhaltung der entsprechenden Arbeitsschutz- und Sicherheitsanforderungen. Berechnungsgrundlagen Gesamtkubatur Altsedimentdepot (Sediment in-situ) Gesamtmasse Sediment in-situ (TS plus Wasser) Förderleistung (TS und Wasser) Zweischalengreifer 0,5 m³ TS im Förderstrom Förderleistung (TS und Wasser) Förderleistung TS bei TS 80 Gew. % 200 210 Einheit m³ t m³/h Gew % t/h t/h Quelle 12.853 Arcadis 2014, Detailerkundung 16.452 Berechnet 12,5 Firmenangaben 80 Literaturwert 16 Literaturwert 12,8 Berechnet Ø Lagerungsdichte Sediment in-situ (bei TS 40 Gew. %) t/m³ 1,28 Arcadis 2014, Detailerkundung Hinweis: Die folgenden Leistungspositionen werden in Anlehnung an DIN 276 entsprechenden Kostengruppen zugeordnet. Die Mengen werden auf Basis der o.g. Berechnungsgrundlagen und in den Einzelpositionen explizit benannten Annahmen berechnet. Die Kostenschätzungen beruhen allein auf Erfahrungswerten (Preisstand 2014). Einheit Menge EP [EUR] GP [EUR] EP [EUR] GP [EUR] best case worst case Herrichten und Erschliessen (Summe Kgr. 210) 739.300 885.559 Herrichten (211-219) 739.300 885.559 211 Sicherungsmaßnahmen 17.925 22.480 Vorbereitend zur Sedimententnahme ist die Geländeoberfläche zum Gewässerzugang an 3 Stellen herzurichten und zu sichern. Baufeldfreimachung Wasserzugang räumen (Bewuchs, Hindernisse etc.) an 2 Stellen Abtrag unbelasteter Oberboden, Oberflächenabdichtung, Aufsetzen in Mieten für Wasserzufahrt an 2 Stellen (Summe L=170 m, B=5 m, T=0,2 m) Herrichten Wasserzufahrt (Baustraße) Baustraßen mit Schotter auf Geotextil an 2 Stellen herstellen, unterhalten, zurückbauen; Summe L=170 m, B=5 m 213 Behandlung Altsedimentdepot Baustelleneinrichtung für Sedimentbehandlung Liefern, Vorhalten, Betreiben, Räumen inkl. Arbeits- und Emissionsschutzmaßnahmen (z.B. S-W-Anlage; Übergabestation für Nassbaggergut, Waschplatz für Arbeitsgeräte, Werkzeuge und Fahrzeuge; Reinigung von Straßen) Sedimente Lösen und Heben Sediment Förderung: lösen,heben und laden in Schute (100% der Gesamtkubatur) bei Förderleistung TS von 12 t/h; Betriebskosten inkl. 2 Pers. Personal Aufbereitung des Nassbaggerguts (on-site) Vor-Entwässerung inkl. Bereitstellung Schute inkl. Verbrauch Geotextilmaterial inkl. Aufschlag von 20 % Wasser aus Lösen/Heben Umladen des vorentwässerten Baggerguts (max. 60 % TS) von Schute auf LKW, inkl. Transport zur off-site Aufbereitung 700 m² m³1.100 1700,3 3,5330 5950,5 4550 680 m²8502017.0002521.250 721.375 863.079 m³12.85310128.53012154.236 h1.285180231.354200257.060 m³15.42415231.35420308.472 m³10.2822,525.706330.847 Kampfmittelsondierung Aushubbegleitung zur Kampfmittelsuche durch Feuerwerker, befähigte Person; Tag Tagessatz ca. 650,- bis 700,- €/d. Baunebenkosten (Summe Kgr. 710, 720, 730, 740)161650104.431700112.464 Anrechenbare Kosten (Kgr. 200 - 500) 710 Bauherrenaufgaben (711 - 719) 712 Projektsteuerung Projektsteuerung (1 % der anrechenbaren Kosten) 131.300 739.000886.000 159.200 7.0009.000 psch17.0007.000 99.3009.0009.000 118.200 Ausführungsplanung QS-Plänepsch psch1 110.000 5.00010.000 5.00012.000 7.00012.000 7.000 Baubegleitende Beprobung und Laboranalytik von Wasser und Sedimentpsch115.00015.00018.00018.000 psch Tag Jahr1 24 0,55.000 700 95.0007.000 800 110.000psch120.000psch15.0005.000 16.800 47.500 25.000 20.000 20.000 5.000 5.0007.000 19.200 55.000 32.000 25.000 25.000 7.000 7.000 730 Ingenieurleistungen (730 - 739) 739 Architekten- und Ingenieurleistungen, Sonstiges AS-Plan, SiGe-Plan SiGe-Koordination (2 x Monat) Bauüberwachung (1 Techniker, 0,5 Jahr) 740 Gutachten und Beratung (741 - 749) 744 Vermessung Vermessungstechnische Leistungen: "pre/post-dredge" Lotung 749 Gutachten, sonstiges Immissionsschutz, Lärm und Schadstoffe Teil A Summe Kgr 200 - 700 Projekt-Nr.: DE0114.000514.0120 Datum: 18.12.2014 871.000 25.000 7.000 1.045.000 Seite: 1 von 3 Seitenstruktur Saale, Vorplanung zur Sicherung / Minderung /Beseitigung Altsedimentdepot Mühlgraben Halle V1 Variante Kgr Anlage 7.1 Schwimmgreifbagger Leistungsbeschreibung Teil B: Off-site Baggergut-Aufbereitung Die off-site Baggergut-Aufbereitung beinhaltet die Prozessschritte Siebung (Entfernung von Grob- und Störstoffen), Klassierung (Trennung Grob-Feinkorn), Eindickung/Nachentwässerung (Flockung, Siebbandpresse) mittels einer mobilen Aufbereitungsanlage. Dazu wird eine in rel. Nähe verfügbare Fläche als Anlagenstandort und Zwischenlager vorbereitet, unterhalten und zurückgebaut. Eine Dekontamination des Baggergutfeinkorns im Sinne einer Eleminierung anorganischer Schadstoffe wird in Anbetracht fehlender Verwertungsmöglichkeiten nicht durchgeführt. Stattdessen erfolgt eine konventionelle Deponierung gemäß DKI-III. Berechnungsgrundlagen Zu behandeldes BaggergutvolumenEinheit m³Quelle 10.282 Arcadis 2014, Detailerkundung Baggergutmenge (TS plus Wasser) Aufbereitungsflächet m²16.452 2.500 Zwischenlagerm²5.000 Bereitstellungsflächen (Baustraßen, Parkplätze, Materiallager, Bürocontainer etc.) Ø Lagerungsdichte Baggergut vorentwässertm²2.500 t/m³ Einheit1,60 Menge EP [EUR] best case Herrichten und Erschliessen (Summe Kgr 210, 220) 200 210 Herrichten (211-219) GP [EUR] EP [EUR] best case worst case 51.750 GP [EUR] worst case 68.750 51.750 68.750 Es ist davon auszugehen, dass aufgrund der Vornutzung keine Infrastruktur zurückgebaut/entfernt werden muss, jedoch die Flächen planiert/profiliert, abgedichtet, befestigt, unterhalten und rückgebaut werden. 214 Herrichten der Geländeoberfläche Herrichten Geländeoberfläche Baufeld räumen, einschl. Wurzelstöcke roden Oberboden abschieben, laden und zwischenlagern 219 Herrichten Sonstiges Baustraßen Baustraßen mit Schotter auf Geotextil herstellen, unterhalten, zurückbauen; L=250 m, B=5 m 220 Öffentliche Erschließung (221-229) Anschluss, Installation, Wartung für Strom, Wasser, Abwasser Außenanlagen (Summe Kgr. 510, 530, 590) 500 21.750 m² m²10.000 7.5000,3 2,53.000 18.750 25.0000,5 35.000 22.500 31.250 m²1.2502025.0002531.250 15.0005.000 5.000 1.143.29010.00010.000 10.000 1.481.078 psch Geländeflächen (511-519) Geländebearbeitung: Herstellung der Flächen für Aufbereitung und 511 Zwischenlager Aufbereitungsfläche Fläche für Baggergut-Aufbereitung einrichten, Umwallung aus abgeschobenem m² Material, Sauberkeitsschicht (ca. 10 cm), Abdichtung 2 mm starke HDPE-Folie inkl. Verschweißen, Schutz-/Tragschicht (ca. 50 cm), Abdecken der Mieten mit Planen. Zwischenlager Zwischenlager für Baggergut einrichten, Umwallung aus abgeschobenem Material, Sauberkeitsschicht (ca. 10 cm), Abdichtung 2 mm starke HDPE-Folie m² inkl. Verschweißen, Schutzschicht (ca. 10 cm), Abdecken der Mieten mit Planen. 512 Vegetationstechn. Bodenbearbeitung Rückbau Zwischenlager und Aufbereitungsfläche: Vegetationstechnische m² Maßnahmen für Gehölzflächen (Bodenplanum); auf 10 % der Gesamtfläche 510 540 m² 143.525178.750 125.000152.500 2.5002050.0002562.500 5.0001575.0001890.000 7500,30225 2250,4300 300 7502,001.500 1.5003,02.250 2.250 514 Pflanzen Rückbau Zwischenlager und Aufbereitungsfläche: Pflanzenlieferung und - arbeiten (Sträucher, Hochstämme); auf 10 % der Gesamtfläche 515 Rasen Rückbau Zwischenlager und Aufbereitungs-/Bereitstellungsfläche: Ansaat Flächen mit geringer Neigung; auf 90 % der Gesamtfläche 519 Geländeflächen, Sonstiges Rückbau Zwischenlager und Aufbereitungs-/Bereitstellungsfläche: Fertigstellungspflege 1 Jahr (Bäume, Gehölze, Rasen); auf 100 % der Gesamtfläche Rückbau Zwischenlager und Aufbereitungs-/Bereitstellungsfläche: Entwicklungspflege 2 Jahre (Bäume, Gehölze, Rasen); auf 100 % der Gesamtfläche 530 Baukonstruktionen in Außenanlagen (531 - 539) 531 Einfriedungen Einzäunung einschl. Tore 537 Kanal- und Schachtbauanlagen Entwässerungsmulden entlang der Zufahrtsstraßen und Wartungswege herstellen, z. T. befestigt, inkl. Material 27.500 1.800 m² 9.000 0,20 1.800 2.700 0,3 15.000 2.700 21.000 m²10.0000,505.0000,88.000 m²10.0001,0010.0001,313.000 25.000 28.750 m2504010.0004511.250 m2506015.0007017.500 Technische Anlagen in Außenanlagen (541 - 549) Anlagen zur Baggergut-Aufbereitung 910.050 1.189.743 Fraktionierung durch Siebung (Stör-/Grobstoffe, Steine, Kiese, Grobsand)m³10.28210102.82415154.236 Klassierung zur Trennung von Grob-Feinkorn abzgl. 10 % aus Fraktionierungm³9.25420185.08325231.354 m³4.6271569.4061883.287 Eindickung/Nachentwässerung, inkl. Verbrauch von Flockungsmittel, abzgl. 50% aus Klassierung Off-site Entsorgung inkl. Transport & Nachweisführung Projekt-Nr.: DE0114.000514.0120 Datum: 18.12.2014 Seite: 2 von 3

