Das Projekt "Untersuchungen zur Inertisierung von Flug- und Kesselasche unter oxidierenden/reduzierenden Bedingungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Chemie, Lehrstuhl für Ökologische Chemie und Umweltanalytik durchgeführt. ...Ziel des Projektes ist daher die Weiterentwicklung eines Verfahrens zur thermischen Inertisierung von Rueckstaenden aus der Muellverbrennung. Durch Anwendung eines Aufheizprogrammes kombiniert mit einem Wechsel von reduzierenden und oxidierenden Inertisierungsbedingungen und der Zugabe von verschiedenen Zuschlagstoffen, sollen verglaste Produkte erhalten werden, die moeglichst wenig mit Schwermetallen belastet sind. Die in den Glaesern zurueckbleibenden Schwermetalle sollen moeglichst vollstaendig inertisiert sein. Die Muellverbrennungsrueckstaende werden zu diesem Zweck mit kohlenstoffhaltigen Zuschlagsstoffen (z.B. Plastik-, Aktivkohleabfall) versetzt und anschliessend in einer gasdichten Ofenkammer, unter zunaechst inerter Atmosphaere, knapp unterhalb des Schmelzpunktes fuer einige Zeit gesintert. Aufgrund der reduzierenden Bedingungen, die sich durch Zugabe von kohlenstoffhaltigem Material und Einleiten von Inertgas (z.B. Stickstoff), in der Ofenkammer eingestellen, werden die aus ihren Verbindungen freigesetzten leichter fluechtigen Metalle wie z.B. As, Cd und Zn, leichter aus den Rueckstaenden abgedampft. Das Sintern ist aufgrund der groesseren Oeberflaeche fuer das Abdampfen von Schwermetallen guenstiger, als eine Behandlung in der Schmelze. Die abgedampften Metalle koennen gegebenenfalls aufgefangen und einer Wiederverwertung zugefuehrt werden. Nach der weitgehenden Entfernung der leichter fluechtigen Metalle, wird in der Schmelzvorrichtung, ohne zwischenzeitliches Abkuehlen oder Umschuetten, durch Einleitung von Sauerstoff oder Luft, eine oxidierende Atmosphaere eingestellt. Der nicht zur Reduktion von Schwermetallen verbrauchte ueberschuessige Kohlenstoff verbrennt dabei vollstaendig. Die verbliebenen Metalle werden oxidiert und koennen so besser in die beim Abkuehlen der Schmelze entstehende Glasmatrix eingebaut werden. Zur Qualitaetsverbesserung der entstehenden Glasmatrix koennen waehrend der Schmelze, oder zu Beginn der thermischen Behandlung, weitere Zuschlagstoffe (z.B. Altglas) hinzugefuegt werden. Das vorgeschlagene Verglasungsverfahren kann als nachgeschaltetes Schmelzverfahren fuer feste Rueckstaende aus herkoemmlichen Verbrennungs- und Pyrolyseverfahren eingesetzt werden und kommt daher auch zur Nachruestung in Altanlagen in Frage... Arbeitsschwerpunkte: - Optimierung der reduktiven/oxidativen Inertisierungsbedingungen und des Zuschlagstoffeinsatzes. - Bestimmung der Schwermetallrestgehalte in den thermisch behandelten Produkten. - Untersuchung der Schwermetalleinbindung und -eluierbarkeit in Abhaengigkeit von Rueckstandszusammen-setzung, Inertisierungsbedingungen und Zuschlagstoffen. - Charakterisierung des Verglasungsprozesses durch die Methodenkombination Simultane Thermische Analyse/Massenspektrometrie. - Bildung und Zerstoerung von PCDD/PCDF in Abhaengigkeit von Ofenatmosphaere und Kohlenstoffgehalt
