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Jet-REMPI zum on-line-Nachweis von Spurengasen

Das Projekt "Jet-REMPI zum on-line-Nachweis von Spurengasen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Physikalische Chemie der Verbrennung durchgeführt. In diesem Vorhaben soll ein hoechstempfindliches On-line Messverfahren fuer Spurengase entwickelt werden. Dabei stehen zwei Ziele im Vordergrund: Emissionsminderung von Muellverbrennungsanlagen durch dynamisch optimierte Verbrennungsfuehrung und die spaetere Entwicklung und Validierung von Modellen fuer die Verbrennung von Muell. Dazu soll die Empfindlichkeit von REMPI (=resonanzverstaerkte Multiphotonen-Ionisation) so verbessert werden, dass dieses Verfahren zur on-line-Messung von zumindestens einigen chlorierten Dioxinen/Furanen (D/F) im Rohgas von Muellverbrennungsanlagen und von Leitsubstanzen (korrelliert mit D/F) im Reingas benutzt werden kann. Die gewonnenen Messsignale sollen einerseits eine kontinuierliche Ueberwachung der Chloraromaten ermoeglichen, andererseits und vor allem eine Prozesskontrolle mit dem Ziel einer optimierten Verbrennungsfuehrung. Die angestrebte Verbesserung der Empfindlichkeit konnte im Rahmen dieses Vorhabens durch eine Aenderung der Geometrie zwischen Duese des Probenstrahls (= 'Jet'), Ionisationsort und Ionenabsaugung sowie durch eine Optimierung der Ionenabsaugoptik erreicht werden. Nachteilige Effekte wie etwa Stoerung des Strahls durch Absaugelektroden und Querempfindlichkeiten konnten im vorliegenden Projekt weitgehend eliminiert werden. Erreicht wurde bisher: Hochselektive, hochempfindliche Messung von Aromaten und Chloraromaten auch in 'schwierigen' Gemischen. Messgrenze fuer Benzol ist z.B. kleiner 1 ppt (vol) bei Messzeiten von etwa 1 sec.

Abwasserreinigung mit UV-Strahlung, Ozon und Wasserstoffperoxid kombiniert mit spektroskopischer Analytik

Das Projekt "Abwasserreinigung mit UV-Strahlung, Ozon und Wasserstoffperoxid kombiniert mit spektroskopischer Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik durchgeführt. Zur Behandlung schadstoffbelasteter Waesser werden zunehmend Aufbereitungstechnologien eingesetzt, deren Ziel darin besteht, durch Kombination von UV-Licht und Oxidationsmitteln OH-Radikale zu erzeugen und Schadstoffe auf photooxidativem Weg zu entfernen. In jedem Fall muss die Aufbereitung in der Weise durchgefuehrt werden, dass sich moeglichst kostenguenstig ein optimaler Behandlungserfolg erreichen laesst. Die Einhaltung der vom Gesetzgeber geforderten Grenzwerte ist daher die grundlegendste Voraussetzung fuer eine wirkungsvolle Anwendung der photochemischen Nassoxidation. In diesem Zusammenhang dient das geplante Forschungsprojekt der Konzeptionsfindung und optimalen Auslegung der UV-Oxidationstechnologie zur Reinigung hochbelasteter industrieller Abwaesser und Deponiesickerwaesser. Einen besonderen Beitrag soll das Vorhaben auf dem Gebiet der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik leisten, da der Aufbereitungsprozess sensorisch ueberwacht durchgefuehrt werden soll. Hierfuer sollen von der franzoesischen Gruppe UV-spektroskopische Messeinrichtungen zur On-line-Ueberwachung der Parameter TOC, BOD und COD zur Verfuegung gestellt werden. Die Adaptierung der Systeme an die Pilotanlagen der franzoesischen und bayerischen Gruppe wird durch die modulare Bauweise wesentlich vereinfacht. Ferner ist von der deutschen Gruppe die Entwicklung eines faseroptischen Sensors zur in situ Detektion von OH-Radikalen geplant. Mit diesem System soll die Messung der OH-Radikalkonzentration inmitten der reagierenden Phase durchgefuehrt und in Abhaengigkeit von der UV-Leistung und dem Oxidationsmitteleintrag die Optimierung der UV-Oxidation vorgenommen werden. Dabei soll mit den Erfahrungen der franzoesischen Gruppe auch das kurzwellige UV C Gebiet (kleiner 200nm) genutzt werden. Untersuchungen zur UV-Oxidation sollen letztlich darueber Aufschluss geben, welche Verfahrenskombination (UV/O3, UV/H2O2 oder UV/O3/H2O2) fuer die Abwasserreinigung im Hinblick auf die Zerstoerung toxischer und schwer abbaubarer Wasserinhaltsstoffe geeignet ist. Dabei werden genauere Erkenntnisse ueber das Auftreten entstehender Metabolite und die Abbauwege von Problemstoffen erwartet. Ferner werden definitive Aussagen darueber erwartet, inwieweit unter realen Aufbereitungsbedingungen durch Variation der Betriebsparameter auf den Behandlungserfolg, dh auf die Abbaueffizienz und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, Einfluss genommen werden kann. Mit der Installation spektroskopischer Messsysteme zur kontinuierlichen Aufzeichnung der Summenparameter erwartet man ein robustes Ueberwachungs- und Steuerungssystem fuer einen betriebssicheren Einsatz von Anlagen zur photooxidativen Wasseraufbereitung. Im besonderen wird durch die Entwicklung eines faseroptischen Sensors zur Detektion von OH-Radikalen eine zusaetzliche Messtechnik erwartet, die in der Betriebsoptimierung und -fuehrung einen idealen Anwendungsbereich findet.

