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Environmental protection in maritime traffic - scrubber wash water Survey

Internationale Vorschriften zur Verringerung der Schwefelemissionen im Seeverkehr lassen Abgasnachbehandlungssysteme (EGCS - Exhaust Gas Cleaning Systems), die sogenannten Scrubber, als eine Technologie zur Reduzierung dieser Emissionen zu. Zahlreiche Flaggenstaaten, Organisationen und Schiffsbetreiber forschen, um herauszufinden, ob und inwieweit die Verwendung von EGCS die Verschmutzung aus der Atmosphäre in das Meer verlagern könnte. Obwohl diese Technik die Luftqualität verbessern kann, sind die Folgen für die Meeresumwelt noch unklar, und eine umfassende Umweltrisikobewertung dieser Technik ist noch nicht vorhanden. Hauptziel dieser Studie ist es, eine Grundlage für die Bewertung des zunehmenden Einsatzes der EGCS-Technologie auf Seeschiffen zu schaffen, insbesondere im Hinblick auf den Gewässer- und Meeresschutz. Der Schwerpunkt liegt auf der Gewinnung weiterer Erkenntnisse über die Waschwasserzusammensetzung und der Abschätzung der zu erwartenden Waschwassermengen, die von Seeschiffen in die Meeresumwelt abgegeben werden. Die Studie basiert auf den Informationen von fünf Schiffen: Drei Schiffe mit einem Hybridsystem, die unter offenen und geschlossenen Bedingungen getestet wurden, und zwei Schiffe mit einem offenen System. Die Untersuchungen zeigen u.a. ausgeprägte Schadstoffprofile, deutlich erhöhte Schadstoffkonzentrationen in den Closed-loop Proben und deutliche Abweichungen zwischen den On Board Online Units und den parallelen Vergleichsmessungen, die mit einer zweiten im Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) qualitätsgesicherten Online Unit durchgeführt wurden. Insbesondere zeigten die Trübung und PAHPHE deutliche Abweichungen. Darüber hinaus besteht weiterer Forschungs- und Kalibrierungsbedarf, um PAHPHE als Schwellenwert klar zu definieren und zu verstehen. Einen wesentlichen Bestandteil der Studie stellt die Modellierung für die Entwicklung einer Verbreitungssimulation von Waschwasser und potenzieller Schadstoffkonzentrationen auf Basis von AIS-Daten dar. Die Ergebnisse zeigen, dass die Waschwasseranreicherung im Ostseeraum im Vergleich zur Nordsee höher sind, was auf einen geringeren Wasseraustausch zurückzuführen ist. Obwohl Waschwasser nur in die Oberfläche abgegeben wird, deuten vertikale Verteilungsdaten darauf hin, dass die vom EGCS emittierten Stoffe innerhalb eines Jahres auch in die tiefere Schicht gelangen. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass EGCS zwar die Luftqualität in den Hafenstädten und auf See verbessern kann, aber die Verschmutzung in die Meeresgewässer verlagert wird. Weitere Forschungsarbeiten sind erforderlich, um die Gesamtauswirkungen auf die Meeresumwelt dieser relativ neuen Reinigungstechnik für Schiffsabgase besser zu quantifizieren und zu bewerten. Dazu gehört auch eine Umweltverträglichkeitsprüfung dieser neuen Technik, die fundierte wissenschaftliche Daten für künftige Empfehlungen und die Überarbeitung entsprechender Vorschriften liefert. Quelle: Forschungsbericht

Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)

Das Projekt "Reinigung von Grauwasser mit Hilfe von vier vertikal durchstroemten Bodenfiltern mit verschiedenen Substraten und Sumpfpflanzen (L1 48 99)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bayerische Landesanstalt für Weinbau und Gartenbau, Abteilung Landespflege durchgeführt. Die Eignung von Regenwasser in Zisternen (bei sachgemaesser techn. Ausfuehrung) ist fuer die Nutzungsarten WC-Spuelung, Gartenberegnung und Waeschewaschen nicht mehr umstritten. Aus diesem Grunde ist es sinnvoll die Dachablaufwaesser in Regenwassernutzungsanlagen (RWNA) zu sammeln und fuer o.g. Nutzungsarten zu verwenden. Auf diese Art kann teures Trinkwasser eingespart, das Kanalisationsnetz und die techn. Klaerwerke entlastet werden. In vielen Regionen der BRD reicht jedoch der Niederschlag fuer o.g. Nutzungsarten nicht aus, so dass eine Nachspeisung der Zisterne zwingend notwendig wird. Anstelle der Nachspeisung mit Trinkwasser koennte auch gereinigtes Grauwasser zum Einsatz kommen; Voraussetzung: es ist in seiner Beschaffenheit vergleichbar mit Regenwasser. Hauptproblem sind hierbei die hohen Konzentrationen von Tensiden, die ueber die Waschmittel in das Grauwasser gelangen. Ziel des Versuches ist es das Grauwasser mittels bepflanzten Bodenfiltern so gut zu Reinigen, dass die Grenzwerte der EU-RL ueber die Qualitaet der Badegewaesser eingehalten bzw. unterschritten werden koennen.

