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AVA cleanphos

Das Projekt "AVA cleanphos" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Agrartechnik (440), Fachgebiet Konversionstechnologie und Systembewertung nachwachsender Rohstoffe (440f) durchgeführt. Das Verfahren AVA cleanphos bietet die Option, die vom Bundesministerium für Umwelt in der neuen Klärschlammverordnung geforderte Phosphor-Rückgewinnung zeitnah und kosten-effizient umzusetzen. Hierfür ist die Erprobung und technische Umsetzung des Säureaufschlussverfahrens in einer geschlossenen Prozesskette von der Herstellung der HTC-Kohlen bis hin zur Herstellung eines vermarktungsreifen Düngemittels erforderlich Im HTC-Prozess wird aus Klärschlamm ein Kohle slurry erzeugt. Der im Slurry enthaltene Feststoff(HTC-Kohle)enthält 99%des gesamten durch die Phosphateliminierung in der Abwasserreinigung im Klärschlamm festgelegten Phosphors. Durch sauren Aufschluss ('Acid Leaching') der HTC-Kohle in wässriger Suspension ('Slurry') bei pH kleiner als 2 kann das Orthophosphat aus den schwer löslichen Phosphatverbindungen herausgelöst und in die flüssige Phase überführt werden. Nach einer Fest-flüssig-Trennung durch Filtration, inklusive eines Spülschritts, liegt der enthaltene Orthophosphat-Phosphor ('PO4-P') zu größer als 90 % in der flüssigen Phase ('Leachwasser') vor. Durch Zugabe von geeigneten Calciumverbindungen kann der enthaltene PO4-P bei pH = 4 bis 8 als lösliche pflanzenverfügbare Calcium-Phosphat-Verbindung gefällt oder auskristallisiert werden. Das Calcium-Phosphat-Produkt kann direkt als Dünger oder zur Herstellung von höherwertigen Mineraldüngern in der Düngemittelindustrie gemäß etablierter Verfahren verwendet werden. Die Rückgewinnungsrate im gesamten Prozess liegt bei über80%.Gegenüber der Phosphor-Rücklösung aus Asche hat der AVA cleanphos Prozess zudem den Vorteil, dass der Phosphor in der HTC-Kohle nicht in einer Glas-Matrix gebunden ist und somit deutlich einfacher und kostengünstiger zurückgelöst werden kann. Zudem verbleiben die Schwermetalle bei der Rücklösung hauptsächlich in der HTC-Kohle was zu einem sehr reinen Phosphor-Produkt führt und dank der Einsparung eines entsprechenden Reinigungsschrittes zu einer weiteren Kostenreduktion führt. Im Rahmen des zu fördernden Projekts soll das Verfahren AVA cleanphos, nach erfolgreichen Laborversuchen, im halbtechnischen Maßstab pilotiert werden. Zu diesem Zweck soll eine entsprechende Pilotanlage detailliert geplant, aufgebaut und betrieben werden, so dass geeignete Apparate, technische und wirtschaftliche Lösungen evaluiert sowie der Einfluss verschiedener Prozessparameter, die Produktqualität sowie allgemeine Upscaling-Effekte bei der Übertragung vom Labormaßstab in den (halb-)technischen Maßstab untersucht werden können. Zudem sollen entsprechende Massen-und Energiebilanzen sowie eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung erstellt werden. In Versuchsreihen bei der Universität Hohenheim soll die Pflanzenverfügbarkeit der gefällten Calcium-Phosphat-Verbindungen nachgewiesen werden. Außerdem wird die Eignung der phosphor-reduzierten HTC Kohle für die Nutzung in Zementwerken bewertet. Das Projekt wird vom Fraunhofer ISC (Bereich IWKS)wissenschaftlich begleitet.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WISUTEC Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Das Ziel des Vorhabens besteht in der Untersuchung und Bewertung des Remobilisierungspotentials von Radionukliden im Sediment des Constructed Wetland Pöhla und darauf aufbauend einer Strategieentwicklung zur langzeitigen Sedimentstabilisierung unter Nutzung der hohen Biosorptionsleistung von Characeae-Algen. Das Vorhaben gliedert sich in die folgenden Themenkomplexe: 1. Mikrobiologische und materialwissenschaftliche Untersuchungen der durch Algen verursachten Vorgänge bei der Biomineralisation, 2. Kolonnen- und Feldversuche zur stabilen Immobilisierung von Radionukliden und Schwermetallen im Sediment, 3. Modellierung der zur Sedimentbildung führenden Prozesse. Im Fall der erfolgreichen Lösung der Zielstellung beabsichtigt die WISUTEC GmbH die schnellstmögliche Umsetzung der Ergebnisse, um die Behandlungskosten des Grubenwassers Pöhla im Wetland weiter zu senken. Angestrebt wird weiterhin, für verfahrenstechnische Lösungen, die sich vom Stand der Technik deutlich abheben und eine attraktive wirtschaftliche Nutzung erlauben, Schutzrechte anzumelden.

Erhoehung der Mobilitaet von Schwermetallen unter dem Einfluss von Salzableitungen (NaCl) sowie unter dem Einfluss von kuenstlichen und natuerlichen Komplexbildnern

Das Projekt "Erhoehung der Mobilitaet von Schwermetallen unter dem Einfluss von Salzableitungen (NaCl) sowie unter dem Einfluss von kuenstlichen und natuerlichen Komplexbildnern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bundesanstalt für Gewässerkunde durchgeführt. Es ist bekannt, dass die Mobilitaet von Schwermetallen durch Salze erhoeht wird. (Konkurrenzeffekt von Na am Sorptionskomplex der Sedimente). Es ist erforderlich, diese Erscheinung quantitativ zu untersuchen, um z.B. Aussagen ueber die Erhoehung des Schwermetallgehalts des Rheinwassers durch die Salzableitungen zu erhalten. Weiterhin soll quantitativ untersucht werden, welchen Einfluss natuerliche Komplexbildner (Humine) und kuenstliche Komplexbildner (z.B. Tenside, NTA, ADTA) auf die Extraktion und Maskierung von Schwermetallen ausueben. Gleichzeitig soll festgestellt werden: die Herkunft und Stabilitaet des Komplexbildners und der Schwermetallkomplexe.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von limknow GmbH & Co. KG durchgeführt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von hydroakustischen Vermessungs- und Auswertungsmethoden zur genauen Bestimmung bestehender Kies- und Sandlagerstätten in Baggerseen und die Erfassung der überdeckenden Feinsedimentmenge. Kernaspekt ist die Kombination von hochaufgelösten parametrischen Echolotmessungen mit Tiefenbohrungen. Ein weiteres Ziel ist die umfassende physikalische und chemisch-mineralogische Charakterisierung der aus den Bohrungen entnommenen Sedimentproben, um so die Validierung der innovativen Detektionsmethoden zu ermöglichen. Desweiten sollen auf Grundlage dieser Charakterisierung Parameter identifiziert werden, welche eine ortsspezifische Kalibrierung der Detektionsmethoden ermöglichen. Die Charakterisierung der Feinsedimente soll weiterhin eine erste Einschätzung der Umweltverträglichkeit bei Remobilisierung dieser Schichten, insbesondre auf Grundlage anorganischer Parameter wie Schwermetalle, ermöglichen. Durch Machine Learning Algorithmen unterstützt, werden genaue drei-dimensionale Ressourcenpläne erstellt, welche dem Kiesgrubenbetreiber als Grundlage für eine optimierte Abbaustrategie mit hoher Umweltverträglichkeit dienen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für eine unmittelbare Verbesserung beim Abbau der Lagerstätten und dienen zur Ausarbeitung von Wasserrechtsanträgen für eine nachhaltige zukünftige Nutzung. Die Ergebnisse des Projekts sollen neben den zuvor dargestellten Zielen weiteren Verwertungen zugeführt werden. Es ist geplant die Ergebnisse in wissenschaftliche Veröffentlichungen sowie in die universitäre Ausbildung, wie Vorlesungen der angewandten Materialforschung einfließen zu lassen. Weiterhin ist geplant, auf Grundlage der Ergebnisse der chemisch-mineralogischen Charakterisierung das Potential für eine Verwendung dieser bislang ungenutzten Feinschlämme als innovative Baustoffe und Baustoffsubstitutionen zu prüfen, um so einen Beitrag zur Ressourceneffizienz und nachhaltigen Flächennutzung zu leisten.

Schwermetalle in ufernahen Sedimenten und Boeden des Weser-Aestuars

Das Projekt "Schwermetalle in ufernahen Sedimenten und Boeden des Weser-Aestuars" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Oldenburg durchgeführt. Da bisher nur die landwirtschaftlich genutzten Flaechen im Bereich der Bleihuette Nordenham auf Schwermetallbelastung untersucht worden sind, sollen Untersuchungen ueber Art und Ausmass der Schwermetallbelastung in ufernahen Sedimenten und Boeden des Wesermuendungsgebietes durchgefuehrt werden. Hierbei geht es nicht nur um moegliche Emissionen der Bleihuette Nordenham, sondern generell um die Belastung aus kommunalen und industriellen Abwaessern sowie durch den Schiffahrtsverkehr.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Photogrammetrie und Fernerkundung durchgeführt. Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung von hydroakustischen Vermessungs- und Auswertungsmethoden zur genauen Bestimmung bestehender Kies- und Sandlagerstätten in Baggerseen und die Erfassung der überdeckenden Feinsedimentmenge. Kernaspekt ist die Kombination von hochaufgelösten parametrischen Echolotmessungen mit Tiefenbohrungen. Ein weiteres Ziel ist die umfassende physikalische und chemisch-mineralogische Charakterisierung der aus den Bohrungen entnommenen Sedimentproben, um so die Validierung der innovativen Detektionsmethoden zu ermöglichen. Desweiten sollen auf Grundlage dieser Charakterisierung Parameter identifiziert werden, welche eine ortsspezifische Kalibrierung der Detektionsmethoden ermöglichen. Die Charakterisierung der Feinsedimente soll weiterhin eine erste Einschätzung der Umweltverträglichkeit bei Remobilisierung dieser Schichten, insbesondre auf Grundlage anorganischer Parameter wie Schwermetalle, ermöglichen. Durch Machine Learning Algorithmen unterstützt, werden genaue drei-dimensionale Ressourcenpläne erstellt, welche dem Kiesgrubenbetreiber als Grundlage für eine optimierte Abbaustrategie mit hoher Umweltverträglichkeit dienen. Die Ergebnisse bilden die Grundlage für eine unmittelbare Verbesserung beim Abbau der Lagerstätten und dienen zur Ausarbeitung von Wasserrechtsanträgen für eine nachhaltige zukünftige Nutzung. Die Ergebnisse des Projekts sollen neben den zuvor dargestellten Zielen weiteren Verwertungen zugeführt werden. Es ist geplant die Ergebnisse in wissenschaftliche Veröffentlichungen sowie in die universitäre Ausbildung, wie Vorlesungen der angewandten Materialforschung einfließen zu lassen. Weiterhin ist geplant, auf Grundlage der Ergebnisse der chemisch-mineralogischen Charakterisierung das Potential für eine Verwendung dieser bislang ungenutzten Feinschlämme als innovative Baustoffe und Baustoffsubstitutionen zu prüfen, um so einen Beitrag zur Ressourceneffizienz und nachhaltigen Flächennutzung zu leisten.

Bindung und Remobilisierung von Schwermetallen und Phosphor im Seston des Weser-Aestuars

Das Projekt "Bindung und Remobilisierung von Schwermetallen und Phosphor im Seston des Weser-Aestuars" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Meeresforschung durchgeführt. Im Weser-Aestuar wurden im Wasser, im Seston und im Sediment sowie im Baggergut (Pflegebaggerei) Schwermetalle, Phosphor und organische Substanz in Aestuar-Laengsschnitten gemessen.

Mercury species over Europe. Relative importance of depositional methylmercury fluxes to various ecosystem

Das Projekt "Mercury species over Europe. Relative importance of depositional methylmercury fluxes to various ecosystem" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS-Forschungszentrum Geesthacht, Institut für Gewässerphysik durchgeführt. General Information: The general objective is to identify and quantify sources of atmospheric mercury species focusing on production and fluxes of methyl mercury (MeHg). The primary objective is to find the relative importance of the atmospheric deposition of MeHg, in comparison to methylation/demethylation processes in terrestrial and limnic ecosystems, in various parts of Europe. The intention is to provide the missing important pieces on the occurrence of direct and diffuse emissions, and of atmospheric production, of the mercury species contributing to the MeHg found enriched at different trophic levels in our ecosystems. From this, the capability of MeHg of atmospheric origin to act as a net source for MeHg transport over transition zones between, terrestrial, wetland, and limnic ecosystems, will be assessed. The information will be necessary in constructing adequate multicompartment models for the fate and effects of ecotoxicologically relevant mercury species, e.g. MeHg, and assessing impacts from environmental changes. For this purpose, techniques for identifying and quantifying the potential sources of atmospheric MeHg and other relevant mercury species, will be developed and used, In particular, possible direct MeHg releases form fossil-fuelled combustion facilities and household waste incinerators, or alternatively through chemical production in the plumes or in the atmosphere, are of major interest. The importance of various other mercury species in the formation of MeHg will also be addressed by finding at which distance from the sources the MeHg formation starts. Contributions from both point and diffuse MeHg sources will be estimated and confirmed by field measurements (air, precipitation, soils and natural waters) in the vicinity, far from and unaffected by large mercury emitters. The total strength of European MeHg sources will be assessed by expanding the European mercury emission inventory already available by the MeHg fractions, which will be based on the planned MeHg measurements in various type sources. In addition, more developed and adequate techniques for measuring also other mercury species will greatly improve the available emission inventory. Based on the emission inventory, the importance of atmospheric dispersion and long-range transport of MeHg, and its precursors if formed in the plume or in the free atmosphere, from source areas on the European continent to Scandinavia will be evaluated. Further, the presence of MeHg in marine air at the west-coast of Ireland will be used as a reference, when considering to the ocean as a potential source area for MeHg or its predecessors. The evaluation of MeHg contribution from different sources is expected to provide a ... Prime Contractor: Swedish Environmental Research Institute Ltd., Department of Environmental Monitoring, Fluxes and Synthesis; Stockholm; Sweden.

Aufnahme, Anreicherung und Lokalisation von Blei und Chrom bei marinen Organismen

Das Projekt "Aufnahme, Anreicherung und Lokalisation von Blei und Chrom bei marinen Organismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Meeresforschung durchgeführt. Aufnahme und Abgabe von Blei und Chrom bei marinen Bodentieren (Mytilus edulis, Cerastoderma edule, Macoma balthica, Arenicola marina, u.a.), die bei verschiedenen Metallkonzentrationen im Seewasser, in der Nahrung und im Sediment gehaeltert werden, sowie der Einfluss von biotischen und abiotischen Parametern auf die Metallakkumulation. Aussetzen von kontaminierten Tieren im Weseraestuar und in der Deutschen Bucht zur Untersuchung der Metallabgabe unter natuerlichen Bedingungen. Metallokalisation auf zellulaerer Ebene durch elektronenoptische Verfahren.

Eintraege biologisch schwer abbaubarer Komplexbildner in die Gewaesser

Das Projekt "Eintraege biologisch schwer abbaubarer Komplexbildner in die Gewaesser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESWE-Institut für Wasserforschung und Wassertechnologie durchgeführt. Komplexbildner sind Stoffe, die Kationen (z.B. Schwermetalle und Haertebildner) binden und dadurch i.d.R. die Mobilitaet dieser Stoffe in aquatischen Systemen erhoehen. Sowohl die Komplexbildner als auch die gebundenen Schwermetalle werden durch die erhoehte Mobilitaet in Klaeranlagen nicht mehr zurueckgehalten und sind potentiell trinkwassergaengig. Zudem kann es durch Komplexbildner zu einer Remobilisierung von Schwermetallen aus Gewaessersedimenten kommen. Der am weitesten verbreitete, synthetische Komplexbildner mit einem europaweiten Absatz von ca. 30000 Tonnen (1995) ist EDTA (Ethylendiamintetraacetat). In der 'EDTA-Erklaerung' von 1991 haben sich verschiedene Ministerien und Verbaende dazu verpflichtet den Eintrag von EDTA in die deutschen Gewaesser um 50 Prozent zu reduzieren. Dieses Ziel wurde 1997 noch nicht erreicht (nur ca. 33 Prozent Reduktion). Es wurde zusaetzlich deutlich, dass inzwischen eine Reihe weiterer schwer abbaubarer Komplexbildner in grossen Mengen zum Einsatz kommen. Ziel des Vorhabens ist es, ueber die Herstellung, Anwendung und Verbreitung von biologisch schwer abbaubaren Komplexbildnern in bezug auf die aquatische Umwelt Informationen zusammenzutragen und auszuwerten. Bisher wurden im Nachgang zur 'EDTA-Erklaerung' von 1991 lediglich Informationen zu EDTA von den betroffenen Verbaenden zur Verfuegung gestellt. Fuer die ebenfalls als schwer abbaubar einzustufenden Komplexbildner DTPA, PDTA, HEDTA, HEIDA, organische Phosphonsaeuren u.a. liegen bisher keine Angaben ueber die in Deutschland produzierten Mengen, die von bzw. nach Deutschland exportierten/importierten Mengen, deren Anwendungsgebiete und deren Verbleib in der Umwelt (Gewaesser) vor. Die Ergebnisse aus dem Vorhaben sollen die derzeit in Vorbereitung befindliche 'EDTA-Folgeerklaerung' (Erklaerung zur Reduzierung von EDTA und anderen biologisch schwer abbaubaren Komplexbildnern in Oberflaechgewaessern; die von BMU, VCI, IHO, Photoverbaende, BGW, DVGW, u.a. unterzeichnet werden soll) unterstuetzen und als Datenbasis fuer die angestrebten Reduzierungsmassnahmen dienen. Im Rahmen dieses Vorhabens ist vorgesehen, dass durch Recherchen bei den Herstellern und Vertreibern der genannten Komplexbildner die gewuenschten Informationen erhalten werden. Fuer die gewaesserrelevanten Anwendungsgebiete von schwer abbaubaren Komplexbildnern sollen mit Hilfe von spezifischen Emissionsfaktoren die Eintraege in die Gewaesser abgeschaetzt werden. Bisher ermittelte Konzentrationen dieser Komplexbildner in den Gewaessern, die nur sehr vereinzelt vorliegen, sollen die ermittelten Emissionsfaktoren abstuetzen. Darueber hinaus sind auch weitere Messungen von schwer abbaubaren Komplexbildnern in Oberflaechengewaessern vorgesehen.

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