Umwelttechnik | Hochschule Esslingen

Arbeitsgebiete und Ausstattung

Profil des Umwelttechniklabors der Hochschule Esslingen

Das Umwelttechniklabor ist ein zentraler Baustein von Forschung und Lehre an der Hochschule auf dem Gebiet des technischen Umweltschutzes und der Umweltverfahrenstechnik. Das Labor übernimmt u.a. eine tragende Rolle im Kooperationsstudiengang „Umweltschutz (M.Eng.)“.

Fachliche Schwerpunkte

Im Fokus der untersuchten Konzepte liegt der produktionsintegrierte Umweltschutz. Neben den physikalisch-chemischen Grundlagen werden Methoden und Techniken der Umweltverfahrenstechnik betrachtet. Dabei werden insbesondere Emissionsminderungsverfahren für Abfall-, Abgas- und Abwasserströme aus industriellen Quellen abgebildet. Wichtige thematische Aspekte sind im Folgenden aufgeführt.

Luftreinhaltung und Emissions- und Immissionsmessungen
Behandlung von Prozessabgasen durch Adsorptions- und Absorptionsverfahren
Chemische, physikalische und mechanische Verfahren zur Behandlung von Industrieabwasser
Elektrolytische Oxidation von Schadstoffen in Abwässern und Wertstoffrückgewinnung
Membranverfahren zur Aufbereitung von Emulsionen
Partikel- und Aerosolmesstechnik
Monitoring und Minderung von Quecksilberemissionen
Integrierte stoffliche und energetische Kreislaufprozesse
Chemische Analytik und Prozessmesstechnik von Schadstoffen in Stoffströmen mit Schwerpunkt auf industrielle Prozesse im Bereich Maschinenbau und Energiewirtschaft

Messtechnik

Das Labor ist ausgestattet mit Instrumenten für die chemische Analytik von flüssigen, gasförmigen und festen Stoffströmen. Die instrumentelle Analytik umfasst u.a.:

Sympatec HELOS /KR-Vario Laserbeugungssensor zur Bestimmung der Partikelgrößenverteilung von Stäuben und Sprays
Varian AA240 Atomabsorptionsspektroskopie für die Schwermetallbestimmung in Lösungen
Tragbares AAS Lumex RA-915M AAS zur mobilen Hg-Messung in Gasen
Lumex Pyro-915+/RA-915M zur Hg-Bestimmung in gasförmigen, flüssigen und festen Proben
ABB NDIR Gasanalysator für Emissionsmessungen (CO2, SO2, CO, NO)
Photometer
Kontinuierliche Prozessüberwachung (pH, T, Redox, etc.)
Diskontinuierliche bzw. nasschemische Gasanalytik (z.B. NO2, HCl, SO2, O3)

Die Versuchsstände des Umwelttechniklabors im labor- und technischen Maßstab bieten den Studierenden die Möglichkeit, im Rahmen von unterschiedlichen Laborpraktika umwelttechnische Verfahren in der Praxis anzuwenden.

Laborübungen und Projekte

Chargenreaktor zur Abwasserbehandlung

Die Versuchsanlage verfügt über einen Reaktor mit einem Volumen von 1,4 m³, eine Kammerfilterpresse, eine Abluftabsaugung und -reinigung durch einen Venturiwäscher und zahlreiche Dosier- und Messvorrichtungen. Die Chargenbehandlung dient als Grundverfahren zur Reinigung von belasteten Industrieabwässern. Die Inhaltsstoffe werden zunächst analytisch bestimmt und anhand der Ergebnisse die einzelnen Behandlungsschritte festgelegt. Die notwendigen Behandlungsschritte werden zunächst im Labormaßstab durchgeführt und bei Erfolg auf die Technikumsanlage übertragen. Der Abwasserschlamm wird anschließend durch die Kammerfilterpresse entwässert. Typische Prozessschritte sind Nitritreduktion, Chromatreduktion, Cyanidoxidation, Schwermetallfällung und Flockung sowie Filtration.

Elektrolyse und Gaswäscher

Mithilfe von elektrolytischen Verfahren können durch Anlegen einer Spannung Metalle abgeschieden werden, wodurch eine Wertstoffrückgewinnung möglich wird. Hierbei können unterschiedliche Parameter, wie Spannung oder Strom, variiert werden. In der Abwassertechnik wird die Elektrolyse z.B. zur Voroxidation von Cyaniden eingesetzt. Die Abluft der Elektrolyse wird in einem angeschlossenen Venturiwäscher gereinigt. Der Reaktor der Elektrolyseanlage kann ebenfalls zur Erzeugung von Schadgasen verwendet werden, deren Abscheidung im Wäscher untersucht wird.

Ultrafiltrationsanlage

Die Ultrafiltration ist ein Membranprozess zur Trennung von Öl-/Wasser-Gemischen. Langkettige Moleküle (z.B. Öle oder Fette) werden durch eine Membran zurückgehalten, während Wasser durch die Poren tritt. Mit diesem Verfahren können beispielsweise verbrauchte Kühlschmieremulsionen entwässert werden.

Laufende Projektarbeiten

Gegenwärtig im Aufbau befinden sich weitere Versuchsanlagen. Eine dieser Versuchsstände befasst sich mit der kontinuierlichen Aufbereitung von Lösungen und Gasen mithilfe von Ionenaustauschern. Die Anlage wird für Gleich- und Gegenstromregeneration konzipiert und dient beispielsweise zur Kreislaufführung von Abwässern. Auch die Abbildung von Gasaufbereitungsprozessen ist möglich, beispielsweise die Abtrennung von CO2 aus Biogas zur Erzeugung eines regenerativen Erdgassubstituts. Eine weitere Versuchsanlage aus dem Bereich Partikel- und Zerstäubungstechnik wird mit Fokus auf der Bestimmung von Partikelgrößenverteilungen von Sprays und Aerosolen aufgebaut. Die Anwendung dieser Technologie erfolgt z.B. im Bereich Absorptions- und Dosiertechnik. Je nach Anwendung ist eine flexible Kombination oder Erweiterung der Aufbauten möglich.

Forschung und Transfer

Forschungsprojekte

Neben der Lehre wird das Labor für anwendungsnahe Forschungsprojekte im Verbund mit Hochschulen und Industriepartnern eingesetzt.

Im Umwelttechniklabor stehen zusätzlich zur üblichen Infrastruktur eines Chemielabors (Abzüge, Laborarbeitsplätze, etc.) Versuchsanlagen im technischen Maßstab für anwendungsnahe Forschung zur Verfügung. Die Anlagen sind erweiterbar und können an den betrachteten Prozess bzw. wissenschaftliche Fragestellung angepasst werden.

Das Labor für Umwelttechnik ist Partner des Umweltprogramms der Vereinten Nationen im Rahmen des UNEP Global Mercury Partnership und steht als Gastgeber für internationale Stipendiaten und Gastwissenschaftler zur Verfügung.

Abschlussarbeiten

Abschlussarbeiten
Chromatreduktion im Abfallstrom im Tunnelbau
Asbestverwendung in Deutschland - Auswertung der Verwendungshäufigkeit anhand von Daten aus der Praxis
Untersuchung verschiedener Flockungshilfsmittel auf deren Eignung und Wirtschaftlichkeit bei der Entfernung von PFC aus belastetem Grundwasser
Plasmaverfahren zur Wasseraufreinigung: Ozonerzeugung und Methanolabbau mit Atmosphärendruckplasma
Untersuchung eines hydrodynamischen Abscheiders der dezentralen Niederschlagswasserbehandlung
Carbon Footprint Studie für Produkte der SÜDÖL Mineralöl-Raffinerie GmbH
Entwicklung einer Reinigungsstufe für das Restwasser einer Aufbereitungsanlage für landwirtschaftliche Reststoffe