Das Projekt "Verhinderung einer schädigenden Alkalireaktion in Betonen mit rezyklierten Zuschlägen aus Altbetonen mit Grauwacke" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Materialprüfungsanstalt für das Bauwesen des Freistaates Sachsen durchgeführt. Zur Verwendung von Rezyklat aus alkaligeschädigtem Altbeton mit Grauwackeanteilen im Zuschlag (z.B. Betonschwellen oder Deckschichtbeton) existieren bisher keine systematischen Untersuchungen. Für den möglicherweise notwendig werdenden Abbruch bereits geschädigter Bauwerke gibt es deshalb keine gesicherten Aussagen, ob aus Altbetonen mit Grauwackeanteil gewonnene Rezyklatkörnungen wieder als Betonzuschlag eingesetzt werden können. Es sollten deshalb Ausgangsbetone mit Grauwacken der Alkaliempfindlichkeitsklasse E III-G (bedenklich hinsichtlich Alkalireaktion durch Grauwacke) hergestellt und einer Nebelkammerlagerung unterworfen werden. Mit den aus diesen Betonen hergestellten Rezyklaten sind dann Sekundärbetone herzustellen und in der Nebelkammer zu lagern. Es sollte geklärt werden, wie hoch der Volumenanteil an alkaligeschädigtem Rezyklat bzw. der Grauwackeanteil im Sekundärbeton sein darf, ohne dass eine schädigende Alkalireaktion bei erneuter Nebelkammerlagerung hervorgerufen wird, bzw. ob die Treibgefahr durch Anwendung von Zementen mit niedrigem Na2O-Äquivalent ausgeschlossen werden kann. Den praktischen Bedingungen entsprechend sollte beim Sekundärbeton neben dem Rezyklat nur Kiessand der Alkaliempfindlichkeitsklasse E I (unbedenklich hinsichtlich Alkalireaktion) eingesetzt werden. Die Anteile an Rezyklat waren in Übereinstimmung mit der DAfStb-Richtlinie 'Beton mit rezykliertem Zuschlag' zwischen 20 und 40 Prozent zu variieren. Daneben sollten einige Sekundärbetonvarianten mit Rezyklaten untersucht werden, die aus nach Nebelkammerlagerung geschädigten Probekörpern mit Grauwackeanteilen gewonnen werden, welche aus einem früheren Forschungsprogramm und aus Erstprüfungen nach Teil 3 der Alkalirichtlinie des DAfStb stammen.
Das Projekt "Einsatzmoeglichkeiten von kationisierten Zellstoffen als umweltfreundliche Papierhilfsmittel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Makromulekulare Chemie, Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der heterogenen Kationisierung von Cellulosefasern und deren Eignung als umweltfreundlichem Papierhilfsmittel. Verschiedene Tatbestaende in der Papierindustrie, wie z.B. die Umweltproblematik, steigende Papiermaschinengeschwindigkeiten, Stoerstoffbelastung der Betriebswaesser, niedrigere Flaechengewichte etc. fuehrten schon zu Beginn der achziger Jahre zu Ueberlegungen, chemisch modifizierte, kationische Zellstoffe als Papierhilfsmittel zur Erhoehung der Fuellstoff- und Staerkeretention einzusetzen, da sie unter bestimmten Bedingungen effektiver sind. Um einen Einsatz kationischer Zellstoffe bei der Papierherstellung rentabel zu gestalten, muss die Kationisierungsreaktion optimiert werden, indem z.B. eine Reaktion der Kationisierungsreagenzien im Inneren der Faser weitgehend vermieden, der Umsatz an der Faseroberflaeche jedoch moeglichst hoch gestaltet wird. Dies wurde durch Verwendung bestimmter Katalysatoren und neuer Reaktionsmethoden versucht. Des Weiteren wurde untersucht, ob die Kationisierung in den Bleichprozess eingebunden werden kann, um so einen zusaetzlichen technologischen Schritt zu vermeiden. Mit einer von drei Kationisierungsmethoden konnten hohe Oberflaechenselektivitaeten erreicht werden. Die Kationisierung von Zellstoffasern kann zu erheblichen Einsparungen von Mahlenergie fuehren, da waehrend der Reaktion eine chemische Mahlung stattfindet. Mechanische Festigkeiten von Papier koennen mit Hilfe kationischer Zellstoffe erhoeht werden. Kationische Zellstoffe adsorbieren Stoerstoffe z.T. besser als handelsuebliche Stoerstoffaenger und koennten diese somit effektiv aus dem Kreislaufwasser einer Papierfabrik entfernen. Die sog. Verhornungsneigung von Zellstoffen wird durch die Kationisierung vermindert, was zu verbesserter Recyclierbarkeit kationischer Zellstoffe fuehren koennte.