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Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Ziel des 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 Aufbereitungsverfahren 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 Nanofiltration wird mit weiteren Technologien wie z.B. Elektrodialyse und elektrochemischer Totaloxidation zur Zerstörung organischer Inhaltsstoffe kombiniert, um auch die aufkonzentrierten Retentate der Membranprozesse effektiv aufzuarbeiten und das Wasser bedarfsgerecht für die industriellen Prozesse zur Verfügung zu stellen. Im vorliegenden Teilvorhaben liegt der Fokus auf der Aufbereitung von Wässern der Gas- und Ölförderung. Das Projekt besteht aus 7 Arbeitspaketen, unterlegt mit drei Meilensteinen. Im Teilvorhaben werden reale Wässer der Ölförderung aus D an einer Technikumsanlage im Labor aufbereitet, diese Anlage dann an einen Standort in D umgesetzt. Die dritte Phase beinhaltet Planung und Bau einer Pilotanlage sowie deren Betrieb an diesem Standort. Die ökon. und ökologische Bewertung des Verfahrens ist Projektbestandteil.

Teilvorhaben DBI: Entwicklung, die Anpassung und Betrieb eines Membranmoduls für die CO2-Abtrennung

Das Projekt "Teilvorhaben DBI: Entwicklung, die Anpassung und Betrieb eines Membranmoduls für die CO2-Abtrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Das Gesamtziel des hier vorgeschlagenen Projektes besteht im Nachweis und Erprobung eines weitgehend klimaneutralen Verfahrens zur Herstellung von Soda (Na2CO3) und Natron (NaHCO3) betrachtet. Als Carbonatquelle dient dabei reines CO2, welches aus Abgasen oder Biogas gewonnen wird. Ziel des Teilvorhabens ist es, ein Verfahren sowie die zugehörige Anlagentechnik für die CO2-Abtrennung aus gegebenen CO2-Quellen auf der Basis von Membranen mit keramischem Trägermaterial zu entwickeln, welche es erlaubt, Kohlendioxid mit einer durch die nachfolgende Verwendung definierten Reinheit aus Gasgemischen abzutrennen. Es wird momentan von einem CO2-Abgas und Biogas als CO2-Quelle ausgegangen. Die Arbeiten erfolgen im Technikumsmaßstab. Zur Realisierung der o. g. Aufgabenstellung soll eine zweistufige Membrantrennanlage für die Membranen geplant, gebaut und betrieben werden. Die Zweistufigkeit der Membrananlage wird notwendig sein, um die für die Sodaherstellung erforderlichen Reinheit zu erreichen.

