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Krustenbildung als CO2 Senke

Das Projekt "Krustenbildung als CO2 Senke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Agrar- und Umweltanalytik GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens sollen Methoden entwickelt werden, welche zu einer Reduzierung oder Unterbindung des Austrages von Schwermetallen und Radionukliden aus Bergbauhalden und -tailings führen. Damit wird zu einer Verbesserung der Grund- und Oberflächenwasserqualität beigetragen. Des Weiteren kann eine Krustenbildung zu einer geotechnischen Stabilisierung von Halden, Kippen und Tailings beitragen. Eine zweite Zielsetzung besteht in der Bindung von technischem CO2. Es wird eine Fixierung dieses Klimaschadstoffes als Karbonat angestrebt. Das Vorhaben soll in zwei Stufen bearbeitet werden: In einer ersten Stufe sollen im Labor Säulen mit je 2 repräsentativen Profilen aus Abraumhalden der Braunkohle sowie Halden und Schlammteichen des Uranbergbaus aufgebaut werden. Im zweiten Bearbeitungsjahr werden Feldversuche durchgeführt.

Gewinnung von Trinkwasser und Rohstoffen aus Meerwasser

Das Projekt "Gewinnung von Trinkwasser und Rohstoffen aus Meerwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kraftwerk Union, Mülheim durchgeführt. Es soll ein Verfahren zur Erzeugung von Trink- und Brauchwasser aus Meerwasser entwickelt werden. Bei der herkoemmlichen Destillation von Meerwasser kann nach dem Stand der Technik eine obere Grenztemperatur von 120 Grad C nicht ueberschritten werden, ohne dass Krustenbildung zu befuerchten ist. Ausserdem kann die Sole maximal um den Faktor 2 aufkonzentriert werden, so dass grosse Wassermengen umzuwaelzen sind. Werden die Haertebildner und Salze jedoch vor der Destillation ausgefaellt, so kann die Sole wesentlich hoeher eingedickt werden. Es sind dadurch geringere Wassermengen umzuwaelzen und auf Verdampfungstemperaturen aufzuheizen; dies fuehrt zu einer spuerbaren Senkung des Heiz- und Pumpenenergieaufwandes. Die Faellprodukte koennen ausserdem weiterverarbeitet und kommerzialisiert werden, so dass die Wassererzeugungskosten gesenkt werden.

Waermetauscher zum Vorheizen gebrauchter Lauge mit heisser neutraler Lauge in der elektrolytischen Produktion von Zink

Das Projekt "Waermetauscher zum Vorheizen gebrauchter Lauge mit heisser neutraler Lauge in der elektrolytischen Produktion von Zink" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhr-Zink durchgeführt. Objective: The energy content of neutral lye, which to date has been discharged via cooling towers, is to be recovered using suitable heat exchangers and returned to the process. It is to be expected that this process will lead to an annual energy saving of about 2000 toe at project level. General Information: The electrolytic production of zinc includes a loop process for solutions. During electrolysis so-called neutral lye is partially dezincified under formation of sulphuric acid. The solution discharged from the zinc electrolysis cells, which contains sulphuric acid, is called spent. It is used in the leaching process to dissolve zinc from roasted material. Then enriched with zinc, it is returned to the electrolysis as so-called neutral lye. The leaching and cleaning process takes place at a temperature of between 80 and 90 degree C to obtain higher yields. To date, the spent has been heated up to this temperature level by adding steam before the leaching process. However, only cold solutions can be used for electrolysis. The neutral lye therefore has to be cooled down to the required temperature level in atmospheric cooling towers. By means of spiral counter flow heat exchangers, which guarantee a high exchange flux, the heat content of the neutral lye is to be recovered and used for the direct heating of the spent. This means that it will no longer be necessary to heat the spent with steam from the factory's steam network. A suitable alternating flow between the inlet and outlet channels of the heat exchangers should prevent the accumulation of gypsum deposits in the narrow channels of the heat exchangers. The purpose of the measuring and demonstration programme which is planned after erection and commissioning is to provide information on the corrosion resistance of the heat exchanger materials and on the precipitation of solid matter in the heat exchangers. The latter will have a decisive effect on the operating efficiency and hence on the commercial efficiency of the project. Achievements: For the demonstration phase TWO spiral counter current heat exchangers, each with a energy potential of 2140 x 103 kcal/h, were installed. The encrustation from the neutral solution forms in a then layer inside the pipes and hence with the frequent swapping of medium sides, requiring a problematic program controlled switching of numerous isolation valves, the problem can be solved. In continuous operation it was found that due to filtration problems in the following process steps, the planned final temperature of 67 degree C for the neutral solution had to be raised to 70 degree C. This resulted in more favourable conditions for avoiding encrustation, however it also resulted in lower than expected energy savings. At the end of the demonstration the following results were obtained: - The selected construction material (1.4563) is corrosion resistant to the heated dilute sulphuric acid, up to a corrosion inhibitor. - The final temperature of 70 ...

