Pilotanlage produziert synthetisches Erdgas aus Windstrom und Kohlendioxid
Puffer im Energiesystem: In Spanien erzeugt eine Pilotanlage künftig Erdgas aus Windstrom, Wasser und Klärschlamm. Damit dient sie einerseits als Speicher für überschüssige Windenergie und nimmt andererseits klimaschädliches CO2 aus der Kläranlage auf. Möglich wird dies durch eine besonders kompakte Anlage, die das synthetische Erdgas mittels Power-to-Gas-Verfahren produziert. Mehr:
Erdgas aus der Kläranlage
Kläranlagen als kostbares Reservoir
In den Abwasseranlagen enthaltenes Ammonium und Phosphate können wiedergewonnen werden. Das vulkanische Zeolithgestein wird als Bindemittel eingesetzt.
Gerade sechs Meter lang und 2,5 Meter breit: Der Container, in dem man im Inneren auf den ersten Blick Rohre, Rohranschlüsse, Messgeräte und einige Behälter sieht, ist eine im Testbetrieb befindliche Versuchsstation. Hier vollzieht sich, wie der Umwelttechniker Markus Ellersdorfer erläutert, ein Ionenaustauschprozess. Die Bezeichnung des hier laufenden Forschungsprojekts gibt schon über den angepeilten Endzweck Auskunft: „ReNOx“ bzw. Renewable NOx, also Gewinnung von erneuerbarem Stickstoff aus Abwasser. Mehr:
https://diepresse.com/home/science/5456162/Klaeranlagen-als-kostbares-Reservoir
Energieeffizienz/Modellprojekt zur Abwasserbeseitigung auf der zentralen Kläranlage in Niederfrohna: „Errichtung einer Pyrolyse zur Klärschlammverwertung“
Auszug:
Läßt sich eine in bedarfsgerecht erweiterbarer Container-Modulbauweise konzipierte dezentrale Karbonisierungsanlage für phosphorreichen Klärschlamm platzsparend in eine übliche kommunale Kläranlage einbinden, mit dem Klärwerkspersonal im Dauerbetrieb technisch beherrschen sowie grundsätzlich energieauthark, umweltschonend und wirtschaftlich betreiben?
Lesen sie mehr unter:
http://www.zvfrohnbach.de/files/pdf/Klaerschlammveredlung_fuer_Internetseite.pdf
Kohle am Limit? Quo vadis Spurenstoffelimination mittels Aktivkohlen
Vierte Reinigungsstufe in der Abwasserreinigung
Aktivkohle gilt in der Abwasserreinigung als vielversprechendes Adsorptionsmaterial für eine vierte Reinigungsstufe. Teil 1 unserer Artikelserie lieferte eine Übersicht über den Stand der Technik. Teil 2 befasst sich nun damit, was Aktivkohle im Abwasserreinigungsprozess nicht leisten kann.
Anthropogene Spurenstoffe wie Medikamenten- und Pflanzenschutzmittelrückstände oder aber Mikrokunststoffe stellen Kläranlagen vor große He¬rausforderungen. Ein vierstufiges Reinigungsverfahren ist derzeit ein viel diskutiertes Thema und soll unser Trinkwasser sauberer machen. Doch welche Filtermaterialien und -verfahren sind wirklich geeignet, um möglichst alle potenziell schädlichen Stoffe, vollumfänglich aus dem Abwasser zu entfernen? Aktivkohle gilt als vielversprechendes Adsorptionsmaterial für eine vierte Reinigungsstufe. Doch stößt auch sie irgendwo an ihre Grenzen? Eindeutig ja, wie …mehr:
Innovatives Verfahren zur Gülleaufbereitung kommt auf den Markt
Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) hat mit BioEcoSim ein neuartiges Verfahren zur Aufbereitung von Gülle entwickelt, dass jetzt marktreif ist. „Wir haben verschiedene Aufbereitungsstufen zu einem Gesamtprozess kombiniert und in einer modular aufgebauten Anlage integriert“, erläutert der Nährstoff-Experte Dr. Iosif Mariakakis vom Fraunhofer IGB. Damit können die wertvollen Nährstoffe als leicht transportierbare und exakt dosierbare Phosphor- und Ammoniumdüngesalze zurückgewonnen werden. Auch die festen organischen Bestandteile werden verwertet und mit einem energieeffizienten Verfahren getrocknet und konditioniert. Sie stehen dann als humusbildende Bodenverbesserer zur Verfügung. Gülle soll so nahezu vollständig verwertet und die recycelten Bestandteile dem Boden zugeführt werden.
BioEcoSim: So funktioniert es
• Um Gülle vollständig aufzubereiten, sind verschiedene Verfahrensschritte notwendig. In einem ersten Schritt wird die wässrige Gülle vorbehandelt, damit der Phosphor vollständig in Lösung geht. Über eine zweistufige Filtration wird sie in eine feste und eine flüssige Phase getrennt.
• Die entwässerte feste Phase wird mit einem ebenfalls am Fraunhofer IGB entwickelten energieeffizienten Verfahren getrocknet, das mit überhitztem Wasserdampf in einem geschlossenen System und daher energieeffizient arbeiten soll.
• Die getrockneten organischen Bestandteile können optional weiter bei 450 °C über einen Pyrolyse-Schritt – wie im Trocknungsschritt in einer Atmosphäre aus überhitztem Wasserdampf – zu organischer Biokohle umgesetzt werden.
• Die flüssige Güllefraktion enthält die gelösten anorganischen Nährstoffe. In einem Fällungsreaktor wird zunächst Phosphor zurückgewonnen und als Calciumphosphat, Magnesiumphosphat oder Magnesiumammoniumphosphat gefällt und abfiltriert.
• Stickstoff wird in einem zweiten Schritt zurückgewonnen. Hierzu wird die wässrige Fraktion über eine Membranadsorption als Ammoniumsulfat abgetrennt und kristallisiert.
• Übrig bleibt ein Wasser, das nur noch Spuren von Phosphor und Stickstoff enthält, aber reich an Kalium ist – und optimal zur Bewässerung eingesetzt werden kann.
In umfangreichen Untersuchungen und Feldstudien haben die Fraunhofer-Forscher gezeigt, dass die aus Gülle aufbereiteten mineralischen Düngemittel und organischen Bodenverbesserer direkt als gut verfügbare Dünger und humusbildende Substrate in der Landwirtschaft eingesetzt werden können.
Großtechnische Umsetzung und Betreibermodell
Mit der Suez Deutschland GmbH hat das Fraunhofer IGB nun einen Lizenznehmer für die patentierte Technologie gewonnen. Das global agierende Entsorgungs- und Verwertungsunternehmen wird als Betreiber in Aufbereitungsanlagen investieren. „Nach und nach sollen flächendeckend großtechnische Anlagen entstehen, die Landwirten, Zucht- und Mastbetrieben überschüssige Gülle abnehmen. Bei der Auswahl der Anlagenstandorte werden vor allem die logistischen Aspekte der Anlieferung berücksichtigt“, beschreibt Kai Bastuck, Leiter Geschäftsfeldentwicklung Recycling und Recovery der Suez Deutschland GmbH.
Eine erste Aufbereitungsanlage mit einem Durchsatz von einem Kubikmeter pro Stunde wird aktuell als „Lebendes Technikum“ am Suez-Standort Zorbau in Sachsen-Anhalt errichtet. Die flexibel ausgelegte Anlage soll Rinder- und Schweinegülle, aber auch Gärreste aus Biogasanlagen verarbeiten und damit als Blaupause für weitere großtechnische Anlagen dienen. „Eine durchschnittliche großtechnische Anlage produziert dann stündlich aus zehn Kubikmetern Rohgülle etwa 100 Kilogramm Phosphatdünger, 100 Kilogramm Stickstoffdünger und 900 Kilogramm organische, nährstoffarme Feststoffe“, führt Siegfried Egner, Abteilungsleiter am Fraunhofer IGB, aus. Das Einsparpotenzial an synthetischen Düngern sei enorm: Mit der Kapazität von einer Million Kubikmetern Gülle pro Jahr, was in etwa der Menge aus ca. hundert Schweinemastbetrieben entspricht, könnten laut IGB 10.000 Tonnen Ammoniumdünger und 10.000 Tonnen Phosphordünger hergestellt werden. Dies entspräche fast dem jährlichen Bedarf in ganz Deutschland.
Topagrar.com – Lesen Sie mehr auf: https://www.topagrar.com/news/Energie-Energienews-Innovatives-Verfahren-zur-Guelleaufbereitung-kommt-auf-den-Markt-9174735.html
Behandlung von Gleisabwasser – Neuartige Pilotanlage
Zur Behandlung von verschmutztem Gleisabwasser wurde ein neues Anlagenkonzept entworfen und gebaut sowie dessen Leistungsfähigkeit ermittelt. Das entwickelte Adsorbermaterial zeichnet sich durch einen hohen Stoffrückhalt aus, der in Labortests sowie im Feld bestätigt wurde.
Von den Schweizerischen Bundesbahnen SBB, wie auch von allen anderen Eisenbahninfrastrukturbetreibern, wird das Herbizid Glyphosat für den Gleisunterhalt eingesetzt. Mit abfliessendem Niederschlagswasser können Glyphosat sowie Stoffemissionen aus dem Bahnbetrieb über die Gleisentwässerung in Boden oder Oberflächengewässer gelangen. Eine Behandlung des Gleisabwassers ist in der Schweiz von der Belastungsklasse, dem Gewässerschutzbereich und Verdünnungsverhältnis abhängig. Für die Behandlung von Gleisabwasser stellen künstliche Adsorbermaterialien eine gute Alternative zu flächenintensiven Bodenfiltern dar.
Im Rahmen eines Projekts wurde ein Anlagenkonzept mit Adsorbersubstrat entwickelt und unter realen Feldbedingungen in Gelterkinden erprobt. Zunächst wurden Säulenversuche durchgeführt und anschliessend eine Pilotanlage gebaut sowie im Betrieb die Leistungsfähigkeit erfasst. Die Säulen wurden mit einer Testlösung (Kupfer, Zink, Mecoprop, Diuron, Glyphosat) bei drei Filtergeschwindigkeiten beschickt. Das modulare Anlagenkonzept bestand aus Gitterboxen mit neuartigen Filtertaschen und befüllt mit 40 cm Mischsubstrat. Im Zu- und Ablauf waren automatische Probenehmer installiert. Die Konzentrationen, Stofffrachten und der Wirkungsgrad wurden für Glyphosat, AMPA, Kupfer, Zink und GUS erfasst.
Das neu entwickelte Mischsubstrat hielt in den Laborversuchen > 90% Glyphosat zurück und erfüllt damit die für solche Adsorbermaterialien definierte VSA-Anforderung «erhöht». Hervorzuheben ist, dass selbst bei der höchsten Filtergeschwindigkeit rund 93% Glyphosat sowie bei geringer Zulaufkonzentration (0,05 mg/l) und pH 8 noch immer > 90% zurückgehalten wurden.
In der Pilotanlage nahmen die Zulaufkonzentrationen von 2,7 µg/l Glyphosat im ersten Abflussereignis innerhalb von drei Monaten ab. Die Konzentrationen vom Abbauprodukt AMPA stiegen dagegen zunächst und waren in der letzten Probe ebenfalls nicht mehr nachweisbar. Der Glyphosat-Rückhalt erreichte > 90% und bei AMPA vergleichbar hohe Rückhalte.
Die Konzentrationen von Kupfer und Zink waren im Zulauf gering, dass die Ablaufkonzentrationen ohne spezifische Verfahrensoptimierung nahe der numerischen Anforderungswerte für Gewässer lagen. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Kupfer und Zink als Abriebprodukt in Partikelform oder bei pH 8 im Gleisabwasser ungelöst vorlagen und vom Substrat mit dem GUS entfernt wurden.
Die hohen Zulaufkonzentrationen von 100 bis 500 mg/l GUS traten bei Regen- und Trockenwetter auf. Die Ablaufkonzentrationen deuten darauf hin, dass das Substrat zwar GUS zurückhielt, der Feinanteil aber das grobkörnige Mischsubstrat passierte.
Das neue Anlagenkonzept mit > 90% Glyphosat-Rückhalt sowie hohem Rückhalt für Schwermetalle zeigt, dass es für andere Standorte der Gleisentwässerung, an denen eine Behandlung verlangt wird, sehr gut anwendbar ist. Um die Standzeit zu verlängern, bietet sich bei GUS-Konzentrationen wie in Gelterkinden eine Vorabscheidung an.
Der Artikel erscheint in der Aprilausgabe von Aqua & Gas.
https://www.aquaetgas.ch/wasser/abwasser/20180329_ag4_gewässer_behandlung-von-gleisabwasser/
Zukunftsprojekt zu innovativer Siedlungswasserwirtschaft und urbaner Nahrungsmittelproduktion
Spül-, Waschmaschinen und Toilettenwasser fällt in deutschen Haushalten zur Genüge an. Das Verbundprojekt »ROOF WATER-FARM« untersucht, wie sich häusliches Abwasser dezentral aufbereiten und für die Gemüseproduktion nutzen lässt. Fraunhofer UMSICHT entwickelt in diesem zukunftsträchtigen Vorhaben ein neuartiges Aufbereitungsverfahren, das aus Toilettenwasser flüssigen Pflanzendünger herstellt. Eine Pilotanalage wurde in Berlin bereits erfolgreich in Betrieb genommen.
Rund 70 Prozent unseres verfügbaren Trinkwassers gehen in die Landwirtschaft über, welche wiederum 14 Prozent der weltweiten CO2-Emissionen ausmacht. Um auch in der Zukunft eine ausreichende Wasser- und Nahrungsversorgung zu gewährleisten, müssen umweltschonende Alternativen zur landwirtschaftlichen Erzeugung von Lebensmitteln gefunden werden.
Frisches Gemüse und frischer Frisch direkt von den Dächern unserer Städte – das ist die Vision von »ROOF WATER-FARM«: Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Projekt erprobt dafür die dezentrale Abwasseraufbereitung und -nutzung in Gebäuden und Siedlungsräumen. Denn statt häusliche Abwässer aus Dusche, Waschmaschine, Badewanne oder