Das Projekt "Teilprojekt A 19: Sorptions- und Oxidationsverfahren für Reaktivfarbstoffe aus Teilstömen und Mischabwässern - Entfernung von Reaktivfarbstoffen mittels Sorption an Anionentauscher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Problemstellung: Die Textilveredelnde Industrie (TVI) gehört heute zu den abwasserintensivsten Industriezweigen. So beträgt der spezifische Wasserverbrauch 100 Liter und mehr pro Kilogramm Produkt. Textilabwässer sind meist komplex zusammengesetzt und wegen des Chargenbetriebes schwankt die Zusammensetzung stark. Viele Einsatzstoffe sind mit klassischen Abwasserbehandlungsverfahren nicht oder nur schwer entfernbar. Bei der Indirekteinleitung über kommunale Kläranlagen erfolgt zwar eine Verdünnung, gut wasserlösliche und persistente Stoffe werden jedoch nicht eliminiert. Zur Behandlung des Mischabwassers eines Textilbetriebes reicht ein Verfahrensschritt in der Regel nicht aus, sondern es sind aufwendige Verfahrenskombinationen nötig. In vielen Fällen kann eine Behandlung der Teilströme vor der Vermischung ökonomisch und ökologisch sinnvoller sein als eine Mischabwasserreinigung. Die gezielte Behandlung bestimmter Teilströme kann darüber hinaus die Wiederverwendung des Wassers im selben oder in anderen betrieblichen Prozessen ermöglichen, und damit insgesamt zur Wassereinsparung, beitragen. Abwässer aus der Textilfärberei und den nachfolgenden Spülschritten bilden einen der größten in der TVI anfallenden Abwasserteilströme. Reaktivfarbstoffe sind die am meisten verwendete und gleichzeitig die wohl am schwersten zu entfernende Farbstoffgruppe. Herangehensweise: Im Projekt A19 des Sfb193 werden Sorptionsverfahren zur Textilabwasserreinigung untersucht. Sie können zum einen als 'polishing'-Schritt zur Entfärbung bereits vorbehandelter Abwässer und zum anderen zur Entfärbung von Spülwässern zur innerbetrieblichen Wiederverwendung eingesetzt werden. Sorptionsfilter sind relativ einfach zu installieren und zu betreiben. Damit wären sie bei entsprechender Leistungsfähigkeit gerade für kleine und mittlere Betriebe eine interessante Option. - Ziel der Arbeit ist die Ermittlung von Grundlagen eines Sorptions-Regenerations-Verfahrens zur Reaktivfarbstoffentfernung aus Textilabwasser. Dazu werden verschiedene kommerziell erhältliche Sorbentien untersucht. Ergebnisse und Perspektiven Mittels eines Screening wurde ein schwach basischer Anionentauscher als vielversprechendstes Sorbens ermittelt. In Versuchsfiltern konnten bis 700 Bettvolumina (d.h. ein Volumen 700-mal so groß wie das Filtervolumen) einer Modellösung mit 200 mg/L Farbstoff behandelt werden. Voraus-sichtlich sind noch höhere Durchsätze zu erzielen. Das Sorbens kann auch bei hohen Salzgehalten und bei pH-Werten bis ca. 8 eingesetzt werden. Die Regeneration gelingt mit alkalischer Methanollösung (Methanol mit 50 mmol/L NaOH und einem geringen Anteil H2O). Dies ermöglicht, das Regeneriermittel durch Destillation zur Wiederverwendung zurückzugewinnen und das zu entsorgende Konzentrat stark einzuengen. Derzeit wird zum einen an der Optimierung des Verfahrens gearbeitet. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilprojekt A 19: Sorptions- und Oxidationsverfahren für Reaktivfarbstoffe in Teilströmen und Mischabwasser - Oxidative Regeneration von mit Reaktivfarbstoffen beladenem beta-FeOOH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Vorgehensweise: Zunächst werden Reaktivfarbstoffe aus Abwässern an b-Eisen(III)oxidhydrat (beta-FeOOH) sorbiert. In der zweiten Stufe erfolgt die oxidative Regeneration des beladenen Adsorbers mit Wasserstoffperoxidlösung, indem der sorbierte Reaktivfarbstoff chemisch oxidiert und dadurch Adsorptionskapazität zurückgewonnen wird. Ziel ist die Wiederbeladung des Adsorbermaterials. Ergebnisse: OH-Radikale werden an der Eisenoxidhydrat-Oberfläche katalytisch aus Wasserstoffperoxid gebildet und führen zur Oxidation der sorbierten Reaktivfarbstoffe. Eine erhöhte Temperatur wirkt sich positiv auf die Oxidation aus. Zur schnellen oxidativen Regeneration ist eine Behandlung des beladenen Adsorbers im Kreislauf mit 3 %iger Wasserstoffperoxid-Lösung bei 50 Grad Celsius für 60 min erfolgreich. Sorbierte Farbstoffe desaktivieren die katalytischen Oberflächen des beta-FeOOH. Deshalb steigt der Wasserstoffperoxid-Verbrauch mit fortschreitender Oxidation der Farbstoffe und Desorption der Oxidationsprodukte. Aufgrund des Stofftransportes flüssig/fest ist eine hohe Wasserstoffperoxid-Anfangskonzentration von größer als 1 % notwendig, jedoch ist der Verbrauch an Wasserstoffperoxid pro oxidierter Farbstoff mit 7.6 - 14.5 mg mg-1 klein. Im Regenerat werden eine Reihe von anorganischen und organischen Oxidationsprodukten identifiziert, wobei letztere bereits einen DOC-Anteil von 20 % des oxidierten Reaktivfarbstoffes ausmachen. Bisher konnte eine dreifache Wiederbeladung und oxidative Regeneration ohne Kapazitätsverluste erzielt werden. Der Vorteil dieses neuen, katalytischen Oxidationsverfahrens gegenüber dem klassischen Fenton Prozess liegt in der pH-Unabhängigkeit der Oxidation und dem fehlenden Schlammanfall.
Das Projekt "Biologisch-chemische Behandlung von Abwaessern der Textilfaerberei unter Einsatz eines neuen Rotationsscheibenreaktors" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnk, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Reaktivfarbstoffe (Azofarbstoffe) lassen sich unter anaeroben Bedingungen durch Zugabe von Cosubstraten in zwei Metabolite spalten und damit entfaerben. Die Metabolite koennen jedoch viel toxischer sein als der Farbstoff selbst. Farbstoffhaltige Textilabwaesser sollten daher nicht nur entfaerbt werden, die Stoffe sind mindestens soweit abzubauen, bis die Toxizitaet weitgehend reduziert ist. In dem Projekt wurde ein Verfahren entwickelt, in welchem mehrere anaerobe und aerobe Rotationsscheibenreaktoren hintereinander geschaltet werden. Hinzu kamen Versuche zur Entfaerbung durch Oxidation mit Ozon und zur Teilozonierung biologisch nicht weiterabbaubarer Reststoffe der Reaktivfarbstoffe Violet 5, Black 5, Orange 96. Die an synthetischen Abwaessern gemachten Erfahrungen wurden an realen Farbstoffgemischen einer Textilfaerberei ueberprueft. Es zeigte sich, dass nicht alle Metabolite biologisch abbaubar sind. Daher sind die nach der Entfaerbung und dem biologischen Teilabbau noch zurueckbleibenden Metabolite durch Ozon soweit chemisch oxidiert worden, dass sie wieder biologisch behandelbar wurden. Es zeigte sich, dass diese vierstufige Behandlung anaerob/aerob/chemisch/aerob nicht zu einem wesentlich geringeren Ozonverbrauch fuehrt wie die zweistufige Behandlung chemisch/biologisch, so dass diese aufgrund ihres geringeren apparativen Aufwands vorzuziehen ist.
Das Projekt "Selektive Entfernung von Farbstoffen mit einer Einschlussverbindung und deren Regeneration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Wasserreinhaltung durchgeführt. Untersucht wurde zum einen die Adsorption von Reaktivfarbstoffen an Cucurbituril, ein in Wasser praktisch unloesliches zyklisches Polymerisat aus Harnstoff, Glyoxal und Formaldehyd. Sorptionsgleichgewichte und Salzeinfluesse wurden beschrieben. Desweiteren wird die Sorption der Reaktivfarbstoffe an andere Sorbentien (Anionenaustauscher, Harze, FeOOH) untersucht. Die Ozonierung der Reaktivfarbstoffe in der Fluessigphase wird betrachtet und die oxidative Regenerierung des FeOOH-Granulats untersucht.
Das Projekt "Untersuchungen zur anaeroben mikrobiologischen Abbaubarkeit farbstoffhaltiger Teilstromabwaesser aus der Textilveredelungsindustrie unter Beruecksichtigung der Wirkung von Co-Substraten und einer nasschemischen oxidativen Vorbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Fuer Abwaesser mit hoher Belastung durch Farbstoffe und andere organische Textilhilfsmittel wie z.B. die Teilstromabwaesser aus Faerberei und Druckerei bietet sich als Behandlungsmethode das anaerob-biologische Verfahren an. Vorraussetzung ist eine hohe anaerobe Abbaubarkeit der enthaltenen organischen Substanzen sowie das Fehlen von toxisch bzw. inhibierend wirkenden Stoffen. Liegt zunaechst nur eine geringe anaerobe Abbaubarkeit der Substanzen vor, kann diese unter Umstaenden durch den Einsatz geeigneter Co-Substrate erhoeht werden. Eine weitere Verfahrensvariante zur Erhoehung der biologischen Abbaubarkeit steht mit der nasschemischen oxidativen Vorbehandlung, die eine sehr gezielte und reststofffreie Verfahrensfuehrung zulaesst, zur Verfuegung. Liegt auch mit Einsatz von Co-Substraten und oxidativer Vorbehandlung nur eine anaerobe Teilabbaubarkeit vor, kann das Verfahren dann sinnvoll angewendet werden, wenn die Abbauprodukte des anaeroben Abbaus durch aerobe Nachbehandlung vollstaendig mineralisiert werden koennen. Da die ueberwiegende Anzahl der Textilveredelungsbetriebe Indirekteinleiter sind, kann diese aerobe Nachbehandlung sehr kostenguenstig ohne baulichen Mehraufwand im Rahmen der biologischen Abwasserreinigung auf der kommunalen Klaeranlage durchghrt werden. Aufgrund der bisher vorliegenden Erkenntnisse erscheint es als besonders aussichtsreich, die Teilstromabwaesser aus der Druckerei und der Faerberei durch anaerobe Behandlung ggf. unter Verwendung von Co-Substraten oder nach nasschemischer oxidativer Vorbehandlung unter die im Entwurf zu Anhang 38 geforderten Grenzwerte zu bringen. Die hierzu erforderlichen Untersuchungen gliederten sich in drei Phasen: In der ersten Projektphase wurden Inhaltsstoffe repraesentativer und relevanter Teilstromabwaesser aus Faerberei und Druckerei auf ihre anaerobe Abbaubarkeit unter Beruecksichtigung der Eignung organischer Textilhilfsmittel als Co-Substrate und einer nasschemischen oxidativen Vorbehandlung im Labormassstab untersucht. In der zweiten Projektphase wurden die ausgewaehlten Teilstromabwaesser, organisch hochbelastete Abwaesser aus der Entschlichtung und Restflotten aus der Ausziehfaerberei, mit Reaktivfarbstoffen in einem kontinuierlich betriebenen einstufigen anaeroben Festbettreaktor unter Variation der verschiedenen Auslegungsparameter behandelt. Ziel dieser Untersuchungen war die Ermittlung der hinsichtlich Abbaugrad, Raumabbauleistung und Gasproduktion optimalen Parameter. Parallel hierzu wurden in der 3. Projektphase die Ablaeufe der anaeroben Festbettreaktoren auf ihre aerobe Abbaubarkeit untersucht. Neben der grundsaetzlichen Klaerung der aeroben Abbaubarkeit der Inhaltsstoffe der Ablaeufe der Anaerob-Reaktoren sollten diese Untersuchungen auch Aufschluss ueber die optimale Kombination aus anaerober Vorbehandlung und aerober Nachbehandlung geben.
Das Projekt "Untersuchungen zur Teilstrombehandlung hochbelasteter Faerbereiabwaesser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Fachbereich 07 für Maschinenbau, Institut für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Textilfaerbungen mit Reaktivfarbstoffen auf Azobasis fuehren aufgrund der hohen Ausbeuteverluste von bis zu 45 Prozent zu einer erheblichen Kontamination des Prozesswassers durch Azoverbindungen. Zum einen beeintraechtigen diese Belastungen die biologischen Prozesse im aquatischen System, zum anderen verhindern sie ein dringend notwendiges Abwasserrecycling in der Textilveredlungsindustrie. Gesamtziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung einer mehrstufigen Teilstrombehandlungsanlage (Sequencing Batch Process), in der hochkonzentrierte Faerbeflotten der Reaktivfaerbung durch ein kombiniertes Verfahren aus anaerober Behandlung, partieller Oxidation der Farbstoffspaltprodukte mit Ozon und weitergehende biologisch-aerobe Behandlung nahezu vollstaendig abgebaut werden koennen.
Das Projekt "Chemische Modifizierung von Naturfarbstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Fakultät Mathematik und Naturwissenschaften, Institut für Makromolekulare Chemie und Textilchemie durchgeführt. Naturfarbstoffe gewinnen unter den Gesichtspunkten 'nachwachsende Rohstoffe' und 'oekologisch und toxikologisch unbedenkliche Textilien' zunehmend an Bedeutung. Sie weisen jedoch bei ihrer Applikation (geringes Auszieh- bzw. Aufziehvermoegen, zur Fixierung sind umweltschaedigende Beizen erforderlich) und waehrend des Gebrauchs der mit ihnen gefaerbten Textilien (geringe Farbechtheiten) wesentliche Fachteile auf. Anliegen dieses Projekts ist es, diese Nachteile durch eine chemische Modifizierung der Naturfarbstoffe zu beheben bzw. zu minimieren. Im einzelnen wurden natuerlich vorkommende anthrachinoide und indigoide Farbstoffe durch Kombination mit verschiedenen Ankergruppen und teilweise Sulfonierung in loesliche Reaktivfarbstoffe und vor allem reaktive Dispersionsfarbstoffe ueberfuehrt. Durch Modifizierung an den auxochromen Gruppen gelang es auch, neue bei den anthrachinoiden Naturfarbstoffen nicht vertretene Farbnuancen in einer Breite zu erschliessen, die ein trichromatisches Faerben erlaubt. Applikationsversuche erfolgten zunaechst an Wolle.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 7 |
| Type | Count |
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| Förderprogramm | 7 |
| License | Count |
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| open | 7 |
| Language | Count |
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| Deutsch | 7 |
| Resource type | Count |
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| Keine | 5 |
| Webseite | 2 |
| Topic | Count |
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| Boden | 4 |
| Lebewesen & Lebensräume | 6 |
| Luft | 3 |
| Mensch & Umwelt | 7 |
| Wasser | 6 |
| Weitere | 7 |