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Die Reinhaltung der Luft ist für die menschliche Gesundheit und im Rahmen des Umweltschutzes unentbehrlich. Im Zuge der Industrialisierung kam es in der Vergangenheit zum Teil zu erheblichen Beeinträchtigungen der Luftqualität. Trotz umwelttechnisch deutlich verbesserter Produktionsabläufe werden auch weiterhin bestimmte Stoffe emittiert. Für die Entwicklung eines neuartigen und nachhaltigen Verfahrens zur Abluftreinigung hat der Forschungsverbund HUPAC im gleichnamigen Projekt die Abluftreinigung VOC- bzw. ammoniakbelasteter Abluft thematisiert. Diese beiden Substanzen sind von besonderer Relevanz für die Beeinträchtigung der Umwelt bzw. der Luftqualität. Für ihre Abreinigung aus der Abluft von Produktionsprozessen wurde im Projekt eine neuartige Technologie entwickelt, die aus einer Kombination adsorptiver und mikrobieller Prozesse auf der Basis huminsandhaltiger, zellulosebasierter Pellets verläuft. Bei den als reaktive Komponente eingesetzten Huminsanden handelt es sich um natürliche Substrate, welche aus Tagebauen des Lausitzer und Mitteldeutschen Braunkohle-Reviers kostengünstig gewonnen werden können, die über interessante physiko-chemische Eigenschaften verfügen und die damit generell für eine innovative Alternative als Substrat für Abreinigungsprozesse genutzt werden können. Die Eignung der aus den Sanden hergestellten Pellets für die Abluftreinigung wurde im Rahmen des HUPAC-Projekts laborativ sowie praktisch getestet und ausgewertet. Wie erwartet, können die Huminsand-Pellets die Schadstoffe (VOC bzw. Ammoniak) zunächst adsorptiv binden. Die fixierten Schadstoffe werden dann anschließend durch eine sich etablierende Mikroorganismenpopulation abgebaut. Im technologisch angelegten Projekt wurden Eignung der Substrate und Erfolg der Reinigungsleistung mit der Gegenüberstellung von input und output bewertet, wobei die Huminstoffe als
Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung/Motivation 2. Cyanobakterien 3. Sekundärmetaboliten und deren öko- und humantoxikologische Bedeutung 3.1. Stoffwechselprodukte der Cyanobakterien 3.2. Wirkung in der Umwelt 3.3. Analytische Methoden 4. Verfahrenskonzepte zur Beseitigung von Stoffwechselprodukten der Cyanobakterien in der Trinkwasseraufbereitung 4.1. Notwendigkeit der Abtrennung bzw. Umsetzung 4.2. Verfahrenskonzepte 4.2.1 Adsorption 4.2.2.Membranverfahren 4.2.3.Ultraschall 4.2.3 Chemische Umsetzung 4.2.4 AOP 4.2.1 Verfahrenskombinationen 4.3. Bewertung und Vergleich der Verfahrensvarianten 4.3.1. Risikoabschätzung in Bezug auf die Bildung toxischer Zwischenprodukte und Abfallstoffe 4.3.2. Abschätzung notwendiger Investitions- und Betriebskosten 4.4. Studien und großtechnisch realisierte Projekte zur Beseitigung von organischen Spurenstoffen in Wässern 4.4.1. Geosmin und MIB 4.4.2. Behandlungskonzepte für weitere organische Spurenstoffe in Rohwässern 5. Zusammenfassung
In der vorliegenden Arbeit wird die Wirksamkeit eines Ausheiz- und Belüftungsverfahrens zur Sanierung eines ausgewählten VOC-Schadensfalls überprüft. Es handelt es sich in diesem Fall um lösemittelbelastete Mauerwerksbereiche in Büroräumen eines historischen Sockelgeschosses. Durch die technisch unterstützte Einstellung emissionsbeschleunigender Parameter, wie der Erhöhung der Bauteiltemperatur und des Luftwechsels, soll die Schadstoffquelle vollständig abgebaut, oder zumindest deutlich verringert werden. Die Anwendung solcher Verfahren erfolgt bei VOC-Sanierungsmaßnahmen bislang nur sehr vereinzelt. Üblicherweise wird auf konventionelle Verfahren, wie z.B. Beschichtungssysteme zur Quellenverkapselung zurückgegriffen. Der Vorteil von Ausheiz- und Belüftungsverfahren wird in der zerstörungsfreien und nachhaltigen Beseitigung der Schadstoffquelle gesehen. Detaillierte Informationen und Messdaten über Möglichkeiten und Grenzen emissionssteigernder Maßnahmen an reellen VOC-Schadensfällen liegen jedoch kaum vor. Diese sind exemplarisch anhand des ausgewählten Schadensfalls erhoben worden. Neben der Darstellung der technischen Umsetzung und der messtechnischen Überwachung des Verfahrens, werden in der Arbeit auch die Ergebnisse bisheriger Sanierungsversuche im Objekt präsentiert, sowie Vor- und Nachteile der jeweiligen Verfahren diskutiert.
