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Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Burkhardt Geologische und hydrologische Bohrungen GmbH & Co. KG durchgeführt. In dieser Arbeit wurden insgesamt fünf unterschiedliche magnetische Kontrastmittel auf Ihre Anwendbarkeit im Hinblick auf die Orientierungsmessung zur Bohrausrichtung bei rückbaufälligen Erdwärmesonden (EWS) untersucht. Mit Magnetit- oder Eisenpartikeln dotierte Zement-Bentonit Suspensionen stellten sich als ungünstig heraus, da sie zum einen ein zu schwaches magnetisches Signal, selbst nach einer gezielten induzierten Magnetisierung, aufwiesen, und zum anderen der nötige Vorgang der Magnetisierung und der darauffolgenden Injektion der Suspensionen in die Sonde als nicht praktikabel bewertet werden konnte. Dies lag daran, dass die aus der Magnetisierung resultierende Ausrichtung der ferromagnetischen Partikel, durch die anschließende Injektion der Suspension in eine EWS und der damit einhergehenden ungeordneten Magnetitverteilung quasi wieder aufgehoben wird. Stahlkugeln können für den Anwendungsfall ebenfalls als weniger geeignet bewertet werden. Bei den Stahlkugeln ist das Handling im Hinblick auf deren Magnetisierung und Eingabe in eine EWS nicht ausreichend praktikabel bzw. nicht mit einem angemessenen Kosten/Nutzen Verhältnis durchführbar, so dass auch diese ungünstig bewertet wurden. Die drei übrigen untersuchten Methoden, die Stahldrahtseile, Spannbetonlitzen und Magnet/Stahlkugelketten umfassten, erscheinen allesamt als brauchbare Methoden für das geplante Rückbaukonzept. Unter diesen drei Methoden ist es jedoch möglich, das Verfahren mit der Spannbetonlitze als günstigste Methode für den Anwendungsfall zu identifizieren. Bei einer Gegenüberstellung von Kosten für das reine Kontrastmittel für eine Standard 100 m EWS und der effektiven Signalreichweite, konnte insbesondere die ø15,7 mm Spannbetonlitze als am besten geeignet identifiziert werden. Eine solche Variante würde nur 325 ? reine Materialkosten bedeuten, bei einer ausreichenden lateralen Signalreichweite von max. 80 cm und einer vertikalen Reichweite von ca. 65 cm. Nur Lösungen aus Stahlkugel (K) / Magnetkugel (M)- Ketten konnten diese Reichweiten noch etwas überbieten, allerdings zu einem wesentlich höheren Preis. So könnte die laterale Signalreichweite, mit einer ausschließlich aus Magnetkugeln bestehenden Kugelkette, nur um max. 25 cm gegenüber der Spannbetonlitze erweitert werden, allerdings bei Kosten von 10.000 € für eine 100 m EWS. Im Rahmen von 10.000 € sollten sich die Gesamtkosten für das neue Rückbaukonzept bewegen, somit ist eine K/M-Variante weniger geeignet. Außerdem hat die Spannbetonlitzenmethode den zusätzlichen Vorteil gegenüber allen anderen Varianten, dass Sie zwei Submethoden zur Bohrausrichtung vereint. Eine mechanische Methode, bei der die Spannbetonlitze als Führung für das Bohrgerät genutzt werden kann, und eine messtechnische Bohrausrichtungskomponente, bei der die magnetische Messung eine Neujustierung der Bohrausrichtung ermöglicht. Text gekürzt

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), European Institute for Energy Research EIfER durchgeführt. In dieser Arbeit wurden insgesamt fünf unterschiedliche magnetische Kontrastmittel auf Ihre Anwendbarkeit im Hinblick auf die Orientierungsmessung zur Bohrausrichtung bei rückbaufälligen Erdwärmesonden (EWS) untersucht. Mit Magnetit- oder Eisenpartikeln dotierte Zement-Bentonit Suspensionen stellten sich als ungünstig heraus, da sie zum einen ein zu schwaches magnetisches Signal, selbst nach einer gezielten induzierten Magnetisierung, aufwiesen, und zum anderen der nötige Vorgang der Magnetisierung und der darauffolgenden Injektion der Suspensionen in die Sonde als nicht praktikabel bewertet werden konnte. Dies lag daran, dass die aus der Magnetisierung resultierende Ausrichtung der ferromagnetischen Partikel, durch die anschließende Injektion der Suspension in eine EWS und der damit einhergehenden ungeordneten Magnetitverteilung quasi wieder aufgehoben wird. Stahlkugeln können für den Anwendungsfall ebenfalls als weniger geeignet bewertet werden. Bei den Stahlkugeln ist das Handling im Hinblick auf deren Magnetisierung und Eingabe in eine EWS nicht ausreichend praktikabel bzw. nicht mit einem angemessenen Kosten/Nutzen Verhältnis durchführbar, so dass auch diese ungünstig bewertet wurden. Die drei übrigen untersuchten Methoden, die Stahldrahtseile, Spannbetonlitzen und Magnet/Stahlkugelketten umfassten, erscheinen allesamt als brauchbare Methoden für das geplante Rückbaukonzept. Unter diesen drei Methoden ist es jedoch möglich, das Verfahren mit der Spannbetonlitze als günstigste Methode für den Anwendungsfall zu identifizieren. Bei einer Gegenüberstellung von Kosten für das reine Kontrastmittel für eine Standard 100 m EWS und der effektiven Signalreichweite, konnte insbesondere die ø15,7 mm Spannbetonlitze als am besten geeignet identifiziert werden. Eine solche Variante würde nur 325 ? reine Materialkosten bedeuten, bei einer ausreichenden lateralen Signalreichweite von max. 80 cm und einer vertikalen Reichweite von ca. 65 cm. Nur Lösungen aus Stahlkugel (K) / Magnetkugel (M)- Ketten konnten diese Reichweiten noch etwas überbieten, allerdings zu einem wesentlich höheren Preis. So könnte die laterale Signalreichweite, mit einer ausschließlich aus Magnetkugeln bestehenden Kugelkette, nur um max. 25 cm gegenüber der Spannbetonlitze erweitert werden, allerdings bei Kosten von 10.000 € für eine 100 m EWS. Im Rahmen von 10.000 € sollten sich die Gesamtkosten für das neue Rückbaukonzept bewegen, somit ist eine K/M-Variante weniger geeignet. Außerdem hat die Spannbetonlitzenmethode den zusätzlichen Vorteil gegenüber allen anderen Varianten, dass Sie zwei Submethoden zur Bohrausrichtung vereint. Eine mechanische Methode, bei der die Spannbetonlitze als Führung für das Bohrgerät genutzt werden kann, und eine messtechnische Bohrausrichtungskomponente, bei der die magnetische Messung eine Neujustierung der Bohrausrichtung ermöglicht. Text gekürzt

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Geowissenschaften, Abteilung Ingenieurgeologie durchgeführt. In dieser Arbeit wurden insgesamt fünf unterschiedliche magnetische Kontrastmittel auf Ihre Anwendbarkeit im Hinblick auf die Orientierungsmessung zur Bohrausrichtung bei rückbaufälligen Erdwärmesonden (EWS) untersucht. Mit Magnetit- oder Eisenpartikeln dotierte Zement-Bentonit Suspensionen stellten sich als ungünstig heraus, da sie zum einen ein zu schwaches magnetisches Signal, selbst nach einer gezielten induzierten Magnetisierung, aufwiesen, und zum anderen der nötige Vorgang der Magnetisierung und der darauffolgenden Injektion der Suspensionen in die Sonde als nicht praktikabel bewertet werden konnte. Dies lag daran, dass die aus der Magnetisierung resultierende Ausrichtung der ferromagnetischen Partikel, durch die anschließende Injektion der Suspension in eine EWS und der damit einhergehenden ungeordneten Magnetitverteilung quasi wieder aufgehoben wird. Stahlkugeln können für den Anwendungsfall ebenfalls als weniger geeignet bewertet werden. Bei den Stahlkugeln ist das Handling im Hinblick auf deren Magnetisierung und Eingabe in eine EWS nicht ausreichend praktikabel bzw. nicht mit einem angemessenen Kosten/Nutzen Verhältnis durchführbar, so dass auch diese ungünstig bewertet wurden. Die drei übrigen untersuchten Methoden, die Stahldrahtseile, Spannbetonlitzen und Magnet/Stahlkugelketten umfassten, erscheinen allesamt als brauchbare Methoden für das geplante Rückbaukonzept. Unter diesen drei Methoden ist es jedoch möglich, das Verfahren mit der Spannbetonlitze als günstigste Methode für den Anwendungsfall zu identifizieren. Bei einer Gegenüberstellung von Kosten für das reine Kontrastmittel für eine Standard 100 m EWS und der effektiven Signalreichweite, konnte insbesondere die ø15,7 mm Spannbetonlitze als am besten geeignet identifiziert werden. Eine solche Variante würde nur 325 ? reine Materialkosten bedeuten, bei einer ausreichenden lateralen Signalreichweite von max. 80 cm und einer vertikalen Reichweite von ca. 65 cm. Nur Lösungen aus Stahlkugel (K) / Magnetkugel (M)- Ketten konnten diese Reichweiten noch etwas überbieten, allerdings zu einem wesentlich höheren Preis. So könnte die laterale Signalreichweite, mit einer ausschließlich aus Magnetkugeln bestehenden Kugelkette, nur um max. 25 cm gegenüber der Spannbetonlitze erweitert werden, allerdings bei Kosten von 10.000 € für eine 100 m EWS. Im Rahmen von 10.000 € sollten sich die Gesamtkosten für das neue Rückbaukonzept bewegen, somit ist eine K/M-Variante weniger geeignet. Außerdem hat die Spannbetonlitzenmethode den zusätzlichen Vorteil gegenüber allen anderen Varianten, dass Sie zwei Submethoden zur Bohrausrichtung vereint. Eine mechanische Methode, bei der die Spannbetonlitze als Führung für das Bohrgerät genutzt werden kann, und eine messtechnische Bohrausrichtungskomponente, bei der die magnetische Messung eine Neujustierung der Bohrausrichtung ermöglicht. Text gekürzt

Teil 4

Das Projekt "Teil 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von enOware GmbH durchgeführt. In dieser Arbeit wurden insgesamt fünf unterschiedliche magnetische Kontrastmittel auf Ihre Anwendbarkeit im Hinblick auf die Orientierungsmessung zur Bohrausrichtung bei rückbaufälligen Erdwärmesonden (EWS) untersucht. Mit Magnetit- oder Eisenpartikeln dotierte Zement-Bentonit Suspensionen stellten sich als ungünstig heraus, da sie zum einen ein zu schwaches magnetisches Signal, selbst nach einer gezielten induzierten Magnetisierung, aufwiesen, und zum anderen der nötige Vorgang der Magnetisierung und der darauffolgenden Injektion der Suspensionen in die Sonde als nicht praktikabel bewertet werden konnte. Dies lag daran, dass die aus der Magnetisierung resultierende Ausrichtung der ferromagnetischen Partikel, durch die anschließende Injektion der Suspension in eine EWS und der damit einhergehenden ungeordneten Magnetitverteilung quasi wieder aufgehoben wird. Stahlkugeln können für den Anwendungsfall ebenfalls als weniger geeignet bewertet werden. Bei den Stahlkugeln ist das Handling im Hinblick auf deren Magnetisierung und Eingabe in eine EWS nicht ausreichend praktikabel bzw. nicht mit einem angemessenen Kosten/Nutzen Verhältnis durchführbar, so dass auch diese ungünstig bewertet wurden. Die drei übrigen untersuchten Methoden, die Stahldrahtseile, Spannbetonlitzen und Magnet/Stahlkugelketten umfassten, erscheinen allesamt als brauchbare Methoden für das geplante Rückbaukonzept. Unter diesen drei Methoden ist es jedoch möglich, das Verfahren mit der Spannbetonlitze als günstigste Methode für den Anwendungsfall zu identifizieren. Bei einer Gegenüberstellung von Kosten für das reine Kontrastmittel für eine Standard 100 m EWS und der effektiven Signalreichweite, konnte insbesondere die ø15,7 mm Spannbetonlitze als am besten geeignet identifiziert werden. Eine solche Variante würde nur 325 ? reine Materialkosten bedeuten, bei einer ausreichenden lateralen Signalreichweite von max. 80 cm und einer vertikalen Reichweite von ca. 65 cm. Nur Lösungen aus Stahlkugel (K) / Magnetkugel (M)- Ketten konnten diese Reichweiten noch etwas überbieten, allerdings zu einem wesentlich höheren Preis. So könnte die laterale Signalreichweite, mit einer ausschließlich aus Magnetkugeln bestehenden Kugelkette, nur um max. 25 cm gegenüber der Spannbetonlitze erweitert werden, allerdings bei Kosten von 10.000 € für eine 100 m EWS. Im Rahmen von 10.000 € sollten sich die Gesamtkosten für das neue Rückbaukonzept bewegen, somit ist eine K/M-Variante weniger geeignet. Außerdem hat die Spannbetonlitzenmethode den zusätzlichen Vorteil gegenüber allen anderen Varianten, dass Sie zwei Submethoden zur Bohrausrichtung vereint. Eine mechanische Methode, bei der die Spannbetonlitze als Führung für das Bohrgerät genutzt werden kann, und eine messtechnische Bohrausrichtungskomponente, bei der die magnetische Messung eine Neujustierung der Bohrausrichtung ermöglicht. Text gekürzt

Sub project F

Das Projekt "Sub project F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inge GmbH durchgeführt. Im Fokus des hier beantragten Teil-Projektes stehen die Optimierung der Betriebsbedingungen von inge Ultrafiltrationsanlagen (UF) zur Aufbereitung von nährstoffreichen Wässern zu Trinkwasser in Zeiten von Algenblüten bei gleichzeitiger Verringerung der spezifischen Aufbereitungskosten und die Untersuchung der Auswirkungen von Algenblüten auf den Betrieb von inge UF-Membranen. Es sind vier Arbeitspakete (AP) vorgesehen. AP1 behandelt vorbereitende und unterstützende Arbeiten wie Planungen oder Kauf und Umbau von Anlagen sowie die Herstellung von Membranmodulen, in AP2 werden in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner IWW, Dr. A. Nahrstedt, grundlegende Untersuchungen zur UF von algenhaltigen Suspensionen durchgeführt. IWW liefert mit seiner langjährigen wissenschaftlichen Erfahrung in den Bereichen Membrantechnik und Prozessdesign die Voraussetzung für die erfolgreiche Umsetzung des durch inge eingebrachten technischen Know-hows in ein marktfähiges Produkt. AP3 dient der vor-Ort Demonstration der inge Technologie mittels einer Pilotanlage, bei deren Bau und Betrieb die Ergebnisse von AP2 einfließen. AP4 ist projektbegleitend und beinhaltet Projektmanagement und -controlling, Organisation und Durchführung der Anlagentransporte sowie das Berichtswesen. Die ersten drei AP sind zeitlich aufeinander abgestimmt und setzen die erfolgreiche Erledigung mindestens einiger Arbeitsabschnitte der jeweils vorhergehenden AP voraus.

Sub project F

Das Projekt "Sub project F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für technisch-wissenschaftliche Hydrologie GmbH durchgeführt. Die rasante wirtschaftliche Entwicklung und das Bevölkerungswachstum in China gehen einher mit zunehmender Verstädterung, wachsenden Mega-Cities, Industrialisierung und einer Intensivierung der Landwirtschaft. Die aktuelle Situation in der Region Chaohu ist gekennzeichnet durch eine extrem hohe Verschmutzung der Wasserressourcen (Schwermetalle, Alkylbenzene und Pestizide sind in See- und Flusssedimenten stark angereichert). Technische Lösungen für die Verbesserung der Gewässerqualität sind wenig erforscht. Der Chao-See dient als wichtigste Rohwasserquelle für die Region. Es besteht ein hohes Gesundheitsrisiko für die Bevölkerung und akuter Handlungsbedarf zur Verbesserung der Gewässerqualität. Die besondere Problematik von Chaohu-Stadt besteht darin, dass sie stromabwärts liegt und somit unter den Verschmutzungen der See-Anrainer besonders leidet. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung von wasserwirtschaftlichen Systemlösungen für eine nachhaltige Verbesserung der Gewässerqualität in der Stadt Chaohu und im Chao See. Dabei wird als innovativer Ansatz das 'Urban Water Resources Management' (UWRM) Konzept verfolgt, das sowohl eine effiziente Siedlungswasserwirtschaft in den urbanen und suburbanen Räumen, als auch die Wechselwirkung mit den aquatischen Ökosystemen einschließt. Konzipiert und implementiert wird das Vorhaben in vier Teilprojekten: A 'Urbanes Wassermanagement': Die itwh GmbH erarbeitet integrierte Konzepte zur Verbesserung der Wasserqualität in urbanen Gewässern und zur Regenwasserbewirtschaftung, gestützt auf ein Online-Monitoringsystem und Demonstrationsanlagen zur naturnahen Regen- und Flusswasserbehandlung. B 'Dezentrales Abwassermanagement': Entwicklung und Erprobung eines GIS-basierten Erschließungs-Tools zur Erstellung regionaler Abwasserentsorgungsszenarien und Kosteneffizienzanalysen. C 'Chao-See': Konzeption eines Echtzeit-Monitoringnetzes zur kontinuierlichen Überwachung von physiko-chemischen und biologischen Messgrößen im See und wichtigen Zuflüssen sowie die Wasserqualitätsüberwachung an der Rohwasserentnahme. Daraus kann ein Frühwarnsystem entwickelt werden. Erstellt wird ein hydrodynamisches 3D-Modell für den Chao-See zur Charakterisierung von Schadstoffverbreitung und Resuspensionsereignissen mit Integration in das Umweltinformationssystem. D 'Umweltinformationssystem': Die itwh GmbH ist planerisch an der Entwicklung eines Umweltinformationssystems (UIS) für das urbane Einzugsgebiet des Chao-Sees zum operationellen und nachhaltigen Management der Gewässerqualität beteiligt. Die itwh GmbH liefert das Datenintegrationssystem zum Zusammenführen, Aktualisieren und Visualisieren aller relevanten Informationen zum aktuellen Zustand der aquatischen Kompartimente und der simulationsgestützten Entwicklung optimaler Monitoring- und Managementkonzepte (Modellierungsplattform).

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technische Chemie durchgeführt. Es soll ein neues in-situ-Sanierungsverfahren für CKW-kontaminierte Aquifere auf der Basis von nanoskaligen, oberflächenmodifizierten Fe(0)-Kolloiden und einer darauf abgestimmten lnjektionstechnik entwickelt werden. Im Vergleich zu herkömmlichen Pump&Treat-Maßnahmen oder Reaktiven Wänden ist bei einer Partikelinjektion ein erheblich geringerer finanzieller Aufwand zu erwarten. FZK-Arbeitsgebiet: Optimierung der Synthese der Eisenkolloide hinsichtlich der Suspensionsstabilität und der Oberflächenmodifizierung mit biologisch abbaubaren Tensiden. Charakterisierung der Kinetik und des Wirkungsgrades der CKW-Reduktion. Durchführung von Säulenversuchen zur Charakterisierung des Partikeltransports im Sediment, insbesondere hinsichtlich Partikeltransport und Depositionsrate. VEGAS-Arbeitsgebiet: Entwicklung eines Verfahrens zum gleichmäßigen Verteilung der Kolloide im Grundwasserleiter. Die optimierten Eisenkolloide in Kombination mit einem geeigneten lnjektionsverfahren sowie die Kenntnisse über die Deposition und Mobilisierung der Partikel im Aquifer sollen die definierte Basis zur Durchführung von Sanierungen im Pilotmaßstab an geeigneten Feldstandorten liefern.

Production of hydrogen for the hydrogenation of heavy oil and coal (plant assembly phase)

Das Projekt "Production of hydrogen for the hydrogenation of heavy oil and coal (plant assembly phase)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Veba Öl AG durchgeführt. Objective: To erect a demonstration gasifier including the metering and monitoring devices. General Information: The project started in 1981 with the design of the plant, the obtaining of the approval, the basic - and detail - engineering and the acquisition of the necessary material and equipment. The current phase includes the erection of the gasifier. The gasifier of the demonstration plant is designed to produce 40000 m3/h synthesis gas. This corresponds to a feed rate of 16 t /h. The gasification pressure is 60 bars. The dust free raw gas from the demonstration plant is directed to the raw gas shift conversion, H2S/CO2 - removal and pressure swing adsorption units. The safe feeding operation of liquid hydrogenation residues is insured by special suspension pumps. The dosage of the LTC coke and the hard coal will be carried out employing the extruder feeding system for solid fuels developed by VEBA OEL on pilot plant scale. The main component of the feeding system is a twin screw extruder. In the feeder the finely ground coal or coke are mixed intensively with about 15 per cent water or oil and pressurized to form a gas-tight plug. At the extruder outlet the pressurized feed-stock is pulverised in a specifically designed discharge head and transferred by steam via a specially designed burner into the gasification reactor. Achievements: A preplanning phase served to investigate different concepts with respect to process flow, the technical design of the main parts and the integration of the demonstration plant into the RUHR OEL refinery in Gelsenkirchen-Scholven. For two process variants the basic engineering was carried out for the main process steps; a pre-basic was worked out for the conventional units of the plant, i. e. grinding, crude gas shift conversion and H2S/CO2 scrubbing. Detailed documents including construction drawings were produced for the main parts e. g. the extruder feeding-system, the burner and the gasification reactor. In order to determine whether the gasification plant would qualify for approval by the authorities a preliminary application in accordance with P9 of the Federal Environmental Protection (Immission) Act was prepared and submitted. After a thorough examination of the application and a discussion on the objections the preliminary approval was guaranted. To conclude the investigations, the investment cost were determined and the economic viability was examined for both process alternatives. The investigations have shown that a large-scale plant for the gasification of hydrogenation residues and coal is technically feasible and does quality for approval. The low energy price level does for the time being, however, not permit a cost-covering operation of coal gasification or coal hydrogenation plants. Measures are, therefore, examined to improve the economic viability of gasification and hydrogenation units. The use of solid or liquid wastes (as e. g. sewage sludge, used plastic materials, used ...

Sub project A

Das Projekt "Sub project A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Umweltinformatik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von wasserwirtschaftlichen Systemlösungen für eine nachhaltige Verbesserung der Gewässerqualität in Chaohu (Stadt und See). Dabei wird als innovativer Ansatz das 'Urban Water Resources Management' (UWRM) Konzept verfolgt, das sowohl eine effiziente Siedlungswasserwirtschaft in den urbanen und suburbanen Räumen als auch die Wechselwirkung mit den aquatischen Ökosystemen einschließt. Mit Hilfe eines umfassenden online Umweltinformationssystems für Behörden und Wasserversorger werden Daten und Modelle für das regionale Wassermanagement zur Verfügung gestellt. Der Chao-See als ökologisches und ökonomisches Schutzgut und Rohwasserlieferant für die Trinkwasserversorgung der Bevölkerung der Stadt Chaohu spielt dabei eine zentrale Rolle - auch für die Umsetzung des Masterplans 'Ökologische Seestadt Chaohu'. Die wissenschaftlichen-technischen Lösungsansätze werden in Demonstrationsvorhaben implementiert. Das UFZ leistet folgende Beiträge im Verbundvorhaben: Regionale Abwasserentsorgungskonzepte für die suburbanen Gebiete von Chaohu auf der Basis eines GIS-basierten Erschließungs-Tools (Teilprojekt B), Hydrodynamisches 3D-Modell für den Chao-See zur Charakterisierung von Schadstoffverbreitung und Resuspensionsereignissen (Teilprojekt C), Entwicklung eines Umweltinformationssystems (UIS) für das urbane Einzugsgebiet des Chao-Sees zum operationellen und nachhaltigen Management der Gewässerqualität (Teilprojekt D), Projektmanagement (Teilprojekt Z).

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.

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