Das Projekt "Verbesserung der Qualitaet von Biogas mit dem Ziel der Erhoehung seines Heizwertes auf Heizgasstandard" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landeshauptstadt Stuttgart, Tiefbauamt durchgeführt. Objective: To construct a plant for the purification of biogas produced in a sewage treatment plant and to upgrade its calorific value. A projected 10 000 m3 of biogas will be processed daily. General Information: The biogas, which contains a high percentage of CO2, has a calorific value of 7.45 Kwh/m3. In addition, for final use H2S should be eliminated from the biogas. In order to reach the prescribed calorific value of 11.2 Kwh/m3 it may be necessary to add some hydrocarbons such as propane. The CO2 and H2S are removed in a regenerative alcanolamin process (MEA) for which the required steam of the MEA-lye is obtained from the sludge incineration plant. The condensate is conveyed back to the boiler on the sludge incineration plant. For purification the sewage gas has to go through the following process: - removal of CO2 and H2S by means of regenerative alcanolamine scrubbing; - drying, compression and absorption on activated aluminium oxide; - analysis of the CO2 content and dew point of the purified gas; - odorization with a pungent substance added by metering pump; - conditioning of the purified gas with LPG, to comply with the prescribed calorific value for fuel gas. Achievements: Experimental operation of the plant carried out from 5/9 to 11/9/1985 with the agreement of the Public Works Department and the City Gas Company was successfully completed. During this period approx. 40000 m3 purified sewage gas of natural gas quality were fed into the city's mains gas supply. The plant was thus deemed to be accepted and was transferred to the authority of the Public Works Department on 12/9/1985. Output Data of the plant were the following: Crude gas approx. 606 Nm3/h CO2 approx. 36 - 38 per cent vol. H2S approx. 270 - 320 mg/Nm3 N2 + 02 approx. 0.6 - 1.8 per cent vol. t approx. 20 deg. C. Purified gas max. 369 Nm3/h min. 128 Nm3/h. From commissioning in September 1985 until the end of 1988 3.8 million m3 of purified gas have been produced. This is equivalent to 3.7 million litres or 3.2 million kg of heating oil. The guaranteed performance of the plant is exceeded and the consumption of operating materials falls below the stated values. Despite increased output the guaranteed composition of purified gas is below the required levels. Operating costs of the main sewage plant are slightly reduced by sewage gas processing.
Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Übergeordnetes Ziel von PLASTRAT ist die Entwicklung unterschiedlicher Lösungsstrategien aus den Bereichen Technik, Green Economy und sozial-ökologischer Forschung, die zur Minderung von Plastikeinträgen in das limnische Milieu urbaner Siedlungsräume beitragen. Ziel aller Ansätze von PLASTRAT ist dabei die Ableitung von Bewertungsparametern zur Kategorisierung umweltfreundlicher Kunststoffspezies und definierter Maßnahmen zur Risikominimierung von Plastikrückständen in limnischen Systemen. Ein Schwerpunkt bildet die Analyse und Bewertung der Degradationsstufen verschiedener Kunststoffarten sowie Leaching, Adsorption und Desorption in Langzeittests in verschiedenen Abwasserbehandlungsstufen und die stoffliche Dynamik. Dies schließt ferner die Analyse der Wirkungen von unterschiedlichen Plastikspezies (in unterschiedlichen Degradationsstufen) und deren Additive auf wasserlebende Organismen limnischer Systeme und die Einschätzung des toxischen Potentials von Mikroplastik ein. Arbeitspaket 2 befasst sich mit der Degradation von Kunststoffen und