Teilprojekt 8

Das Projekt "Teilprojekt 8" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DURAVIT Sanitärporzellan Meißen 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 drei 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. Der Arbeitsplan ist unterteilt in insgesamt 7 Arbeitspakete. Beginnend mit der Prozessanalyse über die Lastenhefterarbeitung zu Mengen- und Qualitätsanforderungen, Technikums- und Feldversuchen zur Optimierung vorgesehener Pilotanlagen erfolgt dann die Implementierung dieser Anlagen in reale Klärprozesse und Bewertung der Wasserqualität. Abschließend erfolgt die Zusammenfassung der Ergebnisse und ein Ausblick auf die Verwendung.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von E.S.C.H. Engineering Service Center und Handel GmbH durchgeführt. Anwendungsziel des Projektes ist es, den Frischwasserbedarf in Textilwäschereien zu senken, indem Abwässer gezielt aufbereitet werden können. Das Entwicklungsvorhaben wird bei einer Wäscherei beispielhaft umgesetzt. Es wird mit der Übertragbarkeit der Technologie auf die gesamte Branche gerechnet. Das Aufarbeitungsproblem soll mit Hilfe zu entwickelnder keramischer Membranträger und Membranen in Mehrkanalrohrgeometrien mit erhöhtem Innendurchmesser bzw. als Entwicklungsalternative mit Rotationsscheibenfiltern jeweils mit Nanofiltrationsbeschichtung erfolgen. Parallel werden Methoden auf der Basis von AOP-Verfahren zur Behandlung der NF-Konzentrate untersucht. Begleitend wird ein Onlinetool weiterentwickelt, welches es generell Textilwäschereien ermöglicht, eine spezifischere Betrachtung ihrer Prozessketten durchführen zu können, um Wiederverwendungspotentiale von Abwässern innerhalb ihres Unternehmens identifizieren zu können.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf durchgeführt. Ziel des avisierten Projektes ist die Entwicklung von Verfahren zur integrierten Wasseraufbereitung für salz- und organikhaltige Prozesswässer. Im vorliegenden Fall werden maßgeschneiderte Konzepte für Abwässer aus der Erdöl/Erdgas- sowie der keramischen Industrie untersucht. Zentrales Aufbereitungsverfahren ist die Nanofiltration (NF) mit keramischen Membranen. Der Einsatz der NF ermöglicht u.a. auch eine Teilentsalzung und die Entfernung der wesentlichen organischen Fracht aus diesen hoch konzentrierten Abwässern. Die Reinigungsprozesse können dank der Stabilität der keramischen Membran auch bei höheren Temperaturen ablaufen. Die NF wird mit weiteren Technologien wie z.B. Elektrodialyse und elektrochemischer Totaloxidation zur weitergehenden Zerstörung. Hierdurch kann das zuvor stark verschmutzte Abwasser als Prozesswasser mit entsprechender Qualität für industriellen Prozesse wieder zur Verfügung gestellt werden. Das Projektkonsortium wird nach einer Bilanzierung und Bewertung (auf Grundlage von Abwasseranalysen) der zu behandelnden Prozessströme eine Verfahrenskette zur zielgerichteten Behandlung der Abwasserströme entwickeln. Hierzu wird aufbauend auf Voruntersuchungen, Technikums- und Pilotversuchen ein Nachweis der Effizienz der einzelnen Verfahrensketten erbracht (Kombination von z.B. Nanofiltration, Elektrodialyse und/oder elektrochemischer Totaloxidation). Hierfür ist es notwendig im Vorfeld die benötigten Membranen zu identifizieren und herzustellen. Ebenso wird prozessbegleitende Analytik aufgebaut und in den einzelnen Realisierungsstufen getestet werden.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LUM GmbH durchgeführt. Die LUM GmbH wird in enger Kooperation insbesondere mit SOPAT für die anderen Projektpartner die notwendigen messtechnischen Entwicklungs- und Testaufgaben übernehmen. Es sollen neue analytische Ansätze mit hohem Probendurchsatz und geringer Hands-on-Zeit für die Testung von Membraneigenschaften sowie die Charakterisierung und Kontrolle von Abwassertrennverfahren erarbeitet werden. Entsprechende SOP's, Auswertealgorithmen und Kenngrößen sind zu entwickeln und mittels zu definierender Modellabwässern zu validieren. Die erarbeiteten Lösungen sind zu optimieren und im Rahmen der Entwicklung von neuen Membrantypen sowie in den Technikums- wie auch Feldversuchen zur Prozesswasserbehandlung in der Erdöl/Erdgas- sowie der Keramikindustrie einzusetzen. Die Effizienz der innovativen Reinigungsverfahren ist anhand von Vergleichsuntersuchungen mit herkömmlichen Verfahren (z.B. Flockung) analytisch zu bewerten. 1 Prozessanalyse 2 Voruntersuchungen und Membranfertigung 3 Technikumsversuche 4 Feldversuche 5 Dimensionierung, Aufbau + Implement. Pilotan. 6 Betrieb Pilotanlagen 7 Verwertung.