Teilprojekt 2: Planung und Konstruktion des Reaktors

Das Projekt "Teilprojekt 2: Planung und Konstruktion des Reaktors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von K & E -Technik GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Sabio- Projektes soll eine Reaktortechnologie entwickelt werden, welche sich zur Salzentfrachtung aus Perkolaten auf Biogasanlagen einsetzen lässt. In Deutschland wurden 2013 ca. 600 Trockenfermentationsanlagen zur Erzeugung von Biogas aus Bioabfällen, nachwachsenden Rohstoffen, Co-Fermentation und anderen Substraten betrieben (Quelle: DBFZ). Von diesen werden ca. 500 Anlagen im Pfropfenstromverfahren, 100 im Garagenverfahren betrieben. Im Perkolatleitungssystem der meisten Anlagen nach dem Garagenverfahren kommt es in regelmäßigen Abständen zu Verstopfungen durch Auskristallisation Struvit (MAP) und von Karbonaten ein Problem, dass auch auf vielen Kläranlagen und Nassvergärungsanlagen beobachtet werden kann. Die auskristallisierten Stoffe stellen Ressourcen am falschen Ort dar, die aktuell kostenaufwendig beseitigt werden müssen. Derzeit stellt die Spülung mit Essigsäure das einzig zuverlässige Mittel dar die Ablagerungen zu beseitigen. Diese Säuberung muss ca. zweimal jährlich durchgeführt werden, was aus ökonomischer Sicht, sowie den Aspekten Arbeitsschutz und Umweltauswirkungen problematisch ist. Struvitablagerungen sind ein verbreitetes Problem, sie treten an vielen Biogasanlagen verschiedener Bautypen auf und führen zu Effizienzminderung bei der Biogasproduktion und damit der Energieerzeugung aus erneuerbaren Energieträgern. Ziel des Projektes Sabio soll sein, eine gezielte Entfrachtung von Salzen mittels innovativer Reaktorentechnologien, welche im Projekt entwickelt werden, zu erzeugen umso Betriebsstabilität, Ressourcenrückgewinnung und gesteigerte Anlageneffizienz möglich zu machen.

Teilprojekt A 04: Entwicklung und Wechselwirkung von Fließwegen auf und im Boden

Das Projekt "Teilprojekt A 04: Entwicklung und Wechselwirkung von Fließwegen auf und im Boden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V. - Programmbereich 1 Landschaftsprozesse, Arbeitsgruppe Hydropedologie durchgeführt. Dieses Projekt betrachtet die Rückkopplungen zwischen Oberflächenabfluss und Infiltration für die sich entwickelnden Poren-, Boden- und Oberflächenstrukturen. Das Ziel ist die experimentelle Unter-suchung der Fließwegentwicklung und die Übertragung auf physikalisch basierte Modelle für Fluss-Struktur-Interaktionen auf der Plotskala, um Rückkopplungsprozesse für unterschiedlich entwickelte Bodenoberflächen zu beschreiben. Die Entwicklung von Fließwegen auf und im Boden wird mittels Beregnungs-Infiltrations-Abfluss Versuchen und gekoppelter Modelle des Flusses auf und im Boden untersucht. Fließwege sollen durch Röntgen- und Neutronen-tomographische Verfahren, mit bildge-benden Fluoreszenztechniken und minimal invasiven Temperaturgebern identifiziert werden.