Elimination von Arzneimitteln und organischen Mikroschadstoffen: Entwicklung von Konzeptionen und innovativen kostengünstigen Reinigungsverfahren - Elimination von Arzneimitteln und organischen Spurenstoffen des MUNLV - Einzelprojekt 5: Untersuchungs- und Forschungsvorhaben Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen insbesondere kommunaler Flockungsfiltrationsanlagen durch den Einsatz von Aktivkohle

MIKROFLOCK - Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen insbesondere kommunaler Flockungsfiltrationsanlagen durch den Einsatz von Aktivkohle. Durch die Zugabe von Aktivkohle bei der Abwasserreinigung können Spurenstoffe in zum Teil erheblichem Umfang aus der gelösten Phase eliminiert werden. Der inerte CSB im Ablauf der Kläranlage kann hierüber deutlich reduziert werden. Die auf einer Vielzahl insbesondere großer Kläranlagen in NRW verfügbaren Filtrationsanlagen bieten sich für einen solchen Einsatz an: die baulichen Strukturen bestehen bereits, die Filter werden mit weitgehend partikelfreiem Abwasser beaufschlagt und durch die Filtration wird ein Austrag von beladener Aktivkohle in das Gewässer sicher vermieden. In dem Vorhaben sollen verschiedene Verfahrensansätze auf ihre technische, betriebliche und wirtschaftliche Umsetzbarkeit untersucht und an Filteranlagen in NRW im technischen Maßstab erprobt werden. Auf der KA Buchenhofen wird die Zugabe von pulverisierter Aktivkohle in den Überstau einer Filterkammer und auf der KA Düren-Merken der Austausch eines gesamten Filterbettes gegen granulierte Kornkohle untersucht. Die Zugabe von Pulveraktivkohle in den Ablauf der Nachklärung mit einer separaten technischen Kohleabscheidung vor der Filteranlage und nachfolgender Sicherheitsfiltration wird zunächst in Versuchsanlagen erprobt, eine Untersuchung im technischen Maßstab ist als Option für ein Folgevorhaben aufgenommen. Den Untersuchungen ist eine Laborphase zur Auswahl geeigneter Aktivkohlen vorgeschaltet. Konstruktive Fragestellungen werden durch zwei beteiligte Ingenieurbüros abgedeckt. Die Ergebnisse werden in einem praxisorientierten Bericht zusammengeführt. Dieser wird auch eine Bewertung zum Einsatz der Technologie auf weiteren Filteranlagen in NRW enthalten.

