Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des ...

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Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des ...
Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen
    mittels innovativer Nachweisverfahren und
  Technologieentwicklung zur Verhinderung des
     Umwelteintrags über den Abwasserpfad

 Auftaktveranstaltung der BMBF-Fördermaßnahme
     „Plastik in der Umwelt – Quellen, Senken,
                  Lösungsansätze“
Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des ...
Industrielle Kunststoffemissionen über den Abwasserpfad
EmiStop Ziel 3: Reduktion der Emissionen

                             Herstellung
                                                            Produktionsintegrierte
                             Transport                      Minimierung des
                             Weiterverarbeitung             Partikeleintrags
             TF 2016

                             Recycling, Reinigung etc.

                             Industrielle Abwasserreinigungsanlagen
                                Mechanische Reinigungsstufen
                   TF 2016
                                   Sedimentation
                                                            Optimierung der
                                   Flotation                Anlagentechnik
                                   Filtration
                                Biologische Reinigungsstufen
                                Chemische Reinigungsstufen
                                   Fällung         Flockungsmittelentwicklung
                                   Flockung
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EmiStop - Projektpartner

                                                                                      Dr. Till Ansmann

                                                                   Kommunikation und Nachhaltigkeit- und
                             Prof. Jutta Kerpen                                      Multikriterienanalse

                   Probenahme, -aufbereitung und Analyse
                   (Ramanspektroskopie)

                                                                                          Prof. Markus Engelhart

                                                                                Identifikation der Eintragspfade und
                                                                                                 Prozessoptimierung

           Prof. Susanne Lackner

    Tracertest zur Verfahrensevaluation,
    Analytik (Dyn. Differenzkalorimetrie)

                                                                                                   Dr. Eva Gilbert

                                                                                     Verfahren zur Abscheidung und
                                                                                            Technologieentwicklung
                              Dr. Kyriakos Eslahian

                    Synthese von Modellpartikeln und
                    Optimierung im Hinblick auf Detektierbarkeit
Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des ...
Aufbau des Projekts EmiStop
       Kommunikation und Technologiebewertung AP 7              AP 8
                         Risiko- und Potenzialanalyse
                              Projektmanagement

      Identifikation             Evaluierung               Entwicklung
       industrieller            vorhandener                    von
      Eintragspfade           Verfahrenstechnik          Flockungsmitteln
           AP 3                     AP 4                       AP 6

 •   Herstellung
 •   Transport                 Optimierung des            Partikeldesign
 •   Weiterverarbeitung        Plastikrückhalts          und Herstellung
 •   Industriekläranlagen            AP 5                     TP 2-2

                 Analytische Methoden          AP 1     AP 2
            Dynamische Differenzkalorimetrie, Raman-Spektroskopie
                 Tracer-Test mit magnetischer Suszeptibilität
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Bezifferung der Emissionen

                          Extrusion
         Synthese         (Granulat,                Transport               Verarbeitung
                            Faser)

Austragsform        • Staub   • Puder    • Fasern    • Pellets   • Abrieb    • Späne

Austragsweg          Regenwasser       Abwasser     Abluft     Abfall     Boden

                         Bilanzierung von Austragswegen und Masseströmen
 Arbeitsziel
                          durch Betriebsbegehungen und Messkampagnen
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Bezifferung der Emissionen

  Betriebsbegehungen
     Aufnahme der Volumenströme,
     Erfassung von zeitlichen Änderungen

  Probenahme

  Probenaufbereitung

  Ramanspektroskopie

  Dynamische Differenzkalorimetrie
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Quantifizierung der Abscheideleistung

  Beprobung vorhandener Abwasserreinigungsanlagen

  Laborversuche zu Filtrationsmedien

  Tracerversuche in Pilotanlagen
     Membranfiltration (UF)
     Sedimentation
     Filtration (diverse Filtertypen, u.a. Mehrschicht- und Tuchfilter)
     Flotation (Elektroflotation und Druckentspannungsflotation)
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Quantifizierung der Abscheideleistung
Tracerversuche

  Kunststoffpartikel mit magnetischen Einschlüssen
     Startpunkt: Monodisperse,
     kugelförmige Partikel

     Funktionalisierung mit
     FexOy-Nanopartikeln

     Imitierung der Form
     von Mikroplastik

     Anpassung der Partikeldichte
     an jene von Mikroplastik
Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des ...
Quantifizierung der Abscheideleistung
Tracerversuche

  Kunststoffpartikel mit magnetischen Einschlüssen
  Schnelle Quantifizierung mit magnetischer
  Suszeptibilitätswaage

                                                                   Magnetröhren
                                                                   mit
                                 Magnetische
                                                                   Ummantelung
                                 Partikel

    Prinzip einer magnetischen
    Suszeptibilitätswaage
    (Quelle: chegg.com)                        Schema eines
                                               Magnetabscheiders
                                               (Quelle: Magsy)
Identifikation von industriellen Plastik-Emissionen mittels innovativer Nachweisverfahren und Technologieentwicklung zur Verhinderung des ...
Reduktion der Emissionen

  Entwicklung von Flockungsmitteln in Abhängigkeit der Abwassermatrix

        Abwassermatrix 1                  Abwassermatrix 2

         PA          PVC                   PA            PE

  Konstruktive Anpassungen, insb. Fördertechnik

  Auswahl geeigneter Kombinationen
     Auswahl Filtermedien, Verweilzeiten etc.
     Flockungsfiltration, Flockungsflotation, Flockungssedimentation
     ZIEL: Abscheideleistung vergleichbar mit Membranfiltration (UF)
Erfassung und Reduktion der Emissionen
Gesamtkonzept EmiStop

                                                          Chemikalien-
                                       Konstruktive       entwicklung
                                       Anpassung

                           Analytisch-          Optimierungs-
                           technische             versuche
              Flotation
                           Optimierung

             Probenahme-                 Prozessparameter und
               protokoll                    Effizienzanalyse

                           Analytik-
                           abgleich
Erfassung und Reduktion der Emissionen
Risiko- und Potenzialanalyse

Internes Innovationsmanagement
   Erfassung technisch-organisatorischer Rahmenbedingungen /
   Anforderungen
Delphi-Umfrage I: Entwicklung der Rahmenbedingungen
   Frühzeitiges Innovationsmanagement im EmiStop-Verbund
   Kommunikationsstrategie gestalten
Vermarktungsstrategie
   Kriterien für die Bewertung von EmiStop-Handlungsoptionen entwickeln
Delphi-Umfrage II: Kriterienauswahl und Relevanz
   Multikriterielle Bewertungsmatrix für EmiStop-Handlungsoptionen
   Vor-, Nachteile und Einsatzbereiche von Optionen ableiten: Branchen
   gezielt adressieren, Vermarktungsstrategie konzipieren
Dr. Till Ansmann

                                                 Kommunikation und Nachhaltigkeit-                    Prof. Markus Engelhart
                                                          und Multikriterienanalse
       Prof. Jutta Kerpen                                                                   Identifikation der Eintragspfade und
                                                                                                             Prozessoptimierung
Probenahme, -aufbereitung und
Analyse (Ramanspektroskopie)                Vielen Dank für die
                                             Aufmerksamkeit!
            Prof. Susanne Lackner                                                                   Dr. Eva Gilbert

    Tracertest zur Verfahrensevaluation,                                                    Verfahren zur Abscheidung
    Analytik (Dyn. Differenzkalorimetrie)                                                  und Technologieentwicklung
                                                   Dr. Kyriakos Eslahian

                                            Synthese von Modellpartikeln und
                                            Optimierung im Hinblick auf Detektierbarkeit
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