dessen Auswirkungen auf das Umweltverhalten. Dazu werden verschiedene Kunststoffarten vor und nach einer künstlichen Bewitterung mittels FT-IR, Pyr-GC-MS und DSC-TGA-IR charakterisiert und physikalische und chemische Veränderungen der Polymermatrix untersucht. Die Ergebnisse werden mit der Bewitterungszeit korreliert und ein Modell zur Bestimmung des Alters/Degradationsgrades von Kunststoffen entwickelt. Mit Hilfe von Leaching-Experimenten wird das Freisetzungsverhalten von potentiellen Schadstoffen aus den Kunststoffen in die aquatische Umwelt systematisch untersucht. Durch modernste Analysetechniken wird nach bisher unbekannten Schadstoffen gesucht (non-target) und deren Struktur aufgeklärt. Bei der anschließenden Ableitung von Parametern zur Beschreibung der Migrationsprozesse werden sowohl die chemische Beschaffenheit der Polymermatrix als auch der Grad der Degradation berücksichtigt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Inhaltlich ist TransRisk in die drei wissenschaftliche Arbeitspakete Risikocharakterisierung, Risikomanagement und Risikokommunikation unterteilt. Das Arbeitspaket Risikocharakterisierung setzt sich aus einem multidisziplinären Projektteam von Umweltchemikern, Mikrobiologen sowie Öko- und Humantoxikologen zusammen. Ziel ist es die Belastung des Wassers mit anthropogenen Spurenstoffen und Krankheitserregern zu erfassen und zu bewerten. Das Risiko von chemischen und mikrobiologischen Belastungen für Mensch um Umwelt wird in der Modellregion Donauried bei Ulm untersucht, wobei die Zu- und Abläufe von Kläranlagen, Oberflächen- sowie Grundwässer und Trinkwässer analysiert werden. Im Arbeitspaket Risikomanagement stehen neue Reinigungsverfahren und Verfahrenskombinationen zur Entfernung ökotoxikologisch relevanter Spurenstoffe im Vordergrund. Wichtig ist, dass die prozessbedingte Bildung von Transformationsprodukten vermieden bzw. minimiert wird. Die technischen Ansätze beinhalten Kombinationen mit Biofiltern, Aktivkohlefiltern und der Membranbioreaktor-Technologie. Darüber hinaus sollen Verfahrensparameter, wie z.B. Ozonkonzentration und Rücklaufverhältnis, unter prozesstechnischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten optimiert werden. Ein weiterer Ansatz ist die Entwicklung eines kostengünstigen biologischen Verfahrens zur Entfernung von Spurenstoffen mittels Eisenbakterien, dass in bestehende Kläranlagen integriert werden soll. Im Arbeitspaket Risikokommunikation liegt der Schwerpunkt auf der zielgruppengerechten Kommunikation der ermittelten Risiken. Das Wissen über anthropogene Spurenstoffe und die davon ausgehenden Risiken sollen hierzu in einer zielgruppenspezifischen Sprache übermittelt werden. So werden projektbegleitend Bildungskonzepte erarbeitet, die der Aus- und Weiterbildung von Akteuren im technischen Umweltschutz dienen. Eine weitere Ebene betrifft die Lehrenden in der Berufs- und Allgemeinbildung. Dazu ist geplant, Lehr- und Lernmaterial zu erstellen, um die Thematik bereits in die Ausbildung zu integrieren. Die Fachwelt, aber auch die Bürger sollen derart aufgeklärt werden und für die Thematik sensibilisiert werden, dass sie durch einen bewussten Umgang mit diesen Stoffen deren Eintrag vermindern bzw. sogar ganz vermeiden. Im Verbundprojekt stehen die Projektpartner in regelmäßigem Austausch mit Vertretern der lokalen Behörden, der Kläranlagenbetreiber sowie Experten aus der Wasserwirtschaft. Innerhalb dieser sog. Stakeholder-Gruppe werden potenzielle Maßnahmen zur Risikominimierung diskutiert und mit den Betroffenen sowie den Entscheidungsträgern der Region Donauried priorisiert.