Erhöhung des elektrischen Eigenversorgungsrades von Kläranlagen durch optimierte Faulgasproduktion - Teilprojekt 1: Entwicklung von Anlage und Verfahren zur kombinierten Flockung und Eindickung

Das Projekt zielt auf die Verbesserung der Energiebilanz auf kommunalen Kläranlagen ab. Durch optimierte Faulgasproduktion soll der Eigenstromversorgungsgrad um mindestens 10 Prozent erhöht werden. Hierzu soll ein kombiniertes Verfahren aus Homogenisierung und Eindickung von Faulschlamm zum Tragen kommen. In einer Kooperation zwischen HST Maschinenbau GmbH und CUTEC sollen verschiedene Anlagenkomponenten entwickelt, optimiert und in eine vorhandene Container-Pilotanlage eingebaut werden. Ein Pilotversuch auf einer Kläranlage soll anhand von praxisnahen Versuchen im technischen Maßstab aufzeigen, dass mit den entwickelten Anlagenkomponenten eine wartungsarme und vollautomatisierte Betriebsweise möglich ist. Gleichzeitig sollen belastbare Kosten- und Energiebilanzen für einen Praxisbetrieb ermittelt werden. Der lnnovatlve Kern des Projektes besteht seitens HST aus konstruktiven maschinentechnischen Änderungen sowie der Entwicklung einer neuen Material-Kombination für eine verschleißarme Homogenisierung. Auf Seiten der CUTEC soll ein neuer Apparat mit einer kombinierten Flockung und Eindickung entwickelt werden, um die Investkosten der Eindickung zu reduzieren.

Energiesysteme der Zukunft, (Impulsprogramm Nachhaltig Wirtschaften) - Entwicklung von Rührwerksystemen mit optimalem Mischverhalten in Biogasanlagen und verringertem Energiebedarf mittels numerischer Strömungs-Simulation (CFD)

Ziel dieses Projektes ist es das Mischverhalten sowie die Performance von Rührsystemen in Biogasanlagen zu erfassen, und mittels CFD-Simulation mathematisch darzustellen. Von diesen Computer-Simulationen kann das aktuelle Mischverhalten abgelesen werden. Daraus können Rückschlüsse auf optimale Reaktorgeometrien und Positionierung von Rühr systemen, optimale Rührwerkskombinationen sowie minimierter Energieeinsatz abgeleitet werden. Prinzipiell sollen mindestens 2 Biogasanlagen mit unterschiedlichen Rührwerksystemen er-fasst werden. Die rheologische Beschreibung der Fermenterinhalte (Gärgut) wird basierend auf bestehen-den Daten verfeinert und präzisiert. In Abhängigkeit von Korngrößenverteilungen (Halmlän-gen etc.) sowie eingesetzten Substraten wird die Viskosität sowie das rheologische Verhal-ten experimentell erfasst. Durch die Datenaufnahme bei bestehenden Biogasanlagen (Reaktor- und Rührwerksgeo metrien) kann in einem ersten Schritt das aktuelle Mischverhalten dargestellt werden. Da-durch können Hinweise auf die Optimierung der in diesem Projekt beteiligten Biogas anlagen hinsichtlich Mischgüte und Energieeinsatz abgeleitet werden. Die CFD-Modelle werden durch ein Validierungsverfahren überprüft. Durch punktuelle Zuga-be von Bacillus globigii werden Rührkessel-Response-Kurven aufgenommen. Das Grundmodell der CFD-Simulation wird dann soweit modifiziert damit Aussagen über folgende Fragestellungen getroffen werden können: Optimierung Mischverhalten bei bestehenden Anlagen Optimierung Rührwerkgeometrie im Fermenter Minimierung Energieeinsatz bei bestehenden Rührsystemen Optimales Rührsystem bei landw. Biogasanlagen Endprodukte: Für bestehende Konzepte/Betreiber Leitfaden zum optimalen Misch-Algorithmus Hinweise auf Totzonen Minimierter Energieeinsatz bei optimaler Erreichung des Mischzieles Für Neu-Konzepte / Konstrukteure Einsatzgrenzen von Rührwerk-Systemen (Langsam-, Schnellläufer; Propeller-, Paddelrühr-werke, Mischung aus diesen Gruppen) Beste Anordnung im Fermenter Minimierter Energieeinsatz

