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Neubewertung von Abwasserreinigungsanlagen mit anaerober Schlammbehandlung vor dem Hintergrund der energetischen Rahmenbedingungen und der abwassertechnischen Situation in Rheinland-Pfalz

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Projektlaufzeit: 01/2010-12/2010

Bearbeiter:
Dipl.-Ing. Oliver Gretzschel

Abwasser und der bei der Abwasserbehandlung anfallende Klärschlamm stellen in vielen Fällen ein noch ungenutztes Energiepotenzial dar. Die Wirtschaftlichkeit abwassertechnischer Anlagen wird wesentlich von der Energieeffizienz und den Klärschlammverwertungs- bzw. -entsorgungskosten beeinflusst. Ein wirksames Stoffstrommanagement auf der Kläranlage ist daher gefordert, um die energetischen Res-sourcen des Abwassers bzw. des Klärschlammes zu nutzen und die zu entsorgenden Klärschlammmen-gen zu reduzieren, ohne jedoch die Ablaufqualität des behandelten Abwassers negativ zu beeinflussen. Der hierfür entscheidende Verfahrensschritt in kommunalen Abwasserreinigungsanlagen ist die Stabilisierung des Klärschlamms. Hier unterscheidet man im Wesentlichen zwei grundsätzliche Möglichkeiten: Bei der simultanen aeroben Schlammstabilisierung erfolgt die Stabilisierung im Verlauf der Abwas-serreinigung. Den Belebtschlammorganismen wird durch die Bemessung der Belebungsbecken auf ein hohes Schlammalter (t = 25 d) sowie eine geringe Schlammbelastung (<=0,05 kg BSB5/kg TS/d) nur wenig Nahrung in Form von BSB zur Verfügung gestellt. Die Belebtschlammorganismen veratmen zum Überleben ihre eigene Zellsubstanz. Die organische Substanz im Klärschlamm wird aufgezehrt und der resultierende Schlamm weist nach der Stabilisierung eine organische Trockensubstanz oTS von ca. 50 bis 55 % auf. Bei Bemessung der Anla-gen auf eine gemeinsame aerobe Stabilisierung sind große spezifische Beckenvolumina (i. d. R. 300 l/E) erforderlich. Das Verfahren der anaeroben Schlammstabilisierung (Faulung) beruht hingegen darauf, dass den Belebtschlammorganismen durch die Bemessung der Anlagen auf ein Schlammalter von ca. 10 bis 12 d resp. eine Schlammbelastung von 0,15 kg BSB5/kg TS/d relativ viel organische Substanz als Nahrung zugeführt wird. Hierdurch enthält der abgezogene Überschussschlamm noch einen hohen Anteil an organischer Substanz; in der Regel ca. 70 %. Der abgezogene Überschussschlamm wird dann (meist nach einer Voreindickung) zusammen mit dem Schlamm aus der Vorklärung (Primärschlamm) einem Faulbe-hälter zugeführt. Hier entsteht in einem 4-stufigen Prozess Biogas (Faulgas). Dieses kann dann z. B. über ein Blockheizkraftwerk mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 30 bis 35 % verstromt werden. Die hie-raus resultierende Wärme kann z. B. zur Aufheizung des Schlammes und des Faulturms genutzt werden. In der Ingenieurpraxis gab es in der Vergangenheit relativ klare Grenzen, wann das Verfahren der aeroben Schlammstabilisierung und wann eine Schlammfaulung zu realisieren ist. Diese Grenzen ergaben sich aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten, wobei hierbei aufgrund der in der Vergangenheit niedrigen Energiekosten vorwiegend die Investitionskosten, sowie verfahrenstechnische Aspekten betrachtet wur-den. Der Einsatzbereich der anaeroben Schlammstabilisierung in Abhängigkeit von der Anschlussgröße kann Bild 1 entnommen werden. Die Abbildung verdeutlicht, dass bei Anlagengrößen von < 20 000 EW in der Vergangenheit fast aus-schließlich Anlagen mit simultaner aerober Schlammstabilisierung konzipiert wurden, während der Einsatzbereich für Faulungsanlagen erst bei Ausbaugrößen von mehr als 30 000 EW begann. Die in den vergangenen Jahren eingetretenen Entwicklungen - insbesondere die steigenden Energiepreise, veränderte gesetzliche Rahmenbedingungen sowie technische Neuentwicklungen im Zusammenhang mit Biogasanlagen - haben zu einer Verschiebung dieser vorge-nannten Grenzen geführt und machen somit eine Neubewertung der Einsatzbereiche für die Schlamm-faulung erforderlich. Dies gilt insbesondere für Rheinland-Pfalz, wo ca. 681 Kläranlagen mit Anschluss-größen < 30 000 EW betrieben werden, davon liegen 440 Anlagen bei einer Anschlussgröße von mehr als 1 000 EW. Hierbei ist auch die Fragestellung zu behandeln, wie Anlagen mit Klärschlammfaulung inkl. der erforderlichen Infrastruktur wie Faulbehälter, Gasspeicher, gegebenenfalls Prozesswasserbehandlung usw. im Bereich einer Ausbaugröße von 10 000 bis 30 000 EW kostengünstig, aber dennoch betriebssicher, um-gesetzt werden können. Ziel dieser Studie ist es, das in Rheinland-Pfalz tatsächlich vorhandene und nutzbare Optimierungspotenzial bei Umstellung von Kläranlagen mit gemeinsamer aerober Schlammstabilisierung auf Anlagen mit anaerober Schlammfaulung im Sinne eines integrativen Ansatzes betreffend Energieeffizienz, Wasser-wirtschaft / Gewässerschutz (Ablaufqualität), Abfallwirtschaft (Klärschlammmenge) und Wirtschaftlichkeit aufzuzeigen. Das Projekt besteht aus zwei Modulen. Der vorliegende Bericht umfasst Modul 1, das grundlegende Untersuchungen beinhaltet. Modul 2 widmet sich anschließend weitergehenden Untersuchungen, die u. a. eine Analyse und Beschreibung unterschiedlicher Bau- und Betriebsformen, eine Konzeptentwicklung zur Umstellung auf Faulungsbetrieb, eine Prüfungsmethodik zur Umstellung sowie die Untersuchung einer Modellanlage umfassen. Finanzierende Institution(en): Ministerium für Umwelt, Forsten und Verbraucherschutz Rheinland-Pfalz Partner-Institution(en): Universität Luxemburg, Siedlungswasserwirtschaft und Wasserbau, Prof. Dr.-Ing. Jo Hansen, Ingenieurgesellschaft Dr. Sickmann + Partner GmbH Quelle: http://gandalf.arubi.uni-kl.de/index.php?link=projekte&parea=2&pid=0156

Entwicklung von Prüfverfahren für Anlagen zur dezentralen Niederschlagswasserbehandlung im Trennverfahren

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Projektlaufzeit: 1.10.2008-31.05.2010

Bearbeiter:
Prof. Dr.-Ing. Theo G. Schmitt, PD Dr.-Ing. habil. Antje Welker, Dipl.-Ing. Martina Dierschke

Zur Reduzierung der Umweltbelastungen aus Niederschlagsabflüssen sollen mit einem Anhang Niederschlagswasser zur Abwasserverordnung bundeseinheitliche Anforderungen zur Behandlung verschmutzter Niederschlagsabflüsse vor Einleitung ins Grundwasser (Versickerung) oder in oberirdische Gewässer formuliert werden. Neuere Untersuchungen zur Aufschlüsselung der Eintragspfade umweltrelevanter Schmutz- und Schadstoffe weisen sämtlich einen erheblichen Anteil der Niederschlagsabflüsse aus Siedlungen aus. Die derzeit im Entwurf vorliegenden Anforderungen beziehen sich auf entwässerungstechnisch neu zu erschließende Gebiete und weisen als übergeordnete Zielsetzung den weitgehenden Erhalt des lokalen Wasserhaushalts aus. Damit kommt dezentral ausgerichteten Konzepten der Regenwasserbewirtschaftung mit ortsnahem Rückhalt und – soweit erforderlich – Behandlung der Niederschlagsabflüsse vor Ort eine besondere Bedeutung zu. Aufgrund der besonderen Gegebenheiten der mit Niederschlagsabflüssen beschickten dezentralen Anlagen ist keine Überwachung von Ablaufwerten der Behandlungsanlagen im Betrieb vorgesehen. Zur Sicherstellung ihrer Wirksamkeit entsprechend den geltenden Anforderungen soll für standardisierbare Behandlungsanlagen eine bauaufsichtliche Zulassung erteilt werden. Die Entwicklung von Prüfverfahren als Grundlage zur bauaufsichtlichen Zulassung für standardisierbare Anlagen ist Gegenstand des Vorhabens. Es umfasst die Konzeption der Prüfverfahren für unterschiedliche Anlagen, Wirkmechanismen, Herkunft der Niederschlagsabflüsse und Zielpunkte der Einleitung (Grundwasser, oberirdische Gewässer) Für die Prüfung werden geeignete Stoffparameter ausgewählt sowie repräsentative Belastungsspektren zur Beschickung der Anlagen definiert. Weitere Bestandteile des Vorhabens sind Vorgaben zur Gestaltung des Prüfstandes, zur Vorbereitung des Beschickungswassers, zur Durchführung der Beschickungen und Messungen, zur Qualitätssicherung des Prüfvorgangs, u.a. zur Reproduzierbarkeit der Prüfergebnisse, sowie Hinweise für Planung, Bau und Betrieb der Anlagen. Die Verifizierung der hier erarbeiteten Prüfverfahren an eigens zu entwickelnden Laborprüfständen soll in einer zweiten Projektphase erfolgen.

Finanzierende Institution(en): Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU), Osnabrück
Partner-Institution(en): FH Münster, Labor für Wasserbau und Wasserwirtschaft, Institut für Wasserforschung GmbH, Dortmund

Quelle: http://gandalf.arubi.uni-kl.de/index.php?link=projekte&parea=1&pid=0154

Demografischer Wandel als Herausforderung für die Sicherung und Entwicklung einer kosten- und ressourceneffizienten Abwasserinfrastruktur

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Hintergrund
Der demografische Wandel wird in Deutschland zu einem deutlichen Rückgang der
Bevölkerungszahlen führen. Dabei werden sich die Bevölkerungszahlen sowohl regional
als auch lokal sehr unterschiedlich entwickeln. Die großen, bereits seit den 1990er
Jahren bestehenden Unterschiede in der Entwicklung im Osten und im Westen
Deutschlands werden bestehen bleiben. Gleichzeitig werden in enger räumlicher
Nachbarschaft Wachstums- und Schrumpfungsprozesse stattfinden. Für die raumbezogenen
technischen Infrastrukturen wie Wasser, Abwasser oder Fernwärme bedeutet
diese Entwicklung Anpassungsbedarf vor dem Hintergrund, dass die Effizienz dieser
Infrastrukturen maßgeblich von der Bevölkerungsdichte abhängt und dass bei abnehmenden
Nutzerzahlen zusätzliche technische Veränderungen aufgrund betrieblicher
Probleme notwendig werden können.

Aufgrund der sehr langen Nutzungsdauer wichtiger Komponenten konventioneller Abwasserinfrastruktursysteme
(Kanäle bis zu 100 Jahre), verbunden mit hohen Investitions-
und Unterhaltungskosten, sind weit vorausschauende Planungen und die langfristige
Berücksichtigung aller sich verändernden Umfeldbedingungen notwendig.

Relevanz des demografischen Wandels für die Abwasserinfrastruktur
und Identifizierung besonders betroffener Gebiete

Die demografischen Entwicklungen interferieren mit Veränderungen sonstiger Randbedingungen
von Abwasserinfrastruktursystemen. Hierzu zählen klimatische Veränderungen,
die Entwicklung des Trinkwasserverbrauchs sowie sich verändernde Siedlungsstrukturen
und Nutzerdichten der Abwasserinfrastruktursysteme. Naturräumliche
Gegebenheiten wie die Topografie gehören ebenso dazu.

Zur Beurteilung der Auswirkungen demografischer Veränderungen auf die Abwasserinfrastruktur
und zur Überlagerung mit den genannten interferierenden Randbedingungen
wurde eine demografische Typisierung der Kreise und kreisfreien Städte des Bundesgebietes
erarbeitet. Die auf Basis der vergangenen und zukünftigen Entwicklung
der Bevölkerungszahlen in 12 Typen (6 Haupttypen jeweils für alte Bundesländer und
neue Bundesländer) eingeteilten Kreise und kreisfreien Städte wurden hinsichtlich ihrer
Siedlungsdichte, der Entwicklung der Siedlungs- und Verkehrsfläche, der Entwicklung
des Wasserverbrauchs, klimatischer Veränderungen und topografischer Randbedin2
gungen sowie der Auslastung der Abwasserbehandlungsanlagen charakterisiert. Danach
lassen sich für Deutschland Parameterkonstellationen und teilweise auch –
ausprägungen aufzeigen, die sich problematisch auf die Abwasserinfrastruktur auswirken
bzw. zukünftig auswirken könnten. Damit wurde eine Grundlage zur Beurteilung
von Verbreitung und Intensität von Problemgebieten erarbeitet und grafisch aufbereitet,
die eine erste Beurteilung des potenziellen zukünftigen Handlungsbedarfs im Bereich
der Abwasserinfrastruktur…mehr:

http://www.umweltdaten.de/publikationen/fpdf-k/k3779.pdf

Nr. 36/2010
UBA-FBNr: 001386
Förderkennzeichen: 3708 16 305

Erbgut der Nitrospira-Mikroben entschlüsselt

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Forscher überrascht über unerwartete Bakterien-Eigenschaften

Ein internationales Forscherteam hat das Erbgut von Nitrospira entschlüsselt, ein Bakterium, das für den Stickstoffkreislauf der Natur und die Abwasserreinigung enorm wichtig ist. Die bei der Sequenzierung entdeckten unerwarteten Eigenschaften von Nitrospira und die überraschenden Einblicke in die Evolution des Stickstoffkreislaufs stellen die Wissenschaftler jetzt in der Fachzeitschrift „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (PNAS) vor.

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts wurde der Haber-Bosch-Prozess zur industriellen Herstellung von Ammoniak erfunden. Etwa 100 Millionen Tonnen des so produzierten Ammoniaks werden jährlich zur Erzeugung von stickstoffhaltigen Düngern für die Landwirtschaft verwendet. Ihr Einsatz trägt wesentlich zur Ernährung der Weltbevölkerung bei, führt aber andererseits zur Überfrachtung von Böden und Gewässer mit Stickstoff, dem Verschwinden empfindlicher Tier- und Pflanzenarten sowie zur Eutrophierung – dem „Umkippen“ – von Gewässern. Hinzu kommen Stickstoffverbindungen aus anderen industriellen Prozessen und Haushaltsabwässern.

Nitrospira spielt wichtige Rolle bei Abwasserreinigung
Die Folgen dieser Belastung für die natürlichen Systeme des Stickstoff-Recyclings, den so genannten Stickstoffkreislauf, sind noch weitgehend unbekannt. Ein wesentlicher Teil dieses Kreislaufs ist die Nitrifikation – die Oxidation von Ammoniak zu Nitrit und weiter zu Nitrat – die nur von Mikroorganismen durchgeführt wird. Für den zweiten Schritt der Nitrifikation sind hauptsächlich Nitrit oxidierende Bakterien der Gattung Nitrospira verantwortlich. Sie spielen auch in Kläranlagen eine entscheidende Rolle, da die Nitrifikation unverzichtbarer Teil der biologischen Abwasserreinigung ist.

Bislang wusste man sehr wenig über die Biologie dieser so wichtigen Mikroben, denn die Zucht von Nitrospira im Labor ist extrem schwierig. Einem Team von Forschern aus Österreich, Frankreich, Deutschland und den Niederlanden ist nun mit Hilfe eines so genannten metagenomischen Ansatzes erstmals die Analyse des Erbguts eines Nitrospira-Bakteriums aus einer Kläranlage gelungen.

Nitrospira – äußerst effizientes Bakterium
Zu den überraschenden Ergebnissen dieser Studie unter der Leitung von Holger Daims und Michael Wagner vom Department für Mikrobielle Ökologie der Universität Wien zählt, dass die biochemischen Systeme zur CO2-Fixierung und Nitrit-Oxidation von Nitrospira effizienter als die anderer Nitrit oxidierender Bakterien sind. Dies erklärt die Schlüsselrolle von Nitrospira in der Natur. Zudem kann Nitrospira lebensnotwendige Energie nicht nur aus Nitrit, sondern auch aus einigen Kohlenstoffverbindungen beziehen und giftige …mehr:

Quelle: http://www.scinexx.de/wissen-aktuell-11938-2010-07-13.html

Geld und Energie sparen in der Abwasserreinigung

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Die Kläranlagen haben in der Schweiz einen sehr guten Standard. Nach wie vor ist aber die Entfernung der Nährstoffe aus dem Abwasser ein energie- und kostenintensives Unterfangen. Nun hat das Schweizer Wasserforschungsinstitut Eawag ein biologisches Verfahren weiterentwickelt, welches die Stickstoffelimination aus dem Klärschlammwasser deutlich vereinfacht und in diesem Teilbereich des Reinigungsprozesses die Kosten halbiert.

Bereits haben mehrere Abwasserreinigungsanlagen (ARA) den neuen Prozess eingeführt, so die Stadtzürcher Anlage Werdhölzli oder die ARA in Niederglatt (ZH) und St.Gallen. Andere Anlagen (Thun, Bilten/GL, Dietikon) setzen auf ein sehr ähnliches Verfahren, das vom deutschen Unternehmen Cyklar-Stulz propagiert wird. Die Erfahrungen der Betreiber sind positiv. Nicht zuletzt dank der Unterstützung und Beratung durch die Eawag gilt die Schweiz als führend in diesem Bereich.

Anammox-Bakterien und Flockenbildung als Schlüssel

Der Schlüssel zum neuen Verfahren liegt in einem erst vor rund zehn Jahren von der Eawag und von holländischen Wissenschaftern entdeckten bakteriellen Prozess: die anaerobe Ammoniumoxidation, abgekürzt als Anammox bezeichnet. Anammox-Bakterien können Ammonium (NH4+) ohne Kohlenstoff in unschädlichen Luftstickstoff umbauen. Damit der Prozess läuft, muss zuerst ein Teil des Ammoniums mit Sauerstoff zu Nitrit umgewandelt werden. Mit dem Nitrit oxidieren dann die Bakterien das restliche Ammonium zum molekularen Stickstoff. Bisher wurde versucht, diese zwei Stufen des Prozesses getrennt ablaufen zu lassen. Zweistufige Anlagen benötigen aber mehr Platz, und ihre Regulierung ist sehr komplex. Der Durchbruch kam mit der Erkenntnis, dass sich der Umwandlungsprozess auch in einer Stufe realisieren lässt, dann nämlich, wenn dank Flockenbildung im Anammox-Becken sehr kleinräumig sowohl belüftete als auch sauerstofffreie Zonen vorhanden sind: Aussen an den kaum einen Millimeter grossen Klärschlammflocken aus Bakterienkolonien findet die aerobe Ammoniumoxidation statt, im sauerstofffreien Innern der Flocken die anaerobe Anammox-Reaktion.

Zahlreiche Vorteile gegenüber konventionellem Verfahren

Die Vorteile der Schlammwasserentstickung mit Anammox-Bakterien gegenüber der klassischen Nitrifikation/Denitrifikation sind riesig: Vor allem muss das Becken nur noch knapp halb so viel belüftet werden, und es muss keine Kohlenstoffquelle (z.B. Methanol oder Acetat) mehr zugegeben werden. Das spart Energie und Betriebsaufwand, die Kosten sinken auf die Hälfte – rund 2 statt 4 Franken pro Kilogramm entferntem Stickstoff. Im Fall der Zürcher Anlage Werdhölzli macht das jährlich rund eine halbe Million Franken aus. Ausserdem ist der Prozess sehr effizient: Die Umwandlung des Ammoniums im Prozesswasser zu Luftstickstoff zu über 90% entlastet die Kläranlage. So können der Vergärung mehr organische Stoffe beigemischt werden (z.B. Abfälle aus der Lebensmittelproduktion); die Kläranlage produziert dann mehr Biogas. Ein Fernziel aller Abwasserfachleute, dass nämlich die ARA vom Energieverbraucher zum Kraftwerk wird oder wenigstens ohne Energiezufuhr funktioniert, rückt damit ein Stück näher.

Wissens- und Technologietransfer funktioniert gut

Der Verfahrenstechniker Adriano Joss von der Eawag betont: «Wir sind nicht die einzigen, die am Anammox-Verfahren gearbeitet haben.» Doch im Unterschied zu Firmen, welche versuchen den auch in der Natur ablaufenden Prozess für sich patentieren zu lassen, ist das Forschungsinstitut des ETH-Bereichs bemüht, sein Wissen und seine Erfahrung weiterzugeben. Denn die beteiligten Entwickler und Forscherinnen sind sich einig: Der Anammox-Prozess muss sich durchsetzen. Die Abwasserreinigung wird damit nachhaltiger. «Allerdings», so Joss, «alles wissen wir immer noch nicht über die exakten Abläufe.» Durch die offene Forschung und den breiten Erfahrungsaustausch liessen sich jedoch gute Lösungen schneller erkennen als über Betriebsgeheimnisse und Patente, sagt der Wissenschafter und ist überzeugt: «Gut funktionierende Anlagen und das Vertrauen in das neue Verfahren fördern letztlich auch den beteiligten privaten Sektor.»

Quelle: http://www.eawag.ch/medien/bulletin/20100728/index

Grenzwert für PFT in Klärschlammverordnung?

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„Perfluorierte Tenside (PFT) im Abwasser und Klärschlamm“ lautete einer der Tagesordnungspunkte bei der Umweltministerkonferenz am 11. Juni 2010 in Bad Schandau. Beschlossen wurde hierzu:
„Die Umweltministerinnen, -minister, -senatorinnen und der -senator der Länder bitten den Bund, die Vorschläge zur Reduzierung der Einleitungen von PFT in die Umwelt, insbesondere aus Abwasser, bei der Novellierung ausgewählter Anhänge der Abwasserverordnung (AbwV) zu berücksichtigen, im Rahmen der Novelle der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) einen verbindlichen Grenzwert für PFT festzulegen und einheitliche Analyse- und Messverfahren zur Bestimmung von PFT in den Anhängen der AbwV und der AbfKlärV vorzugeben.“

www.umweltministerkonferenz.de/documents/Ergebnisprotokoll_UMK.pdf

Mikroskopieschulungen auf der Kläranlage

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Immer häufiger setzen Kläranlagen Eintagesschulungen für ihre Mitarbeiter auf der eigenen Kläranlage ein. Das spart Zeit und führt zu einer besseren Anlagenstabilität und zu dauerhaften Kostensenkungen.

Die Prozessstabilität und die Ablaufqualität von Kläranlagen hängen in erheblichem Maße von der Zusammensetzung der Belebtschlamm- bzw. der Tropfkörperbiozönose ab. Betriebsprobleme wie Blähschlamm, Schaum oder Schlammabtrieb entstehen meist dann, wenn die „falschen Mikroorganismen“ überhand nehmen oder die Belebtschlammflockenstruktur geschädigt wird.
Die Bioserve GmbH bietet Mikroskopieschulungen an, die
• auf der Kläranlage stattfinden,
• in sehr kleinen Gruppen (3-4 Personen),
• mit speziell an die jeweilige Problematik der Kläranlage angepassten Inhalten.

Der Kurs versetzt das Betriebspersonal in die Lage, zukünftig selbstständig die Biozönose zu beurteilen.

Presse-Ansprechpartner
Roland Humm
Telefon: 0 61 31-906 22-68
E-Mail: Humm@Bioserve-GmbH.de

Internet: www.Bioserve-GmbH.de

 

Ausgegorene Lösungen für Bio-Energiewirte

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Forschung an Schnelltest für mikrobiellen Zustand von Biogasanlagen

Für die Effizienz von Biogasanlagen ist ein reibungsloser Prozessablauf unerlässlich. Wichtig hierfür ist unter anderem ein guter Zustand der Biogas produzierenden Mikroben. Unter der Leitung des ttz Bremerhaven und in Kooperation mit der iSiTEC GmbH und der MT-Energie GmbH & Co. KG ist ein Forschungsprojekt angelaufen, das die Entwicklung eines Schnelltests zur Bewertung des mikrobiellen Zustandes von Biogasanlagen zum Ziel hat. Das Projekt „CH4-MikroSens“ wird von der Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbH (BIS) gefördert.
Zur Erzeugung von Bioenergie wird Bio-masse zu Biogas vergoren. Biomasse gehört zu den wichtigsten Quellen für erneuerbare Energien in Deutschland. Um die Marktposition weiter zu stärken und die Zuverlässigkeit dieser Energiequelle zu erhöhen ist es unabdingbar, die Kontrollierbarkeit des Betriebes von Biogasanlagen zu verbessern. Dadurch wird es möglich, den Produktionsprozess von Biogas zu stabilisieren und die Wirtschaftlichkeit zu erhöhen.

Moderne Biogasanlagen sind heutzutage in vielerlei Hinsicht optimiert. Das größte Risiko besteht jedoch immer noch darin, dass die biologischen Fermentationsprozesse in der Anlage instabil werden und damit die Gasproduktion zum Erliegen kommt. Daher ist es für die Betreiber von höchstem Interesse, eine ungünstige Zusammensetzung der Mikroorganismen so früh wie möglich zu erfassen.

Unter der Leitung des ttz Bremerhaven wird seit Juni 2010 nach Lösungen gesucht: Ziel von „CH4-MikroSens“ ist es, einen Schnelltest zu entwickeln, der zeitnah Veränderungen in der mikrobiellen Zusammensetzung der Anlage anzeigt. Im Rahmen des Projektes sollen zunächst verschiedene Techniken auf ihre Eignung für diesen Zweck getestet werden. Es bieten sich optische und elektrische Verfahren an, aber auch molekularbiologische Methoden stellen einen sinnvollen Ansatzpunkt dar. In CH4-MikroSense soll die effizienteste Kontroll-Methode ermittelt werden. Ein zu entwickelnde Sensor könnte beispielsweise während des laufenden Betriebes von Biogasfermentern eingesetzt werden. Für die molekularbiologischen Ansätze ist die Umsetzung eines Schnelltest-Verfahrens angestrebt. Ziele der Forschungen sind unter anderem, nicht nur Aussagen über die Populationsdichte verschiedener Organismengruppen machen können, sondern auch Hinweise auf die Vitalität der Mikroorganismen zu erlangen.

Forschungsförderung für den Nordwesten der Republik

Die Zusammenarbeit im Rahmen des Projektes erfolgt zwischen der Bre-merhavener Firma iSiTEC GmbH, dem Biogas-Unternehmen MT-Energie aus dem niedersächsischen Zeven und dem Forschungsdienstleister ttz Bremerhaven. Der Firma iSiTEC wird die Entwicklung eines innovativen Produktes im Bereich der Biogasanlagentechnik unter wissenschaftlicher Begleitung des ttz Bremerhaven ermöglicht. Die Beteiligung der Firma MT-Energie sichert gleichzeitig eine marktorientierte, zielgerechte Produktent-wicklung und soll die spätere Markteinführung vereinfachen. Die Zusam-menarbeit der drei Projektpartmer trägt außerdem dazu bei, die Wettbe-werbsfähigkeit des Bundeslandes Bremen durch den Ausbau von Innovation und Knowhow im Bereich der Biogas-Technologien zu erhöhen, sein klimaorientiertes Profil zu schärfen und letztlich einen Beitrag zur zukünftigen Energieversorgung zu leisten. Das ttz Bremerhaven erhält durch dieses Projekt die Möglichkeit, seine Expertise im Bereich der erneuerbaren Energien auszubauen und die langjährigen Kontakte zu ortsansässigen Firmen und Biogasbetrieben zu intensivieren. Das von der Bremerhavener Gesellschaft für Investitionsförderung und Stadtentwicklung mbH (BIS) geförderte Projekt „CH4 MikroSense“ wird mit Geldern des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Senators für Umwelt, Bau, Verkehr und Europa der Freien Hansestadt Bremen mitfinanziert.

ttz Bremerhaven mit Bioenergie „Ausgewählter Ort im Land der Ideen 2010″

Das ttz Bremerhaven ist mit seiner Forschung im Bereich Bioenergie „Aus-gewählter Ort im Land der Ideen 2010″. Prämiert wurde das EU-Projekt FARMAGAS, das von dem Forschungsdienstleister koordiniert wird. Es sorgt dafür, dass klimafreundliche Energie schneller in Osteuropa Fuß fassen kann. FARMAGAS hat zur Hauptaufgabe, biogasbezogenes Wissen im osteuropäischen Raum weiter zu verbreiten und dort die Anwendung der Biogasproduktion aus landwirtschaftlichen Reststoffen voran zu treiben.

ttz-Geschäftsführer Werner Mlodzianowski betont in diesem Zusammen-hang die ökonomische Zugkraft der ökologischen Technologien: „Die Zukunft der Energieversorgung wird auf einem Mix unterschiedlicher Energie-träger beruhen. Biogas allerdings wird unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten eine immer wichtigere Säule in diesem Mix darstellen. Anwendungsorientierte Forschung eröffnet Potenziale in diesem Markt und fördert den effizienten Einsatz neuer Entwicklungen.“

Als Rohstoff klasse: Biomasse

Auf die Herausforderung des Klimawandels antwortet das ttz Bremerhaven mit Bioenergie und Ressourceneffizienz. Zum einen erforscht, entwickelt und optimiert der Forschungsdienstleister Technologien und Konzepte für die nachhaltige Nutzung regenerativer Energiequellen. Zum anderen konzipiert er Strategien und Maßnahmen für eine höhere Energieeffizienz. Durch optimierte Energienutzung in Gebäuden und Gewächshäusern, Prozess- und Anlageoptimierung, eine effektive Nutzung von Reststoffen oder durch Prozesskopplung kann dies erreicht werden. Bei allen Maßnahmen legt das ttz Bremerhaven Wert auf maßgeschneiderte, lokal angepasste Lösungen.

Bei den regenerativen Energiequellen setzt das ttz Bremerhaven in erster Linie auf Biomasse. Dazu gehört unter anderem die Gewinnung von Biogas, Bioethanol, Holzhackschnitzeln und Pellets aus nachwachsenden Rohstoffen und organischen Reststoffen.

Das ttz Bremerhaven versteht sich als innovativer Forschungsdienstleister und betreibt anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung. Unter dem Dach des ttz Bremerhaven arbeitet ein internationales Experten-Team in den Bereichen Lebensmittel, Umwelt, Gesundheit und Beratung.

Kontakt:
Christian Colmer

Leiter Kommunikation und Medien
ttz Bremerhaven
Fischkai 1
D-27572 Bremerhaven (Germany)
Phone: +49 (0)471 48 32 -124
FAX: +49 (0)471 48 32 – 129
ccolmer@ttz-bremerhaven.de
www.ttz-bremerhaven.de

Weitere Informationen:
http://www.ttz-bremerhaven.de
Christian Colmer, Pressestelle
ttz Bremerhaven

Leistungsträgern auf der Spur – ATB-Wissenschaftler erforschen die Mikrobiologie von Biogasreaktoren

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Welche Mikroorganismen sind am Besten für die Biogasproduktion geeignet? Wie lassen sich leistungsfähige Mikroorganismen schnell und einfach in Biogasreaktoren ansiedeln? Wie arbeiten verschiedene Mikroorganismen zusammen, um die in Biomasse gespeicherte Energie freizusetzen? Diese Fragen stehen im Fokus von zwei Forschungsprojekten, die im September 2010 am Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) starten.

Eine der zentralen Aufgaben der Forschungsarbeiten wird es sein zu untersuchen, welche Mikroorganismen in Biogasanlagen für die Bildung von brennbarem Methangas verantwortlich sind. Hierfür sollen deutschlandweit unterschiedliche Biogasreaktoren untersucht und die dort vorkommenden Methanbildner isoliert und charakterisiert werden. Ziel ist der Aufbau einer Sammlung mikrobieller Kulturen. Diese Sammlung bildet eine wesentliche Voraussetzung für die Erforschung der Stoffwechselleistungen der in Biogasreaktoren auftretenden Methanbildner und schafft somit auch die Grundlage zur Entwicklung neuer biotechnologischer Anwendungen.

In einem zweiten Projekt werden die in Biogasanlagen vorhandenen Biofilme untersucht. Biofilme sind komplexe Strukturen aus unterschiedlichen Mikroorganismen, die trotz ihrer Verschiedenheit synergistisch zusammenarbeiten. Solche mikrobiellen Strukturen haben mutmaßlich einen großen Anteil an dem Abbau von Biomasse zu Methan. Daher sollte die gezielte Ansiedlung von Biofilmen in den Reaktoren eine wesentlich effizientere und damit zugleich wirtschaftlichere Biogasproduktion als bislang ermöglichen. Ungeklärt ist jedoch, welche Mikroorganismen an der Bildung besonders leitungsfähiger Biofilme beteiligt sind und wie genau diese Mikroorganismen zusammenarbeiten.

„Unsere Forschungsarbeiten sollen diese Fragen mit Hilfe modernster molekularbiologischer Analyseverfahren klären. Unser Ziel ist es, durch die gezielte Steuerung der beteiligten Mikroflora die Tür für neuartige und innovative Konzepte zur effizienteren Biogaserzeugung zu öffnen“, beschreibt Projektleiter Dr. Michael Klocke die Erwartungen an die neuen Forschungsprojekte.
Beide Forschungsprojekte werden aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) in Projektträgerschaft durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) sowie aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) mit insgesamt 973.000 Euro gefördert.

Kontakt: Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.
Helene Foltan – Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: 0331 5699-820, E-Mail: hfoltan@atb-potsdam.de
Dr. Michael Klocke – Projektleitung Tel.: 0331 5699-113, E-Mail: mklocke@atb-potsdam.de

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) zählt zu den führenden agrartechnischen Forschungseinrichtungen in Europa. Die Erzeugung und die Nutzung von Biomasse – nicht nur für die CO2-neutrale Energiegewinnung sondern auch zur stofflichen Verwertung – einschließlich der ökonomischen und ökologischen
Bewertungen, sind langjährige Schwerpunkte der Forschungsarbeiten am ATB.
www.atb-potsdam.de
Leibniz-Institut für Agrartechnik
Potsdam-Bornim e.V.

Händedesinfektion schützt besser vor Darminfektionen und Erkältungen als erwartet

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Die Desinfektion der Hände am Arbeitsplatz schützt nachweisbar vor weit verbreiteten und wiederkehrenden Masseninfektionen. Das belegt eine Studie von Wissenschaftlern der Universität Greifswald, die jetzt in der Zeitschrift BMC Infectious Diseases veröffentlicht wurde.
Die Untersuchungsteilnehmer litten nach regelmäßiger Händedesinfektion deutlich seltener an Erkältungskrankheiten bzw. deren Symptomen. Besonders auffällig war der Rückgang von Durchfallerkrankungen. In die Untersuchung konnten 129 Mitarbeiter der Stadtverwaltung der Universitäts- und Hansestadt, der Universität Greifswald sowie der Landesverwaltung Mecklenburg-Vorpommern einbezogen werden.

Die Untersuchungsteilnehmer wurden in zwei Gruppen unterteilt. Dabei wurde bei der Auswahl darauf geachtet, dass die Verwaltungsmitarbeiter in Bereichen mit viel Publikumsverkehr tätig sind bzw. ständig mit Akten und Dokumenten arbeiten müssen. Während die Hälfte der Untersuchungsgruppe keine Händedesinfektionsmittel benutzte (Kontrollgruppe), desinfizierte sich die andere Hälfte die Hände mehrmals täglich (mindestens fünfmal) mit alkoholhaltigen Desinfektionsmitteln (Interventionsgruppe). Ein Jahr lang füllten die Studienteilnehmer jeden Monat einen Fragebogen aus. So konnten die Forschern am Ende 1.230 Datensätze auswerten.

In der Interventionsgruppe gab es deutlich weniger Tage, an denen die Beteiligten am Arbeitsplatz mit Erkältung, Fieber und Husten kämpften. Deutlich ging auch die Zahl der Arbeitstage zurück, an denen sich die Beteiligten aufgrund von Erkältung, Fieber und Husten krank meldeten. Außergewöhnlich stark ging der Arbeitszeitausfall aufgrund von Durchfallerkrankungen zurück.

„Wir waren überrascht, dass trotz der kleinen Untersuchungsgruppe unsere Erwartungen weit übertroffen wurden. Dies ist Grund genug, die Studie demnächst mit einer noch größeren Anzahl von Teilnehmern zu wiederholen. Auf jeden Fall können wir festhalten: Händedesinfektion kann am Arbeitsplatz leicht eingeführt werden, und sie wurde in unserem Fall überraschend gut von den Mitarbeiter angenommen. Das war sicherlich eine gute Voraussetzung für den Schutz vor zahlreichen Infektionserkrankungen. Händedesinfektion ist eine kostengünstige Möglichkeit der betrieblichen Gesundheitsförderung“, so Studienleiter Prof. Dr. Axel Kramer.

Krankmeldungen und verringerte Produktivität aufgrund von Infektionskrankheiten sind weltweit ein volkswirtschaftliches Problem. Da Erkältungskrankheiten oder milde Fälle von Magen-Darm-Infektionen selten tödlich sind und oft ohne ärztliche Behandlung wieder verschwinden, stehen sie meist nicht im Beobachtungsfokus und werden unterschätzt. Untersuchung in den USA haben jedoch inzwischen belegt, dass allein Nicht-Influenza-Viren, die Atemwegserkrankungen auslösen, zu einem wirtschaftlichen Verlust von ca. 40 Mrd. $ pro Jahr führen.

Ansprechpartner an der Universität Greifswald
Prof. Dr. Axel Kramer
Institut für Hygiene und Umweltmedizin
Walther-Rathenau-Straße 49a, 17489 Greifswald
Telefon 03834 515-542
kramer@uni-greifswald.de

Weitere Informationen:
http://www.biomedcentral.com/bmcinfectdis/ – BMC Infectious Diseases
http://www.uni-greifswald.de/~hygiene/ – Institut für Hygiene und Umweltmedizin
Jan Meßerschmidt, Presse- und Informationsstelle
Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald