Bei der Kunstgarnherstellung in Industrieunternehmen entstehen grosse Mengen von schwefelsaeurehaltigen Abfallprodukten. Um diese gefahrlos deponieren zu koennen, ist es erforderlich, die Abfallstoffe in einer zu entwickelnden Anlage zu neutralisieren.
Bei modernen Zellstoffabriken (Sulfit) ist der groesste Anteil der Verschmutzung im Abwasser in den Kondensaten der Laugeneindampfung sowie in den Abwaessern der Bleicherei enthalten. Von den Inhaltstoffen her ist das Kondensat sehr gut, das Bleichereiabwasser nur in bestimmten Faellen dem anaeroben biologischen Abbau zugaenglich. Neben den biologisch abbaubaren Stoffen sind jedoch auch toxische Stoffe im Abwasser, die den anaeroben Abbau stark behindern koennen (SO2, Ligninverbindung, Cl). Seit einiger Zeit laufen sowohl Laborversuche an der TU als auch halbtechnische Versuche in einem grossen Zellstoffwerk, um die Probleme der praktischen Anwendung zu loesen.
Die anlage besteht aus einem Vorklaerbecken, einem Ausgleichsbehaelter, einem Anaerobreaktor (up-flow) und einer Belebungsanlage. Untersuchungsschwerpunkte sind: Einflussparameter auf Vorversaeuerung, Neutralisation, Naehrstoffbedarf, Verhinderung von Blaehschlamm.
Die Rieder Faserbeton-Elemente GmbH ist Hersteller von Fassadenplatten aus Textilbeton sowie weiteren Betonprodukten für Bahn- und Straßenbau, Lärmschutz und Stützwände. Beton wird aus Wasser, Gesteinskörnung und Zement als Bindemittel hergestellt. Die von der Firma Rieder produzierten 'fibreC'-Faserbetonplatten (mit Glasfaser verstärkter Beton) bestehen zu 27 Prozent aus CO2-intensivem Portlandzement. Bei der Produktion der Betonplatten fallen derzeit ca. 40 Prozent Verschnitt an. Ziel des Projekts ist die Errichtung einer neuartigen Anlage zur ressourceneffizienten und CO2-sparsamen Herstellung von Faserbetonplatten. Verarbeiten soll die Anlage eine neue, vom Unternehmen entwickelte Betonrezeptur 'Matrix 3.0', die Zement teilweise durch die nahezu CO2-freien Bindemittel Hüttensandmehl (Nebenprodukt der Roheisenherstellung) und Puzzolane (kieselsäure- und tonerdehaltige Stoffe) ersetzt. Der bei der Plattenherstellung unvermeidbare Verschnitt sowie Fehlproduktion sollen mittels Backenbrecher (Druckzerkleinerung) und Siebung soweit aufbereitet werden, dass eine Gesteinskörnung für die teilweise Rückführung in den Produktionsprozess erzeugt werden kann. Um eine Mehrfachnutzung des Prozesswassers zu ermöglichen, ist eine Wasseraufbereitungsanlage mit Feinstkornfiltration und pH-Neutralisierung vorgesehen. Darüber hinaus soll erstmalig ein in der Leder- und Textilbranche eingesetztes optisches Konfektionierungssystem für die Betonbranche adaptiert werden. Bei Standard- und Sonderschnitten soll damit durch eine optimale Ausnutzung der Platten der bisher anfallende Verschnitt halbiert werden können. Mit der neuen Betonrezeptur kann der jährliche Zementverbrauch um 1.380 Tonnen (54 Prozent) gesenkt werden. Zusammen mit der Halbierung des Verschnitts ergeben sich daraus CO2-Einsparungen in Höhe von 1.659 Tonnen (22 Prozent) pro Jahr. Weiterhin können durch das Recycling und die Wiedereinbringung von Verschnitt und Fehlproduktion in den Herstellungsprozess sowie durch den Einsatz des optischen Konfektionierungssystems pro Jahr 1.485 Tonnen an Bausand (22,4 Prozent) und damit auch an Abfall eingespart werden. Die Mehrfachnutzung des Prozesswassers reduziert den jährlichen Frischwasserbedarf um 5.040 Kubikmeter. Das entspricht 32 Prozent des Gesamtwasserbedarfs der Produktion.
