Das Projekt "Teilprojekt 3: Konzeptionierung und Anpassung der Anlagentechnik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IAM Industrieanlagenmontage GmbH durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Erfassung der Ist-Situation, Technikumsversuche (Planung, Umbau, Anpassung der Anlage), Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage, Entwicklung eines Betriebskonzepts zur Nickelrückgewinnung, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Ressourceneffizienzkonzept.
Das Projekt "Halbtechnische Untersuchungen zur Klaerschlammmengenreduzierung und Steigerung der Biogasausbeute durch weitergehenden aeroben/anaeroben Klaerschlammabbau sowie Rueckgewinnung von Ammonium aus dem Schlammwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Demonstrationszentrum für prozessintegrierte Umwelttechnik durchgeführt. Das vorliegende Forschungsvorhaben beschaeftigt sich mit der weitergehenden Verwertung von Klaerschlaemmen, die auf kommunalen Klaeranlagen anfallen. Das Ziel ist zum einen die Erhoehung des Umsatzes beim biologischen Klaerschlammabbau, zum anderen die Ammoniumentfernung aus dem Schlammwasser. Dazu soll ein schon bestehendes zweistufiges anaerobes Hochleistungsverfahren, das seither ca. 50-55 Prozent der oTS (organische Trockensubstanz) des Klaerschlamms anaerob umsetzt und daraus den Energietraeger Biogas bildet, weiter verbessert werden. Dies wird durch eine nachgeschaltete aerobe Behandlung mit Pilzen oder einem speziell auf diesem Substrat gescreenten Lysobacter erreicht. Der Ablauf dieser aeroben Umsetzung wird in die anaerobe Behandlung zurueckgefuehrt. Dadurch soll der Umsatz sowie die Biogasausbeute der anaeroben Stufe deutlich erhoeht werden. Ausserdem wird aus dem filtrierten Schlammwasser nach der zweistufigen Faulung durch ein modernes physikalisch-chemisches Verfahren und dem Membrankontaktor, der Stickstoff entfernt und zu einem Wertstoff umgesetzt. Auf diese Weise wird einerseits die Nitrifikations- und Denitrifikationsstufe der Klaeranlage entlastet und andererseits das Ammonium einer sinnvollen Verwertung zugefuehrt.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Erprobung eines betrieblichen Verfahrenskonzepts zur Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Adam Opel AG durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. 2. Arbeitsplanung: Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Ist-Zustandsaufnahme an der Phosphatierung in Bezug auf die Stoffströme, Technikums- und Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage des Unternehmens, Entwicklung eines Betriebskonzeptes und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Verfahrens.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Entwicklung und Erprobung eines Verfahrenskonzepts zur Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Ist-Zustandsaufnahme der Phosphatierung in Bezug auf die Stoffströme, Laborversuche zur Beschreibung des Stoffübergangs, Auswahl des Extraktionsmittelsystems und Kontaktors, Steigerung der Extraktionsleistung für Nickel, Technikums- und Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage, Entwicklung eines Betriebskonzeptes und allgemeinen Effizienzkonzeptes, Verbundprojektkoordination.
Das Projekt "Teilprojekt 5: Entwicklung alternativer Membrankontaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von FuMA-Tech Gesellschaft für funktionelle Membranen und Anlagentechnologie mbH durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Auswahl und Einsatz alternativer Membranen für den Kontaktor, eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und die Dokumentation der Ergebnisse. Auf Basis von Grundpolymeren, welche bereits in Standardprodukten der Fumatech zum Einsatz kommen werden chemische Funktionalisierungsreaktionen durchgeführt um die neuartigen Membranmaterialien auf die Applikation in der Nickelrückgewinnung anzupassen. Die Versuche werden zunächst im Labormaßstab durchgeführt, aussichtsreiche Materialien dann einem ersten Up-Scale-Prozess unterzogen.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Modellentwicklung und Verfahrensoptimierung zur Metallrückgewinnung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Aachener Verfahrenstechnik, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Erfassung der Ist-Situation, Entwicklung eines Stofftransportmodells für die Metall-Extraktion, Laborversuche zur Beschreibung des Stoffübergangs für Nickel, Extraktionsmittelsystem, Auswahl und Einsatz alternativer Membranen für den Kontaktor, Steigerung der Extraktionsleistung, Betriebskonzept, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Ressourceneffizienzkonzept.
