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Betriebliches Abfallmanagement in der Pharmaindustrie

Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung und die Weiterentwicklung von Konzepten fuer das betriebliche Abfallmanagement in der chemischen Industrie. Die Erfahrungen in mehreren internationalen Standorten eines Pharmaunternehmens werden ausgewertet. Die Konzepte werden in einer Anzahl von Schritten zerlegt: Ist-Analyse, Schwachstellenanalyse, Entwicklung von Sollkonzepten, Entwicklung von Standardanweisungen usw. Die Erfahrungen zeigen, dass das Abfallmanagement eine besondere Stellung im Umweltmanagement einnimmt. Es setzt lange vor der Entstehung des Abfalls an, z.B. beim Einkauf und bei der FuE, und schafft die notwendige Transparenz, um die Umwelt zu schonen und Kosten zu sparen.

Online-Optimierung eines Absorptions- und Desorptionsprozesses für die Koksofengasreinigung

In der Prozessindustrie sind die Anforderungen an die Verfahren wie preiswertes Design und umweltschonenden Betrieb vielseitig, und teilweise auch gegenläufig. Hierdurch steigt der Bedarf an flexibleren Produktionsanlagen, um den steigenden Anforderungen bezüglich der schnell wechselnden Marktanforderungen und der Umweltverträglichkeit gerecht zu werden. Ressourcenschonung und Reduzierung der Umweltbelastung sind Ziele, die die gängigen Verfahren aufgrund der sich ändernden Umweltauflagen (Reinheit der Gasemission) an die Grenzen der Wirtschaftlichkeit bringen. Die Reaktivabsorption und die anschließende Desorption stellt durch die Kombination von Stofftrennung und chemischer Reaktion in Mehrkomponentensystemen ein sehr komplexes Verfahren mit einem hohen Optimierungspotential dar. Dies gilt insbesondere für die im Rahmen des Forschungsprojektes zu untersuchende Ammoniak-Schwefelwasserstoff-Kreislaufwäsche zur Reinigung von Kokereiabgasen. Bei diesem industriell relevanten und hier exemplarisch ausgewählten Prozess basiert der konventionelle Betrieb integrierter Kolonnensysteme auf der vorherigen Auslegung für einen konstanten Betriebspunkt. In der Realität ändern sich jedoch die Randbedingungen, so dass die Prozesse am vorgegebenen Betriebspunkt nicht optimal betrieben werden können. Hier liegt die besondere wissenschaftliche Herausforderung bezüglich der Online-Optimierung, die Umweltrestriktionen sowie alle Produktanforderungen unter den gegebenen Anlagenbegrenzungen und den sich ändernden Echtzeit-Randbedingungen zur Minimierung der Betriebskosten gleichzeitig einzuhalten. Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird eine Methodik zur Online Optimierung entwickelt und an einer realen Anlage (AS-Kreislaufwäsche) im Pilotmaßstab erprobt und bewertet. Als Ergebnis ist ein effizientes robustes Online-Optimierungssystem zur Ermittlung optimaler Prozessführungsstrategien für dynamische nichtlineare große Systeme unter Echtzeit-Randbedingungen zu erwarten. Die zu entwickelnde Methodik der Online-Optimierung ist allgemeingültig und soll für die Optimierung anderer Prozesse übertragbar sein.

Optoelektronische Methode der Blickregistrierung zur objektiven Bewertung der Demontagegerechtheit von Bauteilen und Produkten

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Aufkommen an Elektro(nik)-Altgeräten wird in der EU für die Jahre 1998/99 auf 8 Mio. Mg geschätzt, wobei 90 Prozent deponiert, verbrannt bzw. verwertet werden, ohne dass eine Schadstoffentfrachtung stattfindet. Bei der Verwertung dieser Geräte ergänzen sich heute die Bereiche der manuellen Demontage und die der verfahrenstechnischen Aufbereitung. Voraussetzung für ein ökologisch hochwertiges Recycling ist vielfach die Demontage, die jedoch erhebliche Kosten verursachen kann. Zum einen hat das Vorhaben die Zielsetzung, ein Screening über die bei den Verwertern anfallenden Alt-Produkte zu erzeugen, anhand dem eine Bewertung der Produkte aus ökologischer und ökonomischer Sicht durchgeführt werden kann und eine Entscheidung getroffen werden kann, ob eine Demontage nötig bzw. sinnvoll ist. Zum anderen werden Demontageuntersuchungen sowohl im Labor als auch verstärkt bei Verwertern mit Hilfe einer Blickregistrierungskamera durchgeführt. Aus den Analysen dieser Untersuchungen werden Konstruktionskriterien für eine schnellere Demontage abgeleitet. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Im ersten Teil des Projektes wird mit Hilfe von Umweltverträglichkeitsuntersuchungen die Einteilung der beim Verwerter anfallenden Produkte vorgenommen. Ausgehend von einer Musterzerlegung werden die Einzelfraktionen der Geräte bestimmt, ihre Umweltrelevanz untersucht und die bestehenden Verwertungsalternativen zusammengestellt. Diese Ergebnisse werden unter Betrachtung aller wirtschaftlichen und ökologischen Teilaspekte möglicher Gesamtentsorgungsalternativen wie z.B. Shredder, Verbrennung bzw. Deponierung gegenübergestellt. Im zweiten Teil werden Demontageuntersuchungen mit Hilfe der Blickregistrierung durchgeführt, deren Analyse aufzeigt, welche Konstruktionskriterien eine einfache Erkennbarkeit der Baustruktur und der Verbindungselemente zulässt. Fazit: In diesem Projekt konnte durch eine Öko-Bilanzierung gezeigt werden, dass eine vertiefte Demontage ökologische Vorteile gegenüber der verfahrenstechnischen Aufbereitung beim Recycling von Elektronik-Geräten aufweist. Weiterhin wurde erstmals die Blickregistrierung bei der Demontage von Elektro(nik)-Geräten eingesetzt. Der Einsatz dieser Methode in diesem Bereich hat sich als effektiv erwiesen. Der Demontageanalyseprozess wurde soweit optimiert, dass er jetzt standardmäßig als Dienstleistung angeboten werden kann. Bei der Umsetzung der mit der Blickregistrierung ermittelten Konstruktionskriterien lassen sich bei gleichen Demontagekosten deutliche ökologische Vorteile erzielen. Für die Weiterführung des Projektes sind im nächsten Schritt entwicklungsbegleitende Untersuchungen notwendig, um die Ergebnisse zu bestätigen und umzusetzen.

Handlungsempfehlungen zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln

Vor dem Hintergrund von Klimaschutz und steigenden Energiepreisen gewinnt die Energieeinsparung in Mietwohngebäuden immer mehr an Bedeutung. Da ein Fehlen von energetischen Differenzierungsmerkmalen im Mietspiegel einerseits den Markt nicht ausreichend abbildet und andererseits als Hemmnis für Investitionen in energetische Modernisierung wirken kann, sollen in dem Projekt Handlungsempfehlungen zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln erarbeitet werden. Ausgangslage: Das Thema Energieeinsparung in Gebäuden gerät zunehmend in den Fokus der Politik. In Mietwohngebäuden besteht das Dilemma, dass für die Investitionen in energetische Modernisierungen die Vermieter aufkommen müssen, den Nutzen aber die Mieter in Form von geringen Nebenkosten haben. Wird die Vergleichsmiete im Mietspiegel nicht von der energetischen Gebäudequalität beeinflusst, besteht für den Vermieter nach einer energetischen Modernisierung lediglich die Möglichkeit einer Mieterhöhung nach Paragraph 559 BGB um 11Prozent der Modernisierungskosten pro Jahr. Unter gewissen Rahmenbedingungen wird die Refinanzierung der energetischen Modernisierung hierüber nicht erreicht. Da ein Fehlen von energetischen Differenzierungsmerkmalen im Mietspiegel einerseits den Markt nicht ausreichend abbildet und andererseits als Hemmnis für Investitionen wirkt, wird in zahlreichen Städten das Thema diskutiert bzw. wurden bereits in einer Reihe von Städten energetische Differenzierungsmerkmale bei der Mietspiegelerstellung berücksichtigt wie zum Beispiel im Darmstädter Mietspiegel. Zielsetzung: Ziel des Forschungsprojektes ist es, Handlungsempfehlungen für Kommunalverwaltungen, Verbände und Politik zur verstärkten Nutzung von energetischen Differenzierungsmerkmalen in Mietspiegeln zu geben. Dabei werden verschiedene Verfahren mit unterschiedlichem Differenzierungsniveau betrachtet und diskutiert.

Laboruntersuchungen von Stechmücken

Ziel: Wissenschaftliche Untersuchungen der Stechmückenbiologie sollen die Effektivität der Stechmückenbekämpfung durch zeit- und zielgerechte Bekämpfungsmaßnahmen erhöhen. Gleichzeitig sollen Kosteneinsparungen durch Konzentration der Bekämpfung auf relevante Brutstätten und Stechmückenpopulationen erzielt werden. Methoden: - Charakterisierung und Inventarisierung von Brutstätten anthropophiler Stechmücken - Systematische Beprobung typischer Brutstätten von wichtigen Stechmückenarten - Experimentelle Optimierung der Bekämpfungspraxis - Erforschung der Differenzierung, Verbreitung und Brutstättenpräferenzen anthropophiler und ornithophiler Stechmückenarten der Gattung Culex - Anwendung von Enzymelektrophorese-Verfahren zur Feindiagnostizierung von morphologisch gering differenzierten Stechmückenarten - Verwendung des Polymerase-Kettenreaktions-Verfahrens (PCR) sowie Restriktionsanalysen zur Unterscheidung ornithophiler und anthropophiler Stechmückenpopulationen der Gattung Culex - Analyse des Artenspektrums und der Verbreitung potenzieller Malariavektoren aus dem Anopheles Maculipennis Artenkomplex sowie weiterer einheimischer Anopheles-Arten.

Heizwert und Sauerstoffbedarf von Flüchtigen inklusive Teer

Der thermischen Nutzung fester biogener Brennstoffe kommt heutzutage eine wesentliche Bedeutung für die Bereitstellung von Energie zu. Weiters werden Abfallstoffe (zB Kunststoffe) zunehmend thermisch entsorgt bzw. genutzt, nicht zuletzt wegen der neuen Deponieverordnung in Österreich. Daher ist es von entscheidender Bedeutung diese Anlagen möglichst effizient und umweltfreundlich zu betreiben. Einerseits wird dadurch ein möglichst hoher Energiegewinn erzielt, andererseits eine möglichst geringe Umweltbelastung durch die entstehenden Abgase angestrebt. Die Kenntnis über den Ort der Energiefreisetzung und den Sauerstoffbedarf abhängig vom Pyrolysefortschritt bzw. vom Ort sind daher von großer Bedeutung. Die Pyrolyse spielt bei jeder thermischen Umwandlung fester Brennstoffe eine entscheidende Rolle, insbesondere bei Biomasse, da Biomasse einen hohen Anteil an Flüchtigen (zum Beispiel Fichte mit ca.85 Prozent Flüchtige, davon ca. 70 Prozent Teere) aufweist, welche bei der Pyrolyse freigesetzt werden und daher den Verbrennungsablauf besonders beeinflussen. Da der Heizwert von Flüchtigen (inklusive Teer) und der Sauerstoffbedarf derselbigen von Bedeutung für die Prozessführung von Vergasungs- und Verbrennungsanlagen sind, sollen diese Parameter eingehender untersucht werden. In Vorprojekten wurde bereits auf den Einfluss von zum Beispiel Partikelgröße und Feuchtegrad von Biomasse auf die Flüchtigenausbeute bei der Pyrolyse eingegangen. In der Praxis bereiten vor allem die Teere immer wieder Probleme und sollen daher in dieser Arbeit eingehender untersucht werden. Die Untersuchung ihrer Zusammensetzung ist auf Grund der komplexen chemischen Struktur sehr aufwendig und teuer. Die in diesem Projekt vorgestellte, neu konzipierte Versuchsanlage, welche eine Kombination einer thermogravimetrischen Apparatur und eines differentiellen Durchfluss-Kalorimeters darstellt, ermöglicht es den Heizwert und den Sauerstoffbedarf der Teere und der Flüchtigen zu untersuchen, ohne deren Zusammensetzung analysieren zu müssen. Dadurch wird eine einfache, rasche und kostengünstige Möglichkeit geschaffen, den Heizwert der Flüchtigen und des Teers abhängig von der Zeit bzw. des Umwandlungsfortschritts experimentell zu ermitteln und somit auch Rückschlüsse auf die Crackreaktionen ermöglicht. usw.

Entwicklung neuer Kuepenfaerbetechniken durch indirekte Elektrolyse

Bei der Anwendung von Kuepen-, Schwefel- und Indigofarbstoffen in der Textilfaerberei ist ein chemischer Reduktionsvorgang erforderlich, der in konventioneller Technik durch den Zusatz von Hilfsmitteln eingeleitet wird. Fuer derartige Faerbeprozesse wurde ein neuartiges elektrochemisches Verfahren entwickelt, das durch den Verzicht auf Einwegchemikalien eine Kreislauffuehrung der Faerbebaeder moeglich macht, was direkte Kosteneinsparungen und oekologische Vorteile zur Folge hat.

VP2: Sensorik für das Recycling von Rezyklaten, TP2.06: SWIR-MWIR-Dualkamera für Recycling-Sensorik

H2Giga: Ready for Gigawatt, Teilvorhaben: Entwicklung von Fertigungsprozessen für großserientaugliches AEL-Modul

Ermittlung von Treibhausgas-Emissionen in der kommunalen Abwasserbehandlung und Ableitung möglicher Reduktionsmaßnahmen

Hintergrund: Kommunale Kläranlagen (KA) emittieren in den verschiedenen Verfahrensstufen Treibhausgase (THG). Die im Rahmen der UNFCCC-Klimaschutzberichterstattung (KB) zu erfassenden Gase sind CH4 und N2O. Neue regionale Untersuchungen (NRW) zeigen, dass diese Emissionen bei KA höher sind, als bisher angenommen. Es werden aber auch Schwachpunkte der Methodik durch die neuen Untersuchungen aufgezeigt. Ziel: Stärkung und Absicherung von Methodik und Ausbau der Datenbasis für die Umsetzung in der Emissionsberichterstattung zur Qualitätsverbesserung des Inventares. Reduktion der Emissionen durch abzuleitende Maßnahmen. Methodenvalidierung: Open-Path-FTIR-Spektroskopie hat den Vorteil, über eine spezifische Messstrecke gemittelte Ergebnisse zu ermitteln. Andere Verfahren messen nur punktuell und sind nicht an allen Verfahrensstufen anwendbar. Durch praktisch durchzuführende Messungen ist Methode mit weiteren zu wählende Alternativmethoden und Literaturdaten zu vergleichen (Plausibilität/Validität). Ausbau der Datenbasis: Repräsentative und Vergleichbare Messungen von CH4, N2O und NH3. Anhand der Messergebnisse sind Emissionsfaktoren für KA abzuleiten und mit vorhandenen Untersuchungen bzw. Veröffentlichungen zu vergleichen. Reduktionsmaßnahmen: Aufführung und Bewertung von Maßnahmen zur Reduktion der THG, sowie Abschätzung der Auswirkungen auf die zu berichtenden Emissionen bis zum Jahr 2050. Betrachtung von technischen und Managementmaßnahmen (z.B. Betriebsführung der Anlage). Gesamtbilanzielle Betrachtung hinsichtlich der tatsächlichen Verringerung der Treibhausgase (z.B. auch Emissionen aus Energiemehrverbrauch, Umbau/Produktion von Anlagenteilen). Es ist eine Priorisierung der abgeleiteten Maßnahmen anhand der Parameter Durchführbarkeit (zeitlicher Aufwand, Kosten, etc.) und Reduktion der THG-Emissionen vorzunehmen. Offene Forschungsfragen sollen bezüglich der Maßnahmen, aber auch der Messmethodik, abgeleitet und benannt werden.

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