Kalibrierung und Freilandtest von Passivsammlern für ausgewählte organische Gewässerschadstoffe
(2015)
Passivsammler sind schon seit einigen Jahren in der Entwicklung. Mit ihnen können zeitgemittelte Konzentration über einen längeren Zeitraum in einem Umweltmedium ermittelt werden. Typische Vertreter sind der POCIS, der Chemcatcher oder der am UFZ entwickelte MESCO. Weiterhin wird in einer Studie am UFZ derzeit ein anderes Passivsammlermaterial untersucht, Polyethersulfon (PES). Bereits seit Jahren sind PES-Membranen Bestandteile von Passivsammlern. Sie dienen als Schutz-membranen um das eigentliche Sammlermaterial vor zu starker Verschmutzung oder Bioaufwuchs zu schützen. Es existieren jedoch Untersuchungen die belegen, dass manche Schadstoffe sehr gut im PES aufgenommen werden, wenn nicht sogar besser als in der eigentlichen Sammelphase. Aus diesem Grund sollte Poly-ethersulfon in dieser Arbeit auf seine Eignung als Passivsammler, bzw. auf seine Sammeleigenschaften (Verteilungskoeffizienten und Sammelraten), für bestimmte Gewässerschadstoffe untersucht werden. Es wurden elf Substanzen ausgewählt und die PES-Membranen in zwei mehrwöchigen Laborexperimenten und einem Freilandtest untersucht. Im Labor wurde ein Glasgefäß mit Wasser befüllt, welches mit einem Schadstoffcocktail kontaminiert war. Nach der Befestigung der Sammler im Gefäß, wurde mithilfe eines Magnetrührers eine leichte Strömung erzeugt. Im ersten Versuch wurden die Verteilungskoeffizienten der Stoffe ermittelt und im zweiten Versuch die Sammelraten. Beide Parameter sind wichtig und müssen bekannt sein wenn ein Passivsammler für die Untersuchung von Gewässern genutzt werden soll. Zusätzlich wurden die Sammler im 20-tägigen Feldversuch in der Saale bei Halle und im Ablauf des Klärwerks Halle Nord getestet.
Für den Export von Druckgeräten in das Gebiet der Zollunion - zu dem Russland, Weißrussland und Kasachstan gehören - gilt es, das Technische Reglement der Zollunion sowie auch das Berechnungsregelwerk GOST R 52857 anzuwenden. Diese Bachelorarbeit zeigt einen Vergleich des Technischen Anhanges I der Druckgeräterichtlinie mit der Anlage Nr. 2 des Technischen Reglements der Zollunion. Es werden das russische, das deutsche und das europäische Berechnungsregelwerk verglichen. Des Weiteren werden die Regularien der Zertifizierungs- und Prüfbescheinigungen verglichen. Damit soll ein Überblick geschaffen werden, worauf bei der Auslegung und Fertigung von Druckgeräten zum Export in das Gebiet der Zollunion geachtet werden muss.
Die ex-situ Bodenwäsche ist ein sehr häufig angewendetes Verfahren zur Reinigung von mit Öl kontaminiertem Boden. Die Reinigung erfolgt dabei durch Aufkonzentrierung der Kontamination in der Feinfraktion mit anschließender Abtrennung und Einlagerung. Die Tensid unterstütze Bodenwäsche ist eine weit verbreitete Alternative, da hier die Kontamination mit dem Waschwasser abgetrennt und entsorgt werden kann. In dieser Arbeit wurden 17 verschiedene Tenside auf ihre Reinigungskraft von mit Motoröl kontaminiertem Quarzsand untersucht. Es wurde dafür eine Auswahl an synthetischen, natürlichen und Biotensiden verwendet. Getestet wurden Quarzsandtypen mit 3 verschiedenen Partikelgrößen. Die Tenside mit der stärksten Reinigungsleistung wurden anschließend miteinander kombiniert, um die Mischungen auf mögliche Synergieeffekte hin zu untersuchen. Neben der Reinigungsleistung wurde auch das Schaumbildungsvermögen SBV und die Emulsionsstabilität der Tenside bestimmt. Mikroskopische Untersuchungen der Waschlösungen wurden ebenfalls herangezogen, um die Reinigungskraft der Tenside näher zu beschreiben.
Patientenindividuelle OP-Modelle in der Sinuschirurgie würden die Ausbildung von Chirurgen und die Vorbereitung eines Eingriffs erheblich verbessern. Möglich wird das durch einen Algorithmus der Fraunhofer IGD, der anatomisch wichtige Strukturen und Landmarken segmentiert. Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Weiterbearbeitung der Patientendaten nach der Segmentierung. Durch die Konstruktion verschiedener Abzugskörper und die Anbringung technischer Elemente wird die Herstellung realistischer und innerhalb weniger Tage produzierbarer patientenspezifischer Trainingsmodelle möglich.