On line Ueberwachung von Industrieabwaessern

Das Projekt "On line Ueberwachung von Industrieabwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität des Saarlandes, Fachrichtung 9.14 Anorganische und Analytische Chemie und Radiochemie durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, mit einem auf der Basis der Fliessinjektionsanalyse arbeitenden preiswerten Detektor in Industriewaessern umfangreich Stoffbilanzen ueber anorganische und organische Schmutzfrachten automatisch zu erstellen und gleichzeitig den entsprechenden technischen Prozess zur Minimierung der Wasserbelastung (Galvanikbetrieb, Kokereien) zu steuern. Die Arbeiten haben bisher neben Methodenoptimierungen zu der Entwicklung des Prototyps einer geeigneten Messzelle mit der zugehoerigen Steuerelektronik gefuehrt. Das System ist mit der Moeglichkeit einer Fernabfrage ausgestattet und im Feldversuch erprobt.

Teilprojekt B 03: Entwicklung und Anwendung eines schnellen, automatischen Analysensystems zur Prozesskontrolle bei der biologischen Abwasserreinigung

Das Projekt "Teilprojekt B 03: Entwicklung und Anwendung eines schnellen, automatischen Analysensystems zur Prozesskontrolle bei der biologischen Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Chemie durchgeführt. Am Beispiel eines Bioreaktors zur Eliminierung von Ammonium soll ein flexibles, automatisch messendes Analysensystem auf der Basis der Fliessinjektionsanalyse entwickelt und bewertet werden, das die Konzentrationen von Nitrit, Nitrat, Ammonium, Kohlenstoffdioxid, Hydrogencarbonat und Calcium sowie den pH-Wert nach On-line-Filtration zu bestimmen gestattet. Die Automatisierung soll mit Hilfe eines Computers erfolgen, der die Erfassung und Aufbereitung der Messdaten sowie die Steuerung des Analysensystems vornimmt. Einbezogen in die Steuerungsfunktion sind Autokalibrierung, Fehlererkennung und Wahl des Bereiches.