Errichtung einer Ozonungsanlage zur Entfärbung von stark farbigen Abwässern aus der Reaktivfärbung und Recycling des entfärbten Abwassers

Das Projekt "Errichtung einer Ozonungsanlage zur Entfärbung von stark farbigen Abwässern aus der Reaktivfärbung und Recycling des entfärbten Abwassers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hecking Deotexis GmbH durchgeführt. Die Hecking Deotexis GmbH ist ein 150 Jahre altes, mittelständisch geprägtes Textilunternehmen am Standort Neuenkirchen. Das Unternehmen stellt Oberbekleidungsstoffe für Damen und Herren her. Es verfügt über eine Weberei, Färberei und Ausrüstung. So werden u. a. Baumwolle und Elastomerfäden mit Reaktivfarbstoffen und Pigmenten gefärbt. Eine Besonderheit ist die Indigo-Kettfärbeanlage für Jeans. Die Firma plant die Errichtung einer neuen Anlage, wo die konzentrierten Abwässer aus der Färberei von Baumwollwebware mit Hilfe eines Ozonungsverfahren entfärbt und praktisch vollständig wieder verwendet werden sollen. Dazu sollen die konzentrierten Farbabwässer aus den verschiedenen Behandlungsstufen zusammengeführt und in einem Reaktor mit Ozon entfärbt werden. Die Ozonungsanlage wird in eine neue betriebliche Anlage integriert. Die Wiederverwendung des entfärbten Abwassers kann allerdings wegen der Aufkonzentrierung der Salze nicht im kompletten Kreislauf stattfinden. Die eine Hälfte soll als Waschwasser wieder in die Farbnachwäsche gehen, d.h. im eigentlichen Färbeprozess wieder eingesetzt werden, die andere Hälfte soll für innerbetriebliche Prozesse wie das Reinigen von Gefäßen und Ansatzbehältern genutzt werden. Dieses hat eindeutige Vorteile gegenüber den herkömmlichen Verfahren. So ist kein Einsatz zusätzlicher Chemikalien notwendig, es erfolgt eine Verringerung der anfallenden Klärschlammmenge und eine Einsparung von über 5000 Kubikmeter Frischwasser pro Jahr. Auch die kommunale Kläranlage, in die die Färbeabwässer bislang ungeklärt eingeleitet wurden, wird deutlich entlastet. Allerdings liegt der Energiebedarf bei der Ozonung höher, soll aber durch eine Optimierung des Verfahrens gesenkt werden.

Biologische Behandlung von Metallspaenen und -schlaemmen, die mit Kuehlschmierstoffen verunreinigt sind