Das Projekt "Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Ammoniumentfernung mit Hilfe von Mebrankontaktoren (EVA)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität für Bodenkultur Wien, Department für Agrarbiotechnologie, IFA-Tulln, Institut für Umweltbiotechnologie durchgeführt. Stickstoffverbindungen wie Ammonium stellen ein hohes Belastungspotential für die Umwelt dar. Ammoniumbelastungen können in Gewässern zur Eutrophierung, d.h. Überdüngung und einem damit verbundenen starken Algenwachstum führen. Besonders betroffen von diesem Umstand sind sowohl Flüsse mit geringer Fließgeschwindigkeit als auch Seen. Aufgrund dieses möglichen Szenarios sind die Ammoniumgrenzwerte der Abwasserreinigungsanlagen hinsichtlich des Einleitens in Fließgewässer niedrig angesetzt. In den letzten Jahren ist das Thema der Rückbelastung kommunaler Anlagen durch Prozesswasser aus der Schlammbehandlung immer mehr ins Interesse der Betreiber gerückt. Dieses Prozesswasser fällt als Überstandswasser aus Eindickern, als Trübwasser aus dem Faulturm sowie als Zentrat aus den Entwässerungsaggregaten an. Je nach Entsorgungspfad des Klärschlammes können weiters noch Kondensat aus der Klärschlammtrocknung oder Wässer der Rauchgaswäsche aus der Verbrennung den Anteil an Prozesswasser, die Rückbelastung verursachen, miteingebunden werden. Um Rückbelastungen einer Kläranlage durch Prozesswasserströme zu verringern, wird in letzter Zeit vermehrt auf eigene Behandlungsstufen gesetzt, in denen gezielt vor allem die hohen Stickstofffrachten entfernt werden. Die bisher üblichen Optionen, die zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus Prozesswässern bzw. hoch belasteten Abwässern herangezogen werden (z.B.: Luft- oder Dampf-Strippung des Ammoniaks, Biologische Hochleistungsverfahren, Membranverfahren sowie MAP-Fällung (Magnesium-Ammonium-Phosphat Fällung), weisen erhebliche technische als auch finanzielle Nachteilen auf, was bei Kläranlagenbetreibern und -planern zu verstärkten Überlegungen bezüglich Kosteneinsparungen bei notwendigen Erweiterungsmaßnahmen führt. Mit Hilfe einer neuartigen Technologie - so genannten Membrankontaktoren - sollen nicht nur die Prozessnachteile überwunden werden, sondern auch eine Technologie zum Einsatz kommen, die gegenüber den bisherigen Verfahren kostengünstiger ist. Erste Einsätze von Membrankontaktoren gibt es bereits im großtechnischen Bereich der chemischen, lebensmitteltechnologischen, pharmazeutischen sowie galvanischen Industrie. Während einzelne Applikationen, vor allem im Medizinbereich (Blutwäsche) bereits etabliert sind, ist der Einsatz in umweltbiotechnologischen Verfahren bisher im Wesentlichen auf wissenschaftliche Untersuchungen beschränkt. Gerade für die in diesem Projekt angestrebte Ammoniumelimination können Membrankontaktoren einen wesentlichen Sprung vorwärts darstellen. Eine Verbesserung des Verfahrens hin zu einem robusten und kostengünstigem Verfahren kann deren Einsatzbereich und Verbreitungsgrad stark erhöhen. Dadurch läst sich ein großes Einsparungspotential im Betrieb von Kläranlagen erzielen. Dies betrifft nicht nur den Betriebsmitteleinsatz sondern auch die notwendige Ausbaugröße. Zusätzlicher Vorteil ist die Wiederverwendung des gewonnen Stickstoffs in hoher Reinheit und Qualität als Ausgangsproduk
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