Das Projekt "Mitverbrennung von Brennstoff (BRAM) aus Muell in einer Versuchsstaubfeuerung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Energietechnik durchgeführt. Rohbraunkohle wurde teilweise durch Reststoff BRAM (aus Muell) bis zu einem kalorischen Anteil von 10 Prozent substituiert und das Verbrennungs- und Emissionsverhalten untersucht.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG durchgeführt. Bisherige Konzepte zur Bestimmung des Phosphatgehalts in Gewässern oder Abwässern nutzen eine standardisierte kolorimetrische bzw. nasschemische Methode. Unter Zugabe von Molybdat (meist Ammoniummolybdat) und anschließender Umsetzung des hierbei gebildeten Phosphomolybdatkomplexes bildet sich durch starke Reduktionsmittel wie Ascorbinsäure oder Hydrazin eine blaue Lösung (810 nm, 'Molybdänblau'), deren Farbintensität sich je nach Konzentration des vorhandenen, in Lösung befindlichen Phosphats intensiviert. Dieser Nachweis besitzt jedoch den gravierenden Nachteil, dass die jeweiligen notwendigen Reagenzien mitgeführt und zum richtigen Zeitpunkt im richtigen Maße zugegeben werden müssen, um überhaupt eine korrekte Bestimmung zu ermöglichen. Die im Zuge dieser Arbeit entwickelte Methode ermöglicht es erstmalig in einem kompakten Sensorsystem komplett auf externe Zugabe von Reagenzien zu verzichten. Stattdessen werden alle notwendigen Substanzen mithilfe elektrochemischer Methoden bereitgestellt. Der Fokus des Projekts liegt auf der Entwicklung eines hochsensitiven, selektiven und Reagenzien freien elektrochemischen Sensors, zur Quantifizierung des vorzüglich in Abwässern vorhandenen Phosphats. Dabei soll eine wesentlich geringere Baugröße von circa 15-20 cm (inklusive Elektronik und Auswertelogik) gegenüber den wesentlich größeren kommerziell verfügbaren, nasschemischen Detektionssystemen erreicht werden. Als zweites großes Ziel, neben der Entwicklung des Phosphatsensors, ist die Entwicklung einer Multiparametersonde in der der zu entwickelnde Sensor mit eingebunden werden soll. Im Rahmen der Sonden-Entwicklung ist es geplant ein 'SMART-Sensor' Konzept umzusetzen. So ist es geplant, diese Sonde zusätzlich mit weiteren Sensoren wie zum Beispiel Temperaturfühler, pH-Meter oder auch Leitfähigkeitssensor flexibel auszurüsten. Die autark arbeitende Sonde soll alle Messwerte automatisch übermitteln.
Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Frankfurt am Main, Institut für Geowissenschaften, Facheinheit Mineralogie, Abteilung Kristallographie durchgeführt. (a) Verständnis des Einbaus von Cm und weiteren dreiwertigen Aktiniden in endlager-relevanten Verbindungen mit DFT-basierten atomistischen Modellrechnungen in Kombination mit von uns entwickelten thermodynamischen Modellrechnungen. (b) Charakterisierung von U-haltigen Proben mit Mikrokalorimetrie und Raman-Spektroskopie. (c) Experimentelle und theoretische Untersuchungen zum Se-Einbau in endlager-relevante Phasen. Für die DFT-Modellrechnungen werden Implementationen verwendet, die ebene Wellen und Pseudopotentiale benutzen. Als Approximation für die Austausch-Korrelationswechselwirkung werden Ansätze wie die Generalisierte Gradientenapproximation mit lokalem Coulomb-Term (GGA+U) benutzt. Gitterdynamische Rechnungen basieren entweder auf 'linear response' oder 'finite displacement' Ansätzen. Eigenschaften von Mischkristallen werden mit von uns entwickelten Verfahren ('single defect' oder 'double defect' Methoden) bestimmt. Von den Verbundpartnern hergestellte Proben werden in Frankfurt bezüglich ihrer thermodynamischen und gitterdynamischen Eigenschaften charakterisiert. Mikrokalorimetrie wird mit einem Quantum Design PPMS System im Temperaturintervall von 2 - 300 K durchgeführt. Ramanspektren werden mit einem Renishaw-Spektrometer gemessen.