Das Projekt "Biologische Behandlung von Metallspaenen und -schlaemmen, die mit Kuehlschmierstoffen verunreinigt sind" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Forschungsschwerpunkt 04, Arbeitsbereich Abfallwirtschaft und Stadttechnik durchgeführt. Bei der Fertigung von Autoteilen im Mercedes Benz Werk fallen Metallspaene und Metallschlaemme an, die mit Kuehlschmierstoffen verunreinigt sind. Im Arbeitsbereich Abfallwirtschaft sollen Untersuchungen zur biologischen Reinigung dieser Problemstoffe durchgefuehrt werden. Zeitgleich werden Reaktoren zur Behandlung dieser Problemstoffe konzipiert und angefertigt. Wegen der meist nicht festen Konsistenz, des zumeist hohen Fremdstoffgehaltes und der unterschiedlichen und oft problematischen Zusammensetzung ist die Verwertung oder Entsorgung der oelhaltigen Spaene und Schlaemme schwierig und kostspielig. Eine Moeglichkeit, einen Teil der Verunreinigung abzutrennen, ist das Zentrifugieren der Problemstoffe. Dabei kann ein Teil der Kuehlschmierstoffe (KSS) zurueckgewonnen werden, und der Transport der Abfallstoffe wird vereinfacht. Ausserdem ist eine thermische Entfeuchtung bzw. Wiederverwertung moeglich. Bei diesen Verfahren fuehrt die meist unvollstaendige Verbrennung zu Problemen in der Abluft und zur Zerstoerung von Elektrofiltern durch Glimmbraende. Eine Abgasnachverbrennung koennte hier die Probleme minimieren. Mit Wasch- und Extraktionsverfahren, bei denen mit Waschwasser und Tensiden gearbeitet wird, ist ebenfalls eine Trennung moeglich. Von Huettenwerken werden nur Metallspaene angenommen, wenn diese eine trocknende Vorbehandlung, mindestens in Form eines Zentrifugierens, erfahren haben. Ordnungsgemaess aufbereitete, fuer die schmelztechnische Verarbeitung vorgesehene Spaene sollten Restfeuchten von kleiner 0,3 Prozent aufweisen. Ein Recycling ohne vorherige Reinigung ist daher nicht moeglich. Erste Voruntersuchungen zur biologischen Reinigung der oelhaltigen Schlaemme bzw. Spaene haben gezeigt, dass die Verunreinigungen verringert werden koennen. Bei diesen anaeroben Versuchen wurde den oelhaltigen Abfallstoffen anaerobes organisches Material zum Animpfen zugegeben. Weitere Versuche mit unterschiedlichen Zuschlagsstoffen und veraenderten Milieubedingungen werden folgen.

Aufbereitung oelhaltiger Schlaemme aus Leichtfluessigkeitsabscheidern in Bioreaktoren

Das Projekt "Aufbereitung oelhaltiger Schlaemme aus Leichtfluessigkeitsabscheidern in Bioreaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Hochschule für Technik, Verfahrens- und Umwelttechnik, Studienschwerpunkt Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Fuer die Entsorgung oelhaltiger Schlaemme aus Leichtfluessigkeitsabscheidern und Sandfaengen ist entsprechend den Anforderungen der TA-Abfall eine chemisch-physikalische, biologische Behandlungsanlage oder eine Sonderabfallverbrennung vorgesehen. Die von der FH Muenster vorgeschlagene Flotation mit nachfolgender biologischer Aufbereitung der flotativ behandelten Schlaemme soll eine Ablagerung der Schlaemme suf Deponien der Klasse 1 ermoeglichen. Die biologische Autbereitung kann in Mieten und Suspensionsreaktoren erfolgen und ist Gegenstand der Untersuchungen. Fuer den Abbau von durch Flotation vorbehandelten Oelschlaemmen aus Fluessigkeitsabscheidern wird eine Sludge-Airlift-Reaktoranlage eingesetzt. In ersten, auf sechs Wochen festgelegten Versuchen ist in Abhaengigkeit von der eingesetzten Kornfraktion, der zugegebenen Mikroflora sowie den Naehrsubstraten und Detergentien eine Abbauleistung zwischen 85 Prozent und 95 Prozent bei einer anfaenglichen MKW-Belastung von 80.800 mg/Reaktor ereicht worden. Strippverluste werden durch einen Abgaswaescher und die Rueckfuehrung des Waschwassers in den Bioreaktor ausgeglichen. Die eingesetzte, aus den Oelschlaemmen selektierte Mikroftora, wird extern angereichert und dem Prozess zugefuehrt.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HYDR.O. Geologen und Ingenieure - Hartwig Reisinger und Dr. Timm Reisinger GbR durchgeführt. Perfluorierte Chemikalien PFC sind wegen ihres breiten industriellen Einsatzes (u.a. als Lösch- und Netzmittel) in die Umwelt gelangt und stellen wegen ihrer hohen Persistenz und Toxizität eine besonders problematische Schadstoffgruppe dar. Alleine in NRW sind die Fallzahlen von großflächigen Grundwasser- und Bodenverunreinigungen 2020 auf 120 Fälle gestiegen. Sanierungen oder Sicherungen von Flächen mit Entnahme und Reinigung des Grundwassers sind zurzeit sehr aufwendig und kostspielig, weil herkömmliche Reinigungsverfahren und -systeme eine sehr geringe Wirkung in Bezug auf PFC haben. Weil die Deponien das Sickerwasser nicht aufbereiten können, werden PFC belastete Böden nicht angenommen. Mit einer Atmosphären-Plasmabehandlung soll ein innovatives und effektives Verfahren zur Eliminierung von PFC aus dem Grund-, Sicker- und Waschwasser entwickelt werden und somit eine Lösung für Sanierungsmaßnahmen entwickelt werden. Bei den Laborversuchen wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung ein Gasraum teilweise ionisiert. Für eine effiziente Wasserbehandlung soll eine gute Übertragung der im Plasma gebildeten hochreaktiven Spezies und der vom Plasma erzeugten UV-Strahlung in das belastete Wasser hergestellt werden. Im Anschluss an das Projekt sollen großmaßstäbliche Wasserreinigungsanlagen konzipiert und u.a. für die Sanierung von PFC-Schadensfällen im In- und Ausland eingesetzt werden.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Perfluorierte Chemikalien PFC sind wegen ihres breiten industriellen Einsatzes (u.a. als Lösch- und Netzmittel) in die Umwelt gelangt und stellen wegen ihrer hohen Persistenz und Toxizität eine besonders problematische Schadstoffgruppe dar. Alleine in NRW sind die Fallzahlen von großflächigen Grundwasser- und Bodenverunreinigungen 2020 auf 120 Fälle gestiegen. Sanierungen oder Sicherungen von Flächen mit Entnahme und Reinigung des Grundwassers sind zurzeit sehr aufwendig und kostspielig, weil herkömmliche Reinigungsverfahren und -systeme eine sehr geringe Wirkung in Bezug auf PFC haben. Mit einer Atmosphären-Plasmabehandlung soll ein innovatives und effektives Verfahren zur Eliminierung von PFC aus dem Grund-, Sicker- und Waschwasser entwickelt werden und somit eine Lösung für häufig noch nicht durchgeführte Flächenrecyclingmaßnahmen entwickelt werden. Bei den Laborversuchen wird durch Anlegen einer elektrischen Spannung ein Gasraum teilweise ionisiert und ein Plasma erzeugt.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. durchgeführt. Der Einsatz der Plasmatechnologie im Bereich Lebensmittel stellt, bei einer direkten Ausrichtung auf das Produkt, einen neuen und innovativen Ansatz dar. Ein bisher unberücksichtigtes Forschungsgebiet ist die Kombination aus dem Einsatz der Plasmatechnologie, in Form von Plasma-behandeltem Wasser (PTW), zur Hygienisierung von frischem Schnittsalat mit der Optimierung der Nachhaltigkeit der zum Waschen eingesetzten Ressourcen, wie Wasser, Strom und Bodenfläche. Durch toxikologische und sensorische Analysen der hygienisierten Salate wird ein Erhalt der Produktqualität garantiert. Das Ziel des Forschungsverbundes aus Industrie- und Forschungspartnern ist die Entwicklung eines nachhaltigen, ressourcenschonenden Waschprozesses für frischen Schnittsalat unter Einsatz von PTW, sowie die Feststellung von toxikologischen und sensorischen Änderungen am frisch geschnittenen und gewaschenen Salat nach einer nicht-thermischen dekontaminierenden Plasmabehandlung. Darüber hinaus soll die Transport-/ Lagerfähigkeit der Produkte erhalten bzw. optimiert und die Entkeimungseffizienz im Waschwasser untersucht werden. Kernpunkt ist eine innovative Hygienisierungstechnologie mittels PTW, wobei insbesondere die Möglichkeiten des optimierten Ressourceneinsatzes, in Form eines effektiven Erzeugungsprozesses des PTW und einer bedarfsgerechten Nachdosierung, erforscht wird.

Entwicklung einer wirtschaftlichen Ammoniak-Strippanlage für Gärreste in Biogasanlagen zur Nährstoffentfrachtung und Substratflexibilisierung