Prüfung und Optimierung von ionischen Flockungshilfsmitteln auf Stärkebasis in technischen Prozessen unter Einbeziehung eines online-Sensors zur Flockungsanalyse - 2. Phase, Teilvorhaben 2

Gesamtziel des Vorhabens ist die Erstellung und Erprobung eines ganzheitlichen Flockungssystems, bestehend aus anionischen und kationischen Flockungshilfsmitteln auf Stärkebasis und einer Flockungsapparatur mit einem neuartigen Flockungssensor. Dieses Flockungssystem soll bei der Fest-/Flüssigtrennung von Hafenschlick auf der Hamburger Großanlage METHA III eingesetzt werden, um Stärkederivaten neue, ökonomische und ökologisch sinnvolle Einsatzgebiete zu erschließen. CUTEC: Neubau von drei Durchflussmessstellen, Optimierung und Anpassung der Stoffsysteme an den Flockungsreaktor, Konstruktion zweier Flockungsreaktoren (Pilotmaßstab), Umbau einer Container-Pilotanlage für Eindickung und Entwässerung, Entwicklung von Regelstrategien zur Minimierung des Flockungsmittelverbrauches, Erprobung der Pilotanlage auf METHA III. Institut TMC: Polymeranalytische Untersuchungen an Stärken und synthetischen FHM, experimentelle Stärkevernetzungen, Flockungsversuche. Erweist sich das zu entwickelnde Flockungssystem auf Basis von Stärke als wirtschaftlich konkurrenzfähig, wird es auf der Anlage METHA III zur Anwendung kommen. Des Weiteren sind Publikationen in Fachzeitschriften sowie auf Symposien vorgesehen.

Partikelladungsmessung bei der Steuerung bestehender Flockungssysteme zur Senkung von Wasser- und Chemikalienverbräuchen und Kreislaufführung der Prozesswässer in keramischen Produktionsbetrieben

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Anlass des Vorhabens war die in allen Branchen der Keramikindustrie häufig beanstandete Unzulänglichkeit der Steuerung bestehender Flockungsanlagen zur Reinigung von Prozesswässern mit Trübungs- oder Dichtemessgeräten, die zwar die gesetzlich geforderte Feststoffmenge im gereinigten Wasser gewährleisten, jedoch nicht das Flockungsmitteloptimum darstellen. Die Folge sind Überflockungsereignisse, die die Wasserqualität beeinträchtigen, obwohl die rechtlich vorgegebenen Grenzwerte beim Einleiten des Wassers eingehalten werden. Überflüssige Flockungsmittel führen bei Kreislaufführung des Prozesswassers zudem zu nicht akzeptablen Prozessunsicherheiten, sodass die Wiederverwendungsraten nicht über die rechtlich vorgegebenen Rahmen hinaus erfolgen. Die Messung der Oberflächenladung der Partikel im Prozesswasser ist zur Vermeidung solcher Überflockung als sehr gut geeignete Alternative zur Trübungsmessung bereits nachgewiesen worden. Im Vorhaben sollte dieses Messverfahren auf der Grundlage bestehender Messsysteme der Firma Mütek für die keramikspezifischen Prozesswässer erprobt und die Online-Fähigkeit geprüft werden, um durch eine erhöhte Wiederverwendungsrate und geringere Verschmutzung des eingeleiteten Wassers die Umwelt zu entlasten. Fazit: Mit der Ladungsmessung und Beobachtung der Flockungsqualität können komplexe Ereignisse in der betrieblichen Wasserreinigung interpretiert werden. Bei schlechter Flockungsqualität kann die Korrektur durch Anpassung der Dosiermenge unmittelbar und sehr genau erfolgen. Die automatische Online-Messung und Steuerung der Dosiermenge verlief bei Interbau völlig problemlos. Durch Flockungsmitteldosierung mit Hilfe der Ladungsmessung konnten in der Versuchsphase bereits etwa 30 % des Flockungsmittelverbrauchs eingespart werden. Nach weiterer Optimierung der Steuerung ist eine Absenkung dieses Verbrauchs auf insgesamt 50 bis 70 % möglich. Eine Etablierung des Verfahrens in keramischen Prozesswässern ist nach den bisherigen Ergebnissen praktikabel und aussichtsreich.

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