Entwicklung einer Messmethode zur Ueberwachung und Steuerung des Nitrifikationsvorganges auf Klaeranlagen

Das Projekt "Entwicklung einer Messmethode zur Ueberwachung und Steuerung des Nitrifikationsvorganges auf Klaeranlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Darmstadt, Institut für Wasserversorgung, Abwasserbeseitigung und Raumplanung durchgeführt. Konventionelle Regelungs- bzw Steuerungssysteme zur Steigerung der Prozessstabilitaet der Nitrifikation beruhen zur Zeit weitgehend auf Messungen verschiedener Parameter in der fluessigen Phase. Im Rahmen des Forschungsprojektes soll als Alternative zu diesem Verfahren eine Mess- und Regelungsmethode entwickelt werden, die auf der Erfassung und der Untersuchung der Abluft von Belebungsbecken beruht. Dabei ist insbesondere das Verhaeltnis der Abluftkomponenten Sauerstoff und Kohlendioxid von Bedeutung, da es einerseits Rueckschluesse auf die Effektivitaet der Belueftung, anderseits auf die mikrobiologischen Vorgaenge (Kohlenstoff- bzw Stickstoffabbau) im Belebungsbecken ermoeglicht. Durch die simultane und kontinuierliche Erfassung des Zulauf-BSB und der Ammoniumkonzentration an verschiedenen Punkten der biologischen Stufe lassen sich darueber hinaus die Randbedingungen fuer die Ausbildung oder die Verlagerung von Zonen mit verstaerktem Ammonium- bzw Kohlenstoffabbau herleiten und quantifizieren. Auf der Basis dieser Erkenntnisse werden Regelungsstrategien fuer die Nitrifikation erarbeitet und auf den untersuchten Klaeranlagen getestet bzw verifiziert.

Teilvorhaben 5

Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von plating electronic GmbH durchgeführt. Die Schichteigenschaften werden bezüglich Verschleißbeständigkeit und Abstimmung auf das Substrat durch genaue und modellgestützte Kontrolle der Beschichtungsprozesse verbessert. Die Gestaltung optimierter Schichtfunktionen erfolgt durch gradierte Gefüge mit reduzierten Risslängen und -dichten und durch Druckeigenspannungen. Die Schichten und Grenzflächenbereiche werden metallografisch, mechanisch und tribologisch charakterisiert. Beanspruchungsanalysen werden zur Qualifizierung und für Lebensdauerberechnungen für Betriebsbelastungen durchgeführt. Modelle zur Schichtabscheidung und Verknüpfung von Prozessparametern mit funktionalen Schichteigenschaften werden entwickelt. Damit werden Strategien für Prozessregelung und Qualitätssicherung zielführend erarbeitet, notwendige Anlageneigenschaften definiert und in die Industrieanlagen der Verbundpartner überführt. Da die zu entwickelten Technologien und Verfahren nicht auf die hier relevanten Produktgruppen beschränkt sind, besteht ein breit es Anwendungspotential, das auch Patentierungen und Lizensierung einzelner Prozessschritte erlaubt. Die neuen Erkenntnisse dienen so einer Qualitätsverbesserung und einer Erweiterung der Produktpalette.

Teilvorhaben 2

Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Robert Bosch GmbH durchgeführt. Die Schichteigenschaften werden bezüglich Verschleißbeständigkeit und Abstimmung auf das Substrat durch genaue und modellgestützte Kontrolle der Beschichtungsprozesse verbessert. Die Gestaltung optimierter Schichtfunktionen erfolgt durch gradierte Gefüge mit reduzierten Risslängen und -dichten und durch Druckeigenspannungen. Die Schichten und Grenzflächenbereiche werden metallografisch, mechanisch und tribologisch charakterisiert. Beanspruchungsanalysen werden zur Qualifizierung und für Lebensdauerberechnungen für Betriebsbelastungen durchgeführt. Modelle zur Schichtabscheidung und Verknüpfung von Prozessparametern mit funktionalen Schichteigenschaften werden entwickelt. Damit werden Strategien für Prozessregelung und Qualitätssicherung zielführend erarbeitet, notwendige Anlageneigenschaften definiert und in die Industrieanlagen der Verbundpartner überführt. Da die zu entwickelnden Technologien und Verfahren nicht auf die hier relevanten Produktgruppen beschränkt sind, besteht ein breites Anwendungspotenzial, das auch Patentierungen und Lizenzierung einzelner Prozessschritte erlaubt. Die neuen Erkenntnisse dienen so einer Qualitätsverbesserung und einer Erweiterung der Produktpalette.

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