In der vorliegenden Arbeit wird ein von der Firma Eco ice Kälte GmbH neuentwickelter Wärmeübertrager, welcher zur Regasifizierung von LNG und der Bereitstellung der daraus nutzbaren Kälte dient, beschrieben und untersucht. Der Eco ice-Wärmeübertrager inklusive Versuchsstand mit Messeinrichtung und SPS, ist in eine LNG-Satelliten-Anlage integriert, die sich auf dem Gelände der Eco ice Kälte GmbH befindet. Gegenstand der Untersuchung ist die Bilanzierung und Auswertung von Versuchsbetrieben. Die Analyse der physikalischen Eigenschaften des LNG zu Beginn der Arbeit zeigt auf, dass das überwiegend aus Methan bestehende LNG bei Temperaturen bis zu -161,5 °C im flüssigen Zustand vorliegt. Hierdurch zeigt sich das große Kältepotential, was das LNG in sich birgt. Die zu Beginn allgemeine thermodynamische Analyse beschreibt, mittels einem log p-h Diagramm, welches in der Kältetechnik zur Anwendung kommt, zunächst den Prozessablauf der Regasifizierung des LNG. Hierdurch konnten die wesentlichen energetischen Zustandsgrößen wie Enthalpien und Temperaturen ermittelt werden, welche zur Bilanzierung des Eco ice-Wärmeübertragers benötigt werden. Unter Zuhilfenahme einer Modellvorstellung und festgelegter Randbedingungen wurden im Anschluss die Wärmeströme der Ausgangssituation bilanziert. Die Ermittlung der Ausgangssituation ergab dabei ein theoretisches Kältepotential des LNG von 1 kW bis 3,3 kW bei LNG-Massenströmen von ca. 7,9 kg/h bis 23,5 kg/h. Die Beschreibung des Versuchsaufbaus und des Anlagenbetriebs veranschaulicht die wesentlichen Bauteile und das Verhalten der Versuchsanlage. Dabei wurde insbesondere auf die einzelnen Betriebszustände eingegangen, die sich, durch die in die Versuchsanlage integrierten Kälteverbraucher, maßgeblich unterscheiden. Durchgeführte Versuche lassen erkennen, dass die Werte der theoretischen Analyse zum Teil erreicht werden können. Die Versuche zeigten dabei einen Leistungsbereich der er-brachten Kälteleistung von 0,6 kW bis 4,4 kW, bei LNG-Massenströmen von ca. 8,3 kg/h bis 28,8 kg/h, auf. Dabei wurde festgestellt, dass der Prozess der Regasifizierung mit Verlusten in Form von Wärmeeinträgen behaftet ist, die sich in Abhängigkeit von den Umgebungstemperaturen, den Prozesstemperaturen wie die des LNG und des Therminols (Kälteträger des Nutzerkreislaufes), den Rohrleitungslängen, den gewählten Dämmschichtdicken und den Dämmeigenschaften des gewählten Dämmmaterials einstellen. Durch die auftretenden Verluste, die je nach Betriebsbedingungen in etwa um ca. 400 W betrugen, stellten sich Anlagenwirkungsgrade (Verhältnis zwischen erbrachter Kälteleistung und durch das LNG aufgenommener Wärmeleistung) von 70 % bis 95 % während der Versuche ein. Ebenso konnte gezeigt werden, dass diese Anlagentechnologie für die Bereitstellung von Klimakälte (ca. 10 °C), Normalkälte (ca. 0 °C) und Tiefkälte (bis zu -50 °C). Die in der Arbeit erwähnten Optimierungsvorschläge, wie die Wahl und Lage der Tempera-turmesseinrichtungen, die Anlagenkonzipierung, die Auswahl der Therminol-Pumpe und die Ausführung der Dämmung, tragen zu einer genaueren Erfassung der Betriebsparameter und Bilanzierung und zur Verringerung der Verluste bei. Eine Analyse der überschlägig ermittelten spezifischen Kälteverluste gemäß VDI, kann für den späteren Gebrauch der Anlage zur Abschätzung der zu erwartenden Kälteverluste genutzt werden. Die Wirtschaftlichkeitsberechnung, welche mittels der Annuitätenrechnung gemäß VDI 2067 durchgeführt wurde, bestätigt, dass unter bestimmten Voraussetzungen (geeignete Wahl der Abschreibungsdauer / Betrachtungszeitraum, zu erbringende Kälteleistung) das Konzept der Kälterückgewinnung sich wirtschaftlich abbilden lässt.