Das Forschungsprojekt zielt auf die Entwicklung einer neuen Prozessroute, um die Umweltbelastung durch Acid Mine Drainage (AMD) zu reduzieren. Die Aufmerksamkeit liegt hierbei auf der effizienten Eliminierung von Schwermetallen und der Nachbehandlung des erzeugten Abwassers zur Wertstoffrückgewinnung und Abwasserminimierung. Die Förderung von R&D zwischen den Forschungspartnern wird im Hinblick auf die AMD zur Entwicklung eines neuen Verfahrens für die selektive Produktion von Metallen und ihren Oxiden führen. Dieses Verfahren basiert auf der Neutralisierung und der anschließenden Ausfällung. Über einen weiteren Schritt, die Ultraschallsprühpyrolyse, werden schließlich Partikel im Nano- und Mikrometerbereich hergestellt. Sobald Südafrika technologisch potente AMD Kompetenzen errungen hat, wird die Acid Mine Drainage Branche aller Voraussicht nach wachsen und die südafrikanische Regierung, wie auch zukünftig die südafrikanische Wasserindustrie stärken. Das Wissen um die Rückgewinnung von wertvollen Rohstoffen aus Abwässern ist in primärressourcenarmen Ländern gut entwickelt und die Abwasserbehandlung ist ein Teil dieser technologischen Mischung. Wegen des in naher Zukunft umsetzbaren Potentials der Acid Mining Drainage Technologie auf dem südafrikanischen Markt erscheint die deutsch-südafrikanische Kooperation große Möglichkeiten für deutsche Partner zu bieten, ihr technologisches Knowhow anzuwenden und Langzeit-Partnerschaften mit Südafrika einzugehen.
Ammoniak (NH3)-Emissionen, die bei der Lagerung von Gülle entstehen, führen zu Eutrophierung und Bodenversauerung. In der Landwirtschaft stellen Emissionen aufgrund des Verlusts wertvoller Nährstoffe einen wirtschaftlichen Schaden dar. Andere gasförmige Emissionen aus der Gülle in der Form von Methan (CH4) und Lachgas (N2O) tragen als Treibhausgase zur globalen Klimaerwärmung bei. NH3- und CH4-Emissionen aus der Gülle hängen von deren pH-Wert ab. Das Ziel dies WT ist die Absenkung des pH-Werts in Rindergülle mit Hilfe von anorganischen Säuren (wie Phosphorsäure oder Oxalsäure) auf einen Ziel pH-Wert von um 6 zu erreichen. Ebenso sollen organische Substanzen als Nebenprodukt der Lebensmittelerzeugung (Molke und Sauerkrautsaft) hin auf ihre pH-Wert absenkende Wirkung hin überprüft werden. Es gilt herauszufinden, wie Rindergülle auf den Zusatz von anorganischen und organischen Substanzen reagiert.
Im Rahmen dieses Projekts soll eine mobile und/oder auch statische Chlorabsorptionsanlage entwickelt werden. Dabei nutzen wir das physikalische Prinzip der Adsorption von Chlorgas an Adsorbentien. Hierfür wurde uns unter Nr. 19918218 eine Patent für ein Verfahren zur Aufnahme von Gasen beim Deutschen Patentamt erteilt. Unsere für einen Havariefall ausgelegte Anlage für eine Chlorgasflasche (65 kg) hätte eine Gesamtgröße von etwa 1 m3. Für größere Chlorgasmengen sind entsprechend, linear zu interpolierende Anlagengrößen notwendig. Eine grobe Kostenschätzung für eine 65 kg Mobilanlage dürfte etwa 10000, für eine stationäre Anlage etwa 6000 netto betragen. Wir betonen an dieser Stelle, dass der Verband der Chemischen Industrie e.V. (VCI) eine derartige Anlage entwickelt hat und vertreibt, demnach ein interessanter Markt vorhanden ist (Feuerwehren usw.). Das Prinzip der VCI Anlage, Chlorgas wird mittels Strahlpumpe angesaugt und über 20 prozentige Natronlauge gewaschen, ist allerdings mit ca. 600 TDM (Angaben der VCI) sehr teuer, sehr schwer (6 t Anlage plus 2 t Natronlauge) und darüber hinaus sehr groß (LxBxH 6 x 2,4 x 2,5 m).
Zur Sanierung der stark sauren Tagebaurestseewaesser bietet sich die elektrochemische Verschiebung des pH-Wertes (Neutralisation) an. In Durchflusszellen mit 3d-Elektroden (Metallnetz, Partikel) werden Transporteigenschaften von Anionen- und Kationenaustauschermembranen, insbesondere das Verhaeltnis der Transportgeschwindigkeiten von Protonen/Metallkationen und Hydroxylionen/Anionen in Abhaengigkeit von der Elektrolytzusammensetzung im Hinblick auf eine pH-Verschiebung untersucht.
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