Referenzen
Dichtungskontrolle von Deponien mittels Taupe-Kabelsensoren
Die Deponie Hintere Dollert auf der Gemarkung Gaggenau-Oberweier wurde auf einer Fläche von ca. 20.000 m² mit dem System Kapillarsperre mit optimiertem Wurzelboden abgedichtet (Testfeld). In dieses Abdichtungssystem ist ein flächendeckendes System zur Kontrolle von Wassergehaltsänderungen (TAUPE-System) im unteren Bereich des Wurzelbodens (oberhalb der Kapillarsperre) und in einer Kontrollschicht (unterhalb der Kapillarsperre) angeordnet. Damit wird die Wasserdichtigkeit des Abdichtungssystems kontrolliert. Für den Wasser-haushalt ausschlaggebender Parameter ist die (un-)gesättigte hydraulische Leitfähigkeit. Diese ist eine Bodeneigenschaft, d.h. sie ist unmittelbar mit dem Wassergehalt (WG) verknüpft. Damit steht ein Verfahren bereit, mit dem die flächige Aufnahme der hydraulischen Leitfähigkeit zu jedem gewünschten Zeitpunkt möglich ist. Daraus lässt sich, örtlich aufgelöst, der Wasserhaushalt von Deponieoberflächenabdichtungen bestimmen und der Durchfluss durch das Oberflächenabdichtungssystem quantifizieren.
Sandwich-Projekt
Im Zusammenhang mit nuklearer Endlagerung spielen Schachtverschlüsse eine große Rolle. Ziel hierbei ist es, eine Wasserzufuhr aus dem angrenzenden Gestein zu unterbinden, um die langfristige Sicherheit des Nuklearlagers zu gewährleisten. Das am KIT entwickelte sog. Sandwich-System besteht aus alternierenden Dichtesegmenten aus Bentonit und Äquipoten-zialsegmenten, die sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit auszeichnen. Im Äquipoten-zialsegmenten verteilt sich eingetragene Flüssigkeit über den gesamten Segmentquerschnitt, während die Flüssigkeit im angrenzenden Dichtsegment durch das Quellen des Bentonits abgefangen wird. Die Funktionalität des Systems wurde in labor- und halbtechnischen Experimenten geprüft. Im Juli 2019 wurden ein solcher Schachtverschluss im Felslabor Mont Terri installiert und nach Einbau der verschiedenen Messinstrumente verschlossen. Die Funktion des Verschlusses wird mit einer Flutung des Schachtes überprüft. Das Sandwich-System wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 02E11799 gefördert
Phosphorrückgewinnung – das P-RoC-Verfahren
Eine wesentliche Komponente von Düngemitteln ist Phosphor. Phosphor ist ein für alle Lebewesen essentielles Element, das auf der Erde nur in Form von Phosphaterzen in begrenzten Lager-stätten vorkommt. Die Rückgewinnung von Phosphat aus dem Phosphorkreislauf ist aus Kläranlagen und Anlagen zur Gewinnung von Biogas möglich.
Phosphor kann beispielsweise bei Kläranlagen aus dem Schlammwasser, dem Klärschlamm und der Klärschlammasche zurückgewonnen werden. Das am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entwickelte und patentierte P-RoC-Verfahren (Phosphorus Recovery by Crystallisation from waste- and process water) ermöglicht die Rückgewinnung von Phosphat (P) aus wässrigen Phasen an einem reaktiven Substrat – einem synthetischen Calcium-Silikat-Hydrat-Material (CSH) – ohne weiteren Zusatz von Chemikalien.
So funktioniert das Verfahren:
Das P-RoC-Verfahren wird als semikontinuierliches Rührreaktor-Verfahren betrieben. Es zeichnet sich besonders durch den einfachen Betrieb und die leichte Integrierbarkeit in den vorhandenen Reinigungsprozess aus.
Das im Prozess generierte Sekundär-phosphat kann in der Phosphorindustrie weiterverarbeitet oder ohne weitere Aufbereitung als Düngemittel eingesetzt werden. Hierbei liegen die Schadstoff-konzentrationen weit unter den Grenz-werten der Düngemittelverordnung.
Container für P-RoC-Anlage
CD-A Experiment
Um eine sichere Lagerung hochradioaktiver Abfälle sicherstellen zu können, ist es notwendig, ein umfassendes Verständnis für geologische und geotechnische Rahmenbedingungen zu besitzen. Daher wurde im Jahr 2019, im Mont Terri Rock Labor (Bild 1) das CD-A Experiment (Cyclic Deformation Experiment) etabliert. Für ein besseres Prozessverständnis werden verschiedene Faktoren gemessen und untersucht, unter anderem die Abhängigkeit der Morphologie des anstehenden Gebirges von der Luftfeuchtigkeit. Die Untersuchung erfolgt in zwei Nischen, die eine Nische ist verschlossen und hat immer die gleiche Luftfeuchtigkeit, die andere ist dadurch gekennzeichnet, dass diese offen ist und somit natürliche Schwankungen in der Luftfeuchtigkeit aufweist. Bei diesem Langzeitexperiment trägt die ISU mbH mit der Messung der Gebirgsfeuchteänderung über TAUPE-Sensoren (Bild 2) bei. Bild 3 zeigt die TAUPE-Sensoren, die auf HDPE-Rohren montiert sind, bei der Einbringung.