Das Projekt "Entwicklung einer wirtschaftlichen Ammoniak-Strippanlage für Gärreste in Biogasanlagen zur Nährstoffentfrachtung und Substratflexibilisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik durchgeführt. Ziel des Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines wirtschaftlichen Ammoniakstrippverfahrens für Biogasanlagen. Dabei liegt der besondere Fokus auf der regionalen Nährstoffentfrachtung, insbesondere Stickstoff. Weitere Vorteile ergeben sich durch die Flexibilisierung der Substratwahl bzw. den Einsatz von Maisersatzstoffen, die über ein hohes Ammoniakbildungspotential verfügen. Gleichzeitig soll der Einsatz von Schwefelsäure bei der Strippgasregeneration stark reduziert werden. Zum Erreichen dieses Ziels soll in einem zweiphasigen Forschungsprojekt auf Basis von verfahrenstechnisch grundlegenden Berechnungsparametern aus Laborversuchen eine Demonstrationsanlage gebaut werden, die die Machbarkeit im großtechnischen Einsatz beweist. Die zwei Projektphasen unterteilen sich daher in Phase I: Laborversuche und Projektphase II: Demonstration des StripCompact-Konzepts im Realbetrieb, die im Anschluss an eine erfolgreiche erste Projektphase anknüpft bzw. darauf aufbaut. Das Besondere am StripCompact-Verfahren, ist der Einsatz von Rauchgas aus dem BHKW als Strippgas. Dieses wird zunächst zur Trocknung der festen Gärreste genutzt, um im Anschluss bei Temperaturen um 80 Grad Celsius Ammoniak aus der Flüssigphase des Gärrests zu entfernen. Die hohe CO2 Beladung des Strippgases soll in der anschließenden Kondensation den Rückhalt von Ammoniakgas im Waschwasser durch pH-Wert Absenkung und Bildung von Carbonaten verbessern. In der hier beantragten ersten Projektphase, sollen die verfahrenstechnisch wichtigen Auslegungsparameter in Laborversuchen an einer Versuchsanlage ermittelt werden. Dazu zählen Stoffübergangsparameter, Fließverhalten, Strippverhalten, Kondensationsverhalten, Aufreinigung des Strippgases und Schwefelsäurebedarf. Auf den ermittelten Daten aufbauend sollen Anlagenkonzepte für verschieden große Biogasanlagen erstellt, berechnet, ausgelegt und geplant werden. Hierauf aufbauend erfolgt der Antrag für die zweite Phase und die damit verbundene Auslegung der Demo-Anlage.

Vorhaben: Virtueller Prototyp und Design of Experiments

Das Projekt "Vorhaben: Virtueller Prototyp und Design of Experiments" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AVL Deutschland GmbH durchgeführt. Das Ziel des Projektes umfasst die Reduktion schiffsbasierter Emissionen durch eine optimierte und erweiterte Abgasreinigung zum Schutz der atmosphärischen und maritimen Umwelt. Der Fokus liegt auf der Emission feiner Partikel, die kleiner als 2,5 Mikrometer messen (PM2,5). Des Weiteren soll die Belastung durch Schadstoffe aufgrund unvollständiger Kraftstoffverbrennung untersucht werden. Mit Inkrafttreten der neuen Regularien der IMO (Schwefelgehalt im Kraftstoff kleiner als 0,5 % oder Einsatz eines Abgasreinigungssystems) ist eine Änderung in der Emissionszusammensetzung zu erwarten. Bei der Anwendung eines Abgasreinigungssystems (Gaswäscher) sind besonders die äußerst kleinen Partikel problematisch, die durch diese kaum reduziert werden. Neben den Aerosolen untersteht auch das Waschwasser diesbezüglich nur geringer Reglementierung, sodass schadstoffbeladene Partikel in die Meeresumwelt gelangen können. Unter Einsatz eines Abgaswäschers mit nachgeschaltetem Partikelfilter und Waschwasseraufbereitung, zusätzlich hochsensitiver Prozess- und Emissionsmesstechnik und Simulationen streben wir innerhalb von 3 Jahren Projektlaufzeit eine Optimierung der einzelnen Prozessteilschritte an, die sich in einer Gesamtreduktion der Emissionen wie folgt niederschlägt: - Eine höchst effiziente Abscheidung von 90 % sowohl der Gesamtpartikelmasse als auch der Partikelfraktion 2,5 - 0,1 Mikrometer - Reduktion der Anzahl von Kleinstpartikeln (1,0 - 0,1 Mikrometer ) um 90 % - Einhaltung der Umweltqualitätsnormen im Bereich Wasserpolitik (2008/105/EG) - Trübungswert des Waschwassers kleiner als 25 NTU Die AVL Deutschland GmbH unterstützt das Projekt SAARUS im Bereich der Simulation, der Konzeption des Prüfstandes sowie der eingesetzten Messtechnik, bei der Auswahl und Bewertung der Filterkonzepte sowie bei der Datenanalyse und Bewertung der Ergebnisse der Untersuchungen.

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