Teilprojekt 7

Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hydro-Elektrik GmbH durchgeführt. Für die Trinkwassergewinnung aus Karstwasser werden geeignete Aufbereitungsverfahren zur Entfernung von Partikeln und Mikroorganismen identifiziert. Hierbei werden sowohl klassische als auch innovative Aufbereitungsverfahren adressiert. Bei den klassischen Aufbereitungsverfahren liegt der Fokus auf der Kombination von Flockung und Mehrschichtfiltration. Bei den innovativen Aufbereitungsverfahren werden keramische Membranen eingesetzt. Im vorliegenden Projekt werden unterschiedliche Membranen in Hinblick auf Membranmaterial, Filtrationsrichtung und Betrieb betrachtet. Zum Einsatz kommen getaucht betriebene Membranen aus Siliciumcarbid und Aluminiumoxid sowie ein spezielles Modul mit keramischen Hohlfasern aus Aluminiumoxid, das im Überdruck betrieben wird. Bei allen Membranen handelt es sich um Neuentwicklungen, die in dieser Form bisher nicht zur Trinkwasseraufbereitung eingesetzt wurden. Der ISO-Seefracht-Container wird zunächst in Deutschland betrieben. In speziellen Versuchsreihen werden insbesondere für die beiden Aufbereitungslinien mit keramischen Membranen optimale Betriebsparameter ermittelt, um dauerhaft eine hohe Permeabilität zu erreichen. Hierbei soll außerdem eine neue Betriebsweise der keramischen Membranen in Verbindung mit dem Einsatz von Ozon entwickelt und getestet werden. Während des Versuchsbetriebes ist vorgesehen, einen Wissenschaftler aus Vietnam einzubinden, der sich mit den wissenschaftlichen Hintergründen der Filtration mit keramischen Membranen und dem Aufbau der Versuchsanlage vertraut macht. Dies soll den Wissenschaftler dazu befähigen, nach Transport der Anlage nach Vietnam selbstständige Entscheidungen für den Versuchsbetrieb der Anlage zu treffen.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf durchgeführt. Ziel des IKTS im Projekt ist es, stabile hydrophobe keramische Membranen für die Membrandestillation weiter zu entwickeln und in der Behandlung hochsalzhaltiger Wässer durch Membrandestillation zu erproben. Die Benetzungseigenschaften mit den zu behandelnden Wässern sind zu untersuchen und für die Vakuummembrandestillation zu optimieren. Mit synthetischen und realen Haldenwässern wird der Membrandestillationsprozess unter Nutzung der keramischen Membranen optimiert, um die bestmögliche Wasserqualität für die nachgeschaltete Kristallisation zu erreichen. Die Prozessoptimierung und energetische Betrachtungen werden es erlauben, das Modulkonzept weiterzuentwickeln und die Wärmerückgewinnung und damit die energetische Effizienz des Verfahrens zu optimieren. Am Projektende soll das in der Praxis (im IKTS Technikum und im Feld in der Pilotanlage) bewährte Modulkonzept (Membranfläche 1 m2) die Basis für weitere Entwicklungen in Richtung technischer Module für erweiterte Demonstrationsanlagen bieten.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V. - Technisch-wissenschaftlicher Verein - Technologiezentrum Wasser (TZW) durchgeführt. Die Zielsetzung dieses Teilprojektes besteht in der Entwicklung eines standortangepassten Verfahrenskonzeptes für die Trinkwasseraufbereitung in der Region Dong Van in Vietnam und die wissenschaftlich-technische Begleitung der großtechnischen Umsetzung. Nach bisher vorliegenden Erkenntnissen liegt im aufzubereitenden Rohwasser im Wesentlichen eine partikuläre bzw. mikrobiologische Belastung vor. Im Rahmen des Vorhabens sollen klassische (Flockung und Filtration) und innovative (keramische Membranen) Aufbereitungsverfahren für die Partikelentfernung konzipiert und unter den Bedingungen vor Ort im kleintechnischen Maßstab mit einer Containeranlage untersucht werden. Es wird ein Verfahrenskonzept für eine zentrale Aufbereitungsanlage zur Bereitstellung von Trinkwasser für die Region Dong Van mit einem Volumenstrom von etwa 1.000 m3/d erarbeitet, welche durch die vietnamesischen Partner großtechnisch umgesetzt werden soll. Darüber hinaus ist vorgesehen, Bestandteile der kleintechnischen Wasseraufbereitungsanlage am Projektende für einen dauerhaften Betrieb in Dong Van bereit zu stellen, die als point of use - Anlage etwa 10 bis 20 m3/d Trinkwasser für ein geeignetes Gebäude (z.B. Schule, Gemeinde- oder Krankenhaus) liefern soll. Der Arbeitsplan besteht aus folgenden Arbeitspaketen, die gemeinsam mit dem Projektpartner Hydroelektrik bearbeitet werden: - Anlagenkonzeption und -bau (Partikelentfernung durch klassische und innovative Technik mit Design einer kleintechnischen Containeranlage) - Anlagenbetrieb in Deutschland (Erprobung standortangepasster Betriebsweisen mit der Containeranlage, capacity building) - Anlagenbetrieb in Vietnam (Umsetzung geeigneter Betriebsweisen der Containeranlage) - Verfahrenskonzept (Erfassung von Anforderungen der Zielregion, Konzeption angepasster Aufbereitungstechnologien) - Umsetzung in die Praxis (Wissenschaftliche Begleitung der großtechnischen Umsetzung, Bereitstellung einer point-of-use Anlage)

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.

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