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gebrüder Heyl Analysentechnik GmbH & Co KG durchgeführt. Bisherige Konzepte zur Bestimmung des Phosphatgehalts in Gewässern oder Abwässern nutzen eine standardisierte kolorimetrische bzw. nasschemische Methode. Unter Zugabe von Molybdat (meist Ammoniummolybdat) und anschließender Umsetzung des hierbei gebildeten Phosphomolybdatkomplexes bildet sich durch starke Reduktionsmittel wie Ascorbinsäure oder Hydrazin eine blaue Lösung (810 nm, 'Molybdänblau'), deren Farbintensität sich je nach Konzentration des vorhandenen, in Lösung befindlichen Phosphats intensiviert. Dieser Nachweis besitzt jedoch den gravierenden Nachteil, dass die jeweiligen notwendigen Reagenzien mitgeführt und zum richtigen Zeitpunkt im richtigen Maße zugegeben werden müssen, um überhaupt eine korrekte Bestimmung zu ermöglichen. Die im Zuge dieser Arbeit entwickelte Methode ermöglicht es erstmalig in einem kompakten Sensorsystem komplett auf externe Zugabe von Reagenzien zu verzichten. Stattdessen werden alle notwendigen Substanzen mithilfe elektrochemischer Methoden bereitgestellt. Der Fokus des Projekts liegt auf der Entwicklung eines hochsensitiven, selektiven und Reagenzien freien elektrochemischen Sensors, zur Quantifizierung des vorzüglich in Abwässern vorhandenen Phosphats. Dabei soll eine wesentlich geringere Baugröße von circa 15-20 cm (inklusive Elektronik und Auswertelogik) gegenüber den wesentlich größeren kommerziell verfügbaren, nasschemischen Detektionssystemen erreicht werden. Als zweites großes Ziel, neben der Entwicklung des Phosphatsensors, ist die Entwicklung einer Multiparametersonde in der der zu entwickelnde Sensor mit eingebunden werden soll. Im Rahmen der Sonden-Entwicklung ist es geplant ein 'SMART-Sensor' Konzept umzusetzen. So ist es geplant, diese Sonde zusätzlich mit weiteren Sensoren wie zum Beispiel Temperaturfühler, pH-Meter oder auch Leitfähigkeitssensor flexibel auszurüsten. Die autark arbeitende Sonde soll alle Messwerte automatisch übermitteln.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. EmiStop - Identifikation und Reduktion von Mikroplastik in industriellen Abwässern. Forschungsschwerpunkt 'Plastik in der Umwelt - Quellen - Senken -Lösungsansätze': Industrielle Abwässer gehören zu den Eintragspfaden für Mikroplastik in die Umwelt. Wie viel Mikroplastik in den Abwässern unterschiedlicher Industriebranchen enthalten ist, erforscht seit Januar 2018 das Verbundprojekt EmiStop. Die TU Darmstadt, die Hochschule RheinMain, die inter 3 GmbH und die BS-Partikel GmbH erfassen unter der Leitung der EnviroChemie GmbH Kunststoffemissionen in Abwässern von kunststoffverarbeitenden Industrieunternehmen mittels innovativer Nachweisverfahren. Ziel ist es, geeignete Technologien auszuwählen und dahingehend zu optimieren, dass diese Emissionen gestoppt werden. Dazu wird die gesamte Wertschöpfungskette berücksichtigt. Begonnen wird bei Plastik-Pellets. Industriebetriebe aus geeigneten Branchen sind als direkt assoziierte Partner beteiligt. Für ein konsistentes Gesamtbild werden systematisch weitere Industriezweige betrachtet, bewertet und in den sozioökonomischen Zusammenhang gebracht. Dazu kommen verschiedene analytische Methoden, Korrelationen mit Summenparametern und ein Tracer-Test zum Einsatz. An der TU Darmstadt arbeiten zwei Fachgebiete im Projekt EmiStop. Im Fachgebiet Abwassertechnik werden unter der Leitung von Prof. Dr. Engelhart unter Anderem Korrelationen zwischen wasserchemischen Summenparametern und Mikroplastikkonzentrationen untersucht. Relevante Branchen entlang der Wertschöpfungskette von Kunststoffprodukten werden identifiziert, potenzielle Eintragspfade ermittelt und die Mikroplastikemission mit Hilfe der im Projekt erhobenen Daten bilanziert. Prozessoptimierungen und Vermeidungsstrategien zur Reduzierung der Mikroplastikemission in die Umwelt werden entwickelt. Der Rückhalt von Mikroplastik durch bekannte Abwasserbehandlungen wird evaluiert. Im Fachgebiet Abwasserwirtschaft wird unter der Leitung von Prof. Dr. Lackner eine Methodik zur Bestimmung von Mikroplastikfrachten in Abwasserströmen mittels Dynamischer Differenzkalorimetrie entwickelt. Zur Validierung von Abscheidetechniken von Mikroplastik wird ein Tracer-Test entwickelt. Hierzu werden magnetisch dotierte Mikroplastikpartikel verwendet und mittels magnetischer Suszeptibilitätswaage detektiert.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Energie- und Klimaforschung (IEK), IEK-6: Nukleare Entsorgung und Reaktorsicherheit durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es einen Beitrag zur sicheren Endlagerung von hochradioaktivem Abfall zu leisten. Ein auf atomarer Skala basierendes Prozessverständnis der Wechselwirkung von Actiniden und Spaltprodukten mit endlagerrelevanten Mineralen bzw. Mineraloberflächen soll erarbeitet werden. Schwerpunktmäßig wird dabei untersucht, in wie weit vierwertige Actinide und zweiwertiges Radium durch Mischkristallbildung ihr Mobilitätsverhalten verändern. Durch die Verknüpfung der experimentell gewonnenen Daten mit atomistischen Modellrechnungen sollen dann thermodynamische Modelle entwickelt, mit denen das Verhalten dieser Radionukliden für sehr lange Zeiträume vorhergesagt werden kann. Synthese unterschiedlichster Mischkristallsysteme mit vierwertigen Actiniden und zweiwertigem Radium werden durchgeführt. Die Verbindungen werden analytisch, strukturell und spektroskopisch charakterisiert. Zudem erfolgen kalorimetrische Messungen. Alle Daten dienen zur nachfolgenden thermodynamischen und geochemischen Modellierung.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Photonische Technologien e.V. durchgeführt. Das angestrebter Ziel des Vorhabens ist die Untersuchung und Etablierung eines Multiplex Chip-basierten Nachweis für Antibiotika-resistenten Genen im Mikroorganismen von Oberflächengewässern. Bislang werden die Resistenzen in Gewässern nur punktuell untersucht, das Projekt soll einen systematischen Ansatz verfolgen und die Tools für ein routinemäßiges Monitoring entwickeln. Dazu soll eine optisch auslesbare Chiplattform zum Nukleinsäurenachweis realisiert werden, verbunden mit Aufbau einer Zusammenarbeit mit Experten in Gewässerökologie und Assayentwicklung sollte die Nachweis und Erfassung des Verbreitungsmusters der Antibiotika-Resistenzen ermöglichen und dadurch im hohem Maße zur Qualitätsprüfung der Oberflächengewässer beitragen. Im Vorhaben sollte ein optische-auslesbares Chipsystem zum Nachweis der entsprechenden Resistenz- Gene entwickelt und dann validiert werden. Der neue Nachweisverfahren basiert auf Nukleinsäurenachweistechniken im Kombination mit Amplifikationsmethoden. Dazu werden von den Kooperationspartnern die Resistenz-Gene bestimmt, selektiert und die für den Nachweis notwendigen Sonden und Primern definiert. Von der IPHT wird ausgehend von einem colorimetrischen Assay, eine Onsite Detektionsaufbau realisiert aus der Kombination von DNA-Amplifikationsmethoden und eine neuartige optische Mikroarray-Detektion. Für den optischen Mikroarray-Detektion werden plasmonische Nanostrukturen auf deren optische Eigenschaften und Sensitivitäten getestet und in Chipformat überführt. Ein Spektrometeraufbau sollte die optische Detektion der Resistenz-Gene schließlich ermöglichen. Es werden zusätzlich alternative isothermale Amplifikationsmethoden geprüft für die Vor-Ort Analyse.