Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Ziel des Projektes war es, eine Anlage zu entwickeln, die es erm\u00f6glicht, streuf\u00e4higes Bindemittel auf eine sich auf dem Wasser befindliche \u00d6llache aufzugeben und dieses nach einer Einwirkzeit automatisch wieder von der Wasseroberfl\u00e4che zu entnehmen. Hierbei soll das \u00d6l vollst\u00e4ndig gebunden und m\u00f6glichst wenig Wasser mit aufgenommen werden.
\nDer Anlass f\u00fcr das Projekt sind immer wieder vorkommende \u00d6lverschmutzungen im Bereich von Binnengew\u00e4ssern und Hafenanlagen und der Bedarf nach einem Verfahren, welches diese Verschmutzungen schnell und zuverl\u00e4ssig beseitigen kann und einen hohen Wirkungsgrad aufweist.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst wurden theoretische Untersuchungen zur \u00d6lbindung von por\u00f6sen \u00d6lbindemitteln durchgef\u00fchrt. Die Grundlage hierf\u00fcr bilden die Haufwerkstheorie sowie Kapillar- und Porenmodelle.
\nIm Anschluss daran wurden die Versuchsmaterialien hinsichtlich ihrer Materialeigenschaften bezogen auf die \u00d6lbindung analysiert, um zu erkennen, was die \u00d6laufnahme durch die Bindemittel beeinflusst. Besonderes Augenmerk wurde hierbei auf ein neuartiges Bindemittel aus Lederfasern gelegt, welches aus Lederstanzabf\u00e4llen und Altschuhen gewonnen wurde. Zur Auffaserung wurde eine Schneidm\u00fchle und eine Pralltellerm\u00fchle eingesetzt. Zur umwelttoxikologischen Bewertung erfolgte eine Eluatpr\u00fcfung.
\nDanach wurde der \u00d6lbindevorgang, also das Zusammenspiel von Bindemittel, \u00d6l und Wasser untersucht.
\nEs wurden zahlreiche Versuche im Laborma\u00dfstab durchgef\u00fchrt. Im praktischen Teil wurden zuerst Konzepte f\u00fcr die Realisierung eines \u00d6lskimmers entwickelt. Es wurden f\u00fcnf Modelle konstruiert und in Laborversuchen getestet. Dabei wurden sowohl Sch\u00f6pfsysteme f\u00fcr zuvor aufgestreutes Bindemittel als auch umlaufende B\u00e4nder mit zwischen Gewebeb\u00e4ndern fixiertem Bindemittel eingesetzt.
\nAnschlie\u00dfend wurde eine Anlage zum Ausbringen und Absch\u00f6pfen des Lederfaser-Bindemittels in zwei Ausf\u00fchrungen im Technikumsma\u00dfstab gebaut und auf einem Katamaran installiert in einer Flachwasserrinne der Versuchsanstalt f\u00fcr Wasser- und Schiffbau der Technischen Universit\u00e4t Berlin getestet.
\nDie Ergebnisse der Versuche waren Erfolg versprechend, auch wenn sie bis zum Ende der Projektlaufzeit noch nicht zu einer direkten Produktionsreife f\u00fchrten.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Bei der Auffaserung von Lederstanzabf\u00e4llen werden Fasern von 1-5 mm L\u00e4nge und ca. 3-5 \u00b5m Durchmesser erhalten. \u00d6lbindekapazit\u00e4t und Schwimmf\u00e4higkeit sind proportional zum Faseraufschluss.
\nDie untersuchten Materialien auf Lederbasis erreichten hohe \u00d6laufnahmekapazit\u00e4ten.
\nVorrichtungen zum Auflockern, Dosieren und gleichm\u00e4\u00dfigen Ausbringen des zuvor f\u00fcr Transportzwecke kompaktierten faserigen \u00d6lbinders wurden entwickelt und erfolgreich eingesetzt. Am besten eignet sich ein Gebl\u00e4se mit Ausblaskorb. Damit l\u00e4sst sich die Bindemittelzufuhr regulieren und gleichzeitig wird das Bindemittel durch das Gebl\u00e4serad aufgelockert und die \u00d6laufnahmekapazit\u00e4t gesteigert.
\nEs wurden verschiedener Funktionsmodelle eines kompakten Systems realisiert, welches im kleintechnischen Ma\u00dfstab gleichzeitig ein dosiertes Ausbringen von Bindemittel, die \u00d6lbindung auf der Wasseroberfl\u00e4che und die Entnahme des \u00f6lgetr\u00e4nkten Bindemittels erlaubt. Einsatztests sind im Abschlu\u00dfbericht dokumentiert. Auch eine R\u00fcckf\u00fchrung nur schwach \u00f6lbeladenen Bindemittels zum erneuten Einsatz auf Basis eines zweistufigen Abscheiders mit \u00d6labtrennung wurde erprobt.
\nEs wurden verschiedene Systeme zum Ausbringen der Fasern und zur praktisch vollst\u00e4ndigen Wiederaufnahme nach der \u00d6labsorption erprobt und dabei weiter optimiert.
\nEin \u00d6lskimmer-Konzept arbeitete mit umlaufendem Band. Die Lederfasern waren zwischen Gewebebahnen aus hydrophoben Polypropylen-Vlies eingen\u00e4hten, ein sehr saugf\u00e4higes Band mit hoher \u00d6laufnahmekapazit\u00e4t wird zweistufig (Vor-\/Nachreinigung) \u00fcber die Wasseroberfl\u00e4che gef\u00fchrt. Dem hohen Herstellaufwand stehen Handlingvorteile beim Einsatz gegen\u00fcber. Der Reinigungserfolg war hoch.
\nIn den Technikumsversuchen unter einsatznahen Bedingungen in einer 60 m langen Flachwasserrinne wurde die Anlagentechnik mit zwei verschiedenen Absch\u00f6pfsystemen umfassend erprobt. Da sich die \u00d6lschichtdicke nur aus Erfahrung absch\u00e4tzen l\u00e4sst, wird in den meisten F\u00e4llen mit Bindemittel\u00fcberschuss gearbeitet. F\u00fcr den Bindevorgang reicht in der Regel eine Zeit von zwei Sekunden aus, damit das Bindemittel zu 80% ges\u00e4ttigt ist. Dadurch wird die Anlagengeschwindigkeit bzw. die Gr\u00f6\u00dfe der Anlage bestimmt. Das Handling von \u00f6lgetr\u00e4nktem Bindemittel ist aufgrund von Klumpenbildung und Anhaftung an Bauteilw\u00e4nden nicht einfach. Nach l\u00e4ngerer Betriebsdauer f\u00fchren die Anhaftungen des Bindemittels zu Verstopfungen und zur Verschmutzung der Anlage und somit zu einer Funktionsbeeintr\u00e4chtigung. Diese Probleme konnten durch konstruktive \u00c4nderungen und andere Materialien reduziert werden. Weitere Optimierungen sind noch erforderlich.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse des Zwischenberichtes wurden auf der 43. Sitzung des LTwS – Fachausschusses GMAG (Lagerung u. Transport v. wassergef\u00e4hrdenden Stoffen, Ger\u00e4te und Mittel zur Abwehr von Gefahrstoffen) in Koblenz einem Fachgremium vorgetragen und diskutiert.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
F\u00fcr die Beseitigung von \u00d6lverschmutzungen auf Gew\u00e4ssern ist ein automatisierter Einsatz von streuf\u00e4higen Bindemitteln durchaus sinnvoll. Das Aufnahmeverm\u00f6gen des Bindemittels ist umso besser, je h\u00f6-her seine Porosit\u00e4t und der Kapillaranteil im Bindemittel ist. Hierbei haben faserartige Bindemittel durch Ausbildung vergleichsweise langer Kapillare eindeutige Vorteile gegen\u00fcber k\u00f6rnigen Bindemitteln.
\nDie Versuche erfolgten prim\u00e4r mit \u00d6lbindemitteln aus Lederabf\u00e4llen. Verglichen mit bereits am Markt befindlichen Bindemitteln sind Lederfasern leistungsf\u00e4higer und haben den positiven Nebeneffekt, dass ein Abfallprodukt einer sinnvollen Weiterverwendung zugef\u00fchrt werden kann.
\nDer Einsatz von streuf\u00e4higen Bindemitteln, unabh\u00e4ngig vom strukturellen Aufbau des Bindemittels, macht nur dort Sinn, wo \u00d6le mit vergleichsweise niedriger Viskosit\u00e4t (? = 1PAS) gebunden werden m\u00fcssen. Zwar werden auch z\u00e4hfl\u00fcssigere \u00d6le gebunden, jedoch im Wesentlichen nur \u00fcber die \u00e4u\u00dfere Oberfl\u00e4che des \u00d6lbinders, sodass die Porosit\u00e4t der Bindemittel keinen Einfluss mehr auf das \u00d6laufnahme-verm\u00f6gen hat und die maximale \u00d6lbindekapazit\u00e4t nicht mehr erreicht wird. Speziell im Hinblick auf die Verwendung in einer selbst\u00e4ndig arbeitenden Anlage, bei der verfahrensbedingt die zur Verf\u00fcgung stehende Zeit begrenzt ist, muss dieser Sachverhalt besonders beachtet werden.
\nDas Prinzip der f\u00fcr den Technikumsversuch konstruierten Anlage funktioniert zufriedenstellend, muss jedoch bis zur Serientauglichkeit der Anlage in einigen Details verbessert werden. Aus den Versuchen abgeleitete Hinweise hierzu sind im Abschlussbericht benannt. Diese Erkenntnisse m\u00fcssen in einer verbesserten Konstruktion realisiert und getestet werden. Kontrollversuche mit handels\u00fcblichem Granulat (Ekoperl) zeigten, dass das entwickelte Konstruktionsprinzip zum automatisierter Einsatz von streuf\u00e4higen Bindemitteln auch Granulate verarbeiten kann.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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