Global Monitoring for Environment and Security (GMES) - GSE Forest Monitoring in Russia (Stage I)

Das Projekt "Global Monitoring for Environment and Security (GMES) - GSE Forest Monitoring in Russia (Stage I)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Jena, Institut für Geographie, Abteilung Geoinformatik und Fernerkundung durchgeführt. This GSE-FM service option provides a powerful tool for effective forest monitoring and inventory at regional scale using both EO-data and ground based observations. It is especially designed for allocating reliable and up-to-date information over large forest areas. Many regions of the world like wide parts of Russia and the Irkutsk Oblast are covered by vast forests. The countries and administrative regions often have to deal with pressing environmental problems such as frequent forest fires events, illegal logging practices as well as other human activities and natural forest disturbances. Due to the large forest areas, which are often difficult to access or characterized by insufficient infrastructure and severe climate conditions, frequent monitoring of the forest resources is a great challenge. Forest monitoring by the means of ground inventories is rather complicated or even impossible. The use of aerial photographs is also often insufficient and cost-intensive. As a result, forest information available today, often does not correspond to the current situation. This is true for wide parts of Siberia, for example. However, according to their own legislation and to fulfill international obligations up-to-date and reliable information on forest resources are essential. For instance, in order to update the Russian State Forest Account as well as for forest management and monitoring issues an annual update of forest information is obligatory. The use of EO-technologies offers an excellent tool to obtain spatial forest information. Especially for regions covered by vast forest areas the combined use of high and low resolution EO-data is the most promising and cost-efficient strategy. Therefore, this GSE-FM service option follows a two-level strategy: Level 1: Low and medium resolution satellite data are used for operational monitoring of forest changes over large areas caused by fires, cutting, and other natural and human induced disturbances. Territories where significant changes occurred are identified at this level. Level 2: Both high-resolution satellite data and aerial photos are used for a detailed inventory of all candidates registered by the first level observations. Ground truth data (inventory maps, topography, archive EO data etc.) are used in addition.

The effect of synoptic-scale wave breaking on cross tropopause transport and trace gas distribution

Das Projekt "The effect of synoptic-scale wave breaking on cross tropopause transport and trace gas distribution" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Johannes Gutenberg-Universität Mainz, Institut für Physik der Atmosphäre durchgeführt. The tropopause and the so-called tropopause inversion layer (TIL), which is a layer of high static stability act as a partly permeable barrier to trace gas exchange between the troposphere and the stratosphere. The tropopause region is of particular importance for climate. The processes which lead to the formation of the TIL and their role for stratosphere-troposphere-exchange (STE) and the chemical composition of the tropopause region are incompletely understood. Experiments with idealized models show that synoptic scale wave breaking in baroclinic life cycles leads to TIL formation. The dynamical conditions during such an event are favorable for STE and an irreversible constituent exchange across the tropopause. This project will constitute a novel approach to identify the effect of synoptic-scale wave breaking and TIL formation on STE combining idealized models and observations with statistical methods. For this purpose we will apply: (i) the same analysis methods for idealized models containing artificial tracers and trace gas observations (ii) aquaplanet simulations with a full chemical scheme and the physics of a global model, to identify the global effect of baroclinic life cycles on TIL formation and the related trace gas distribution.

Sichtung und Bewertung von neuen Entwicklungen im Bereich der Abdichtungs-, Sanierungs- und Entwaesserungstechnik bei Deponien

Das Projekt "Sichtung und Bewertung von neuen Entwicklungen im Bereich der Abdichtungs-, Sanierungs- und Entwaesserungstechnik bei Deponien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerisches Landesamt für Umweltschutz durchgeführt. Ermittlung des neuesten Standes der Technik bei Abdichtung, Sanierung und Entwaesserung von Deponien.

SO 145 - EXCO II: Austauschprozesse zwischen Kruste und Ozean am Ostpazifischen Ruecken suedlich der Garrett Bruchzone (14 0S)

Das Projekt "SO 145 - EXCO II: Austauschprozesse zwischen Kruste und Ozean am Ostpazifischen Ruecken suedlich der Garrett Bruchzone (14 0S)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Fachbereich 5 Geowissenschaften durchgeführt. Das Verbundprojekt EXCO II beinhaltet verschiedene Experimente zum Themenbereich 'Austauschprozesse zwischen Kruste und Ozean' und umfasst sowohl Untersuchungen des Energie- als auch des Stoffkreislaufes am ostpazifischen Ruecken. Die Arbeiten in EXCO II basieren auf den Ergebnissen von EXCO I (SO105) und konzentrieren sich zum einen auf die Beprobung der Sedimente und des Basements und zum anderen auf geophysikalische Untersuchungen in den Bereichen des Korridors, die aufgrund der Ergebnisse von SO105 als Schluesselbereiche identifiziert worden sind. Es sind folgende Untersuchungen geplant: 1) Segmentierung und Aktivitaetsschwankungen des Rueckensegmentes, abgleitet aus bathymetrischen Kartierungen. 2) Charakterisierung lokaler Einflussgroessen auf die Waermestromdichte. 3) Quantifizierung des advektiven Stofftransportes durch geochemische Untersuchungen des Porenwassers. 4) Chemische Variabilitaet von Basalten mit dem Krustenalter.

Entwicklung und Erprobung von Rezepturen fuer extrem dichten und dauerhaften Beton fuer Bauwerke fuer den Gewaesserschutz

Das Projekt "Entwicklung und Erprobung von Rezepturen fuer extrem dichten und dauerhaften Beton fuer Bauwerke fuer den Gewaesserschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz, Amtliche Materialprüfanstalt für das Bauwesen durchgeführt. Es ist geplant, die niedersaechsische Sonderabfalldeponie Hoheneggelsen (SDH) durch mehrere Ringschaechte aus Beton zu erweitern. In diesem Zusammenhang wurden Betonrezepturen entwickelt und erprobt, die einen grossen Widerstand gegen korrosive Einfluesse durch Deponiesickerwaesser und aehnliche Fluessigkeiten aufweisen. Dazu wurden acht Betone unter Verwendung von Portlandzement, Hochofenzement, Flugasche und Silikastaub hergestellt, die eine grosse Korrosionsbestaendigkeit erwarten liessen. Die Betone wurden anhand der Parameter Druckfestigkeit, Wassereindringtiefe, Trocknungsverhalten, Sauerstoffpermeabilitaet, Gesamtporositaet, Kapillare Wasseraufnahme, Porenradienverteilung, Phasenbestand und Carbonatisierungstiefe vergleichend untersucht. Die Bestaendigkeit der Betone wurde durch Einlagerungsversuche (Dauer fuenf Monate) in verschiedenen Fluessigkeiten geprueft. Die korrosiven Medien orientierten sich an den Sickerwaessern der Sonderabfalldeponie Hoheneggelsen. Die eingelagerten Proben wurden auf ihre Porenradienverteilung, die Sauerstoffpermeabilitaet, auf Umbildungen des Phasenbestandes, Eindringen von Chlorid, Sulfat und Zink sowie auf ihre Biegezugfestigkeit untersucht. Alle Betone zeigten bei loesendem Angriff durch austauschfaehige Salze bzw. niedrigem pH-Wert etwa gleiche Abtragungsraten. In einer Loesung mit hohem Sulfat- und Schwermetallgehalt bildeten die Betone mit Portlandzement eine Kruste aus Gips und einem Magnesium-Mangan-Zink-Sulfat-Hydroxid-Hydrat. Treibende Phasen konnten innerhalb der Betone jedoch nicht nachgewiesen werden. Vor allem aufgrund der sehr kleinen Transportkoeffizienten, der guenstigen Porenradienverteilung, einem grossen Widerstand gegen das Eindringen von Chlorid, der geringen Waermeentwicklung und einem sehr geringen Wassereindringen erscheint ein Beton mit hochgeschlacktem Hochofenzement mit Flugaschezusatz als die guenstigste getestete Rezeptur.

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