Das Projekt "Werkstofftechnische Grundlagen fuer die Herstellung von Blaehgranulaten aus Altglas" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Jena, Fachbereich Werkstofftechnik durchgeführt. In Zusammenarbeit mit dem Hermsdorfer Institut fuer Technische Keramik e. V. wird die Verwertung von mineralischen Abfallstoffen, speziell von Altglas und Fasern, fuer technische Anwendungen untersucht. Besonderes Interesse gilt der Verwertung von mit Schwermetallen oder organischen Bestandteilen belasteten Altglaesern, welche fuer das herkoemmliche Glasrecycling ungeeignet sind. Das Projekt soll einen Beitrag zur Wert- und Werkstoffgewinnung aus technischen Anfallstoffen leisten. Die Herstellung der Blaehgranalien erfolgt ueber einen Blaehprozess unter Zusatz von organischen Stoffen oder geeigneten anorganischen Salzen als Blaehmittel zu gemahlenem Altglas. Anlagentechnisch werden diese Verfahren in speziellen Oefen unter Verwendung von Transport- und Trennmitteln realisiert. Problemstellung: Ziel der durchgefuehrten Untersuchungen ist die Erarbeitung von Blaehverfahren zur Herstellung von Blaehgranalien geringer Korngroesse, welche aufgrund ihrer grossen inneren Oberflaeche fuer den Einsatz als Leichtzuschlagstoffe in der Bauindustrie oder als Aktivstoff-, Katalysator- bzw. Biotraeger geeignet sind. Aktuelle Forschungsergebnisse: Auf der Grundlage angenommener Modellvorstellungen wurde ein kostenguenstiges Blaehverfahren entwickelt, welches die Herstellung von Blaehgranalien mit geschlossenem oder auch offenem Porensystem definierter Porengroesse realisiert. Die ermittelten Werkstoffeigenschaften der Blaehproduktpalette zeigen neuere Einsatzmoeglichkeiten z.B. als Traegermaterialien mit Depotwirkung bzw. zur Schadstoffbindung auf.
Das Projekt "Denitrifikation von Grundwasser im Festbett mit abbaubarem Traegermaterial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung durchgeführt. Bei der Trinkwassergewinnung treten in zunehmendem Umfang Probleme mit einer deutlichen Ueberschreitung des Grenzwertes fuer Nitrat auf. Dies ist in den meisten Faellen auf eine Erschoepfung der natuerlichen Denitrifikationsleistung des Bodens bei weiterhin ansteigendem Nitrateintrag zurueckzufuehren. Diesem Problem kann bisher nur mit der Aufgabe der belasteten Brunnen oder mit technisch sehr aufwendigen und auch teuren Verfahren begegnet werden. Aus diesem Grund wird in der letzten Zeit nach neuen Verfahren zur Denitrifikation von Grundwasser gesucht. Eine Moeglichkeit stellt dabei die Denitrifikation im Festbettreaktor auf abbaubarem Traegermaterial dar. Im Gegensatz zu den bisher eingesetzten biologischen Verfahren entfaellt hierbei eine aufwendige Nachreinigung des Wassers, da keine Zusatzstoffe wie etwa Methanol benoetigt werden. Das Forschungsvorhaben hat das Ziel, ein kostenguenstiges, leicht handhabbares Verfahren zur Denitrifikation von Grundwasser zu entwickeln und auf seine Einsatzmoeglichkeiten in der Praxis hin zu erarbeiten. Kern des Verfahrens ist ein kuenstlich hergestelltes leicht abbaubares Material, das aufgrund seiner hohen Reinheit keinerlei hygienische Probleme bereitet. Vorbereitende Laboruntersuchungen haben bereits gute Denitrifikationseigenschaften gezeigt. Im Verlauf der Untersuchungen sollen zunaechst die Materialeigenschaften sowie die bei der Denitrifikation ablaufenden Prozesse im Labor naeher betrachtet werden. Im Anschluss daran sollen an einer Versuchsanlage im halbtechnischen Massstab Betriebsparameter - Leerrohrgeschwindigkeit, Materialform, Nitratkonzentration im Zulauf und Abbaukinetik - untersucht werden. Aus den so gewonnenen Erkenntnissen koennen dann Empfehlungen fuer Entwurf und Betrieb von Festbettdenitrifikationsreaktoren fuer die Praxis abgeleitet werden.
Das Projekt "Halbtechnische Untersuchung einer optimierten, zweistufig-anaeroben Schlammbehandlungstechnik mit hoher Prozessstabilitaet, gesteigerter Gasausbeute und minimalem Raumbedarf durch Traegermaterialzugabe und Biomasseanreicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. In einem dreijaehrigen Untersuchungszeitraum wird am Institut fuer Siedlungswasserwirtschaft der TH Aachen ein Klaerschlammstabilisierungsverfahren mit einem weitgehenden Abbau organischer Schlamminhaltsstoffe und mit Bildung von erheblichen Mengen energiereichem, verwertbarem Biogas erforscht. Dazu wird dem Klaerschlamm zunaechst durch statische und maschinelle Entwaesserungsverfahren grosse Mengen an Wasser entzogen, so dass sein Volumen um ca 35 Prozent reduziert wird. Der Feststoffgehalt des dann verbleibenden Schlammes betraegt ca 8 Prozent. Im naechsten Schritt wird der Schlamm auf 70 Grad erhitzt mit dem Effekt einer Verbesserung des Fliessverhaltens und der Abtoetung krankheitserregender Keime, was fuer eine landwirtschaftliche Verwertung von Bedeutung ist. Der Kern der halbtechnischen Versuchsanlage besteht aus zwei, nacheinander durchflossenen Reaktoren, wobei hinter jedem Reaktor ein Absetzbecken angeordnet ist. In diesen anaerob betriebenen Reaktoren erfolgt der biologische Abbau unter Bildung von Biogas. Die Absetzbecken dienen zur Trennung von Biomasse und Schlammwasser. Die abgesetzte Biomasse wird zur Erhoehung der aktiven Bakterienmasse in die Bioreaktoren zurueckgefuehrt. Der erste Bioreaktor dient zur Hydrolyse und Versaeuerung des Schlamms. Unter sauren Milieubedingungen und bei einer Temperatur von 55 Grad benoetigt dieser Prozess ca 1,5 Tage. Der groesste Teil des Biogases wird in dem bedeutend groesseren, zweiten Reaktor gebildet. In diesem ist ein neutrales Milieu, eine Prozesstemperatur von 36 Grad und eine Reaktionszeit von ca 10 d erforderlich...
Das Projekt "Einsatz reaktiver Traegermaterialien in beluefteten Festbetten" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung durchgeführt. Belueftete Festbettreaktoren werden in der kommunalen und industriellen Abwasserreinigung ueberwiegend als 2. Stufe zum biologischen Abbau von organischen Abwasserinhaltsstoffen sowie zur Nitrifikation (Oxidation des Ammoniums zum Nitrat) eingesetzt. Die Funktionsweise von Biofiltern beruht auf der Nutzung von auf dem Traegermaterial aufwachsenden Biofilmen, die die biologischen Umsetzungen mit einer weitgehenden Suspensaelimination vereinigen. Die grosse Oberflaeche des Filtermaterials bedingt hohe Raumumsatzleistungen im Filter, was zu sehr kompakten und platzsparenden Bauweisen fuehrt. Aus der kompakten Bauweise und der kurzen hydraulischen Aufenthaltszeit im Filter resultiert ein geringer Mengen- und Frachtausgleich, der bei Frachtspitzen im Zulauf haeufig zu einem Anstieg der Ablaufkonzentrationen fuehrt. Besonders Ammoniumspitzenbelastungen, wie sie z.B. bei einsetzendem Regenwetter haeufig auftreten, fuehren zu Problemen. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung von Strategien zur Abpufferung von Ammoniumspitzenbelastungen im Biofilter. Dazu werden zwei Ansaetze verfolgt: 1. Einsatz von Traegermaterialien mit Sorptionseigenschaften fuer Ammonium (z.B. Zeolithe) zur schnellen Zwischenspeicherung der Frachtspitzen und anschliessender, zeitversetzter Verfuegbarmachung fuer die Nitrifikation. In Laborversuchen werden geeignet erscheinende Traegermaterialien auf ihre Sorptionseigenschaften (Austauschkapazitaet und -kinetik, Einfluss einer biologischen Besiedlung auf die Stofftransportvorgaenge). Das aus den Laborversuchen am besten geeignet erscheinende Material wird auf seine praktische Einsatzfaehigkeit in einer halbtechnischen Versuchsanlage unter realen Bedingungen einer kommunalen Klaeranlage geprueft. 2. Einsatz von reaktiven Traegermaterialien zur stabilen Steigerung der Raumumsatzleistung der Nitrifikation bei Ammoniumfrachtspitzen. Zur Steigerung der Raumumsatzleistung wird bei Frachtstoessen i.d.R. der Sauerstoffeintrag durch verstaerkte Belueftung oder Zudosierung von Reinsauerstoff erhoeht. Besonders bei weichen Waessern fuehrt die verstaerkte biologische Aktivitaet schnell zu einer Erschoepfung der Saeurekapazitaet des Abwassers, dem Absinken des pH-Werts und einer Hemmung der Nitrifikation. Die geringe Durchmischung und die Pfropfenstroemung verstaerken diese Effekte im Biofilter. Ziel der Forschungen soll es sein, haertebildende, pH-Wert regulierende Traegermaterialien auf ihre praktische Eignung fuer den Einsatz in Biofiltern in Labor- und halbtechnischen Versuchen zu untersuchen.
Das Projekt "Entwicklung von neuen Rotationsscheibenreaktoren mit Textilstrukturbelag zur Immobilisierung von Bakterien fuer die anaerobe und aerobe Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnk, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Scheibentauchkoerper werden seit laengerer Zeit fuer die kommunale Abwasserreinigung eingesetzt. Das neue System ist auch fuer die anaerobe und aerobe Behandlung gewerblicher Abwaesser geeignet, da sich aufgrund des neuen Textilstrukturmaterials Biofilme bis zu 1 cm Dicke bilden koennen. Der Reaktor fuer die anaerobe Vorbehandlung wird vollstaendig getaucht betrieben, und der Reaktor besitzt einen aeusseren Mantel, so dass die Reaktortemperatur auf etwa 35 Grad C eingestellt werden kann. Der aerobe Reaktor wird halbgetaucht betrieben. Das Textilstrukturmaterial wird den Bedingungen angepasst, so dass sich duennere Biofilme bis zu etwa 0,5 cm bilden koennen. So ist auch einer Nitrifikation und, bei Teilrueckfuehrung des Nitrat-haltigen Ablaufs in den Zulauf des aeroben Reaktors, auch eine anteilige Denitrifikation moeglich, die im Inneren der dort sauerstofffreien Biofilme erfolgt. Es sind jedoch auch besondere Reaktorstufen fuer die Denitrifikation realisierbar. Die Eignung des Rotationsscheibenreaktors wurde bisher im Labor- und Pilotmassstab an mehreren gewerblichen Abwaessern und auch am kommunalen Abwasser erfolgreich ueberprueft. Eine anaerobe Stufe fuer die Vorbehandlung eines Abwassers der Tierkoerperverwertung geht in Kuerze in den Probebetrieb. Am Beispiel des anaeroben Acetatabbaus wurde ein reaktionstechnisches Berechnungsverfahren ueberprueft. Durch Regelung des pH an mehreren Stellen des Reaktors auf optimale Werte lassen sich annaehernd maximale Abbaugeschwindigkeiten einstellen.
Das Projekt "Entwicklung eines biologischen Verfahrens zur Reinigung Komplexbildner enthaltender Abwaesser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Fachbereich 07 für Maschinenbau, Institut für Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Durch grundlegende, praxisorientierte Untersuchungen an einer speziell angereicherten Mischkultur und dem daraus isolierten EDTA-verwertenden Stamm BNC 1 soll die Eliminierung von schwer abbaubaren Komplexbildnern - insbesondere EDTA - aus industriellen Abwaessern ermoeglicht werden. Hierzu sollen die Parameter, die den Abbau positiv oder negativ beeinflussen (z.B. Art des Metall-EDTA-Komplexes, Grenzkonzentrationen usw.), bestimmt, die Zellen auf geeigneten Traegermaterialien immobilisiert; die kinetischen Daten und die kritischen bzw. Schritte des Abbaus ermittelt sowie Moeglichkeiten zur Stabilisierung des Abbaus erarbeitet werden. Ferner sollen relevante Realabwaesser hinsichtlich der Abbaubarkeit von EDTA untersucht und das Spektrum an verwertbaren Komplexbildnern erweitert werden. Die Ergebnisse sollen zudem dazu beitragen, die Ursachen der schlechten Abbaubarkeit von Komplexbildnern zu verstehen und bei Kenntnis der Abwasserzusammensetzung Voraussagen ueber die Abbaubarkeit des darin enthaltenen Komplexbildners treffen zu koennen.
Das Projekt "Optimierung der Grundwasserdenitrifikation im Festbett mit abbaubarem Traegermaterial unter besonderer Beruecksichtigung des Verkeimungspotentials im Trinkwasser" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Wasserversorgung und Grundwasserschutz, Abwassertechnik, Abfalltechnik, Fachgebiet Industrielle Stoffkreisläufe, Umwelt- und Raumplanung durchgeführt. Vor allem in Gebieten mit intensiver landwirtschaftlicher Nutzung wurde seit Anfang der achtziger Jahre ein Anstieg der Nitratgehalte im Grundwasser auf Werte von z.T. weit ueber 50 mg/l festgestellt, der hauptsaechlich auf die landwirtschaftliche Duengung zurueckzufuehren ist. Dies fuehrte bei vielen Grundwasserwerken zu einer deutlichen Ueberschreitung der Nitratkonzentrationen nach der Trinkwasserverordnung. Aufgrund der drohenden Schliessung vieler betroffener Grundwasserwerke, gelangten in den letzten Jahren verschiedene Verfahren zur Nitratreduktion aus Trinkwasser zur Entwicklung. Eine Moeglichkeit stellt dabei die biologische Denitrifikation im Festbettreaktor auf abbaubarme Traegermaterial dar. Im Gegensatz zu anderen biologischen Verfahren entfaellt hierbei eine aufwendige Nachreinigung des Wassers, da keine Zusatzstoffe wie etwa Methanol benoetigt werden. In diesem Forschungsvorhaben wird ein biologisches Verfahren zur Denitrifikation von Trinkwasser im Festbettreaktor mit Hilfe immobilisierter Mikroorganismen auf abbaubarem Traegermaterial eingesetzt. Es sollen Laborversuche im Batch-System und Versuche im kleintechnischen Massstab durchgefuehrt werden. Die Schwerpunkte des Forschungsvorhabens werden durch die Entwicklung und verfahrenstechnische Optimierung des Biofilmverfahrens im Hinblick auf die Nitratabbauleistung und die gleichzeitige Minimierung des (Wieder-) Verkeimungspotentials durch biologisch leicht verwertbare organische Verbindungen im Ablauf der Denitrifikationsanlage gebildet. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine kompakte, leistungsfaehige Denitrifikationsanlage fuer Trinkwasser zu entwickeln, die fuer kleine und mittlere Wasserwerke eine wirtschaftliche Alternative zu anderen Verfahrenskonzepten darstellt.
Das Projekt "Verbesserung der Reinigungsleistung von Belebtschlammanlagen fuer Papierfabriksabwaesser durch Einsatz von Traegermaterialien fuer Mikroorganismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. 1) Belebtschlammanlagen zur Reinigung von Papierfabriksabwaessern neigen allgemein zur Bildung eines schlecht sedimentierbaren Belebtschlammes, auch wenn es sich nicht um Blaehschlammbildung handelt. Durch den Einsatz von Traegermaterialien kann das Absetzverhalten verbessert oder der Belebtschlamm teilweise im Belebungsbecken zurueckgehalten werden. Fadenfoermige Mikroorganismen, die allgemein zu Blaehschlammbildung beitragen, werden durch diese Betriebsweise unterdrueckt. Die Nachklaerbecken in solchen Anlagen koennen dadurch sicherer betrieben oder beim Neubau kostenguenstiger geplant werden. 2) Die Auswirkung verschiedener Traegermaterialien auf das Abbauverhalten und die Stoeranfaelligkeit verschiedener Verfahrenskombinationen sollen untersucht werden. Es sollen Schaumstoffwuerfel und Festbettelemente aus Kunststoff zum Einsatz kommen. Die Rueckfuehrung von belebtem Schlamm auf den Tropfkoerper als nicht getauchtes Festbett soll ebenfalls untersucht werden. Bemessungsgrundlage fuer traegergestuetzte Belebtschlammanlagen zur Behandlung von Papierfabriksabwaessern sind zu ermitteln. 3) Die Auswirkungen des Einsatzes der untersuchten Traegermaterialien hinsichtlich Verbesserung von Reinigungsleistung und Betriebsstabilitaet von Belebtschlammanlagen sind abhaengig vom gewaehlten Verfahren, der vorliegenden Schlammbelastung und von den Eigenschaften des behandelten Abwassers. Die Belastungsbereiche herkoemmlicher 1-stufiger Anlagen konnten nicht verbessert (erhoeht) werden. Die Kaskadenbelebung erbrachte keine verbesserung der CSB-Elimination ueber die bei Kaskaden ueblicherweise erzielbaren Werte hinaus, zeigt aber eine bessere Betriebsstabilitaet gegnueber ein- und zweistufigen Anlagen. Bei zweistufigen Anlagen ist ein positiver Effekt in der zweiten Stufe dann zu erzielen, wenn die erste Stufe stabil betrieben wird und Stossbelastungen abpuffert. Bei der Reinigung von Papierfabriksabwaessern ist dem Einsatz von beweglichem (losen) Traegermaterial Vorrang einzuraeumen. 4) Die ergebnisse koennen unmittelbare Anwendung in der Praxis finden, insbesondere zur Entlastung vorhandener aerob biologischer Abwasserreinigungsanlagen in Papierfabriken, die durch Produktionssteigerung ueberlastet werden, aber auch bei der Neuplanung von Abwasserreinigungsanlagen. Die hoehere Auslastung von Belebtschlammanlagen bei gleicher Reinigungsleistung fuehrt zu einer deutlichen Kostenverminderung.
Das Projekt "Reinigung loesemittelhaltiger Abluft aus der Herstellung von Tiefdruck- und Flexodruckfarben durch Biofilter mit inertem, anorganischen Filtermaterial" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schmidt Druckfarbenfabrik durchgeführt. Die bei der Herstellung von Druckfarben anfallende loesungsmittelhaltige Abluft wird mit einem Biofilter auf der Basis eines inerten, recyclingfaehigen Traegermaterials gereinigt. Hierbei werden die organischen Schadstoffkomponenten durch Mikroorganismen zu Wasser und Kohlendioxid umgesetzt. Als Traegermaterial werden geschlossenporige Schaumstoffwuerfel bzw. -granulate verwendet. Gegenueber dem bisher bei Biofiltern eingesetzten organischen Traegermaterial (Torf, Holzrinde oder Kompost) ist bei dem hier eingesetzten Material keine Verdichtung des Filterbettes zu erwarten. Allerdings ist es notwendig, Naehrstoffe in Form von Phosphat- und Stickstoffsalzen sowie Spurenelementen zuzugeben, die mit fortschreitender Betriebsdauer der gebildeten Biomasse angepasst wird. Das Gesamtsystem bietet folgende Vorteile: Kein zusaetzlicher Energieaufwand bei der Entsorgung grosser Abluftstroeme mit geringer Loesemittelkonzentration; konstante Filterleistungen durch gezielte Zugabe von Naehrloesungen zur Stabilisierung des pH-Wertes; lange Standzeiten des Filtermaterials; bessere Beeinflussung der bei Kompostfiltern problematischen Einhaltung der optimalen Filtermaterialfeuchte; hohe Betriebssicherheit durch modularen Systemaufbau; Recyclingfaehigkeit des Filtermaterials. Fuer toluolhaltige Abluftstroeme wird die Einhaltung einer Gesamt-Kohlenstoffkonzentration von 75 mg/m3 und fuer Abluftstroeme mit Mischloesemittelgehalten 50 mg/m3 im Reingas erwartet.
Das Projekt "Untersuchungen zur Auswahl geeigneter Traeger fuer die Immobilisation von Mikroorganismen im Abwasserbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Lebensmittel- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen der Projektbearbeitung erfolgte die Untersuchung verschiedener Materialien im Hinblick auf ihre Eignung als moegliche Traegermaterialien zur Immobilisation von Mikroorganismen. Nach ersten Voruntersuchungen mit dem Testorganismus Pseudomonas putida konnte bereits eine erste Auswahl von Traegern erfolgen, die besonders gut fuer die Immobilisation geeignet erschienen. Ausgezeichnete Ergebnisse bezueglich des Nitrataufbaus wurden mit Immobilisaten auf ausgewaehlten Traegermaterialien erreicht. Bei den Untersuchungen zeigte sich, dass die Nitratbildungsgeschwindigkeiten nach dem Einsatz in der Klaeranlage groesser waren als bei den Laboruntersuchungen. Als Ursache hierfuer wird die Symbiose mit heterotrophen Organismen angenommen.
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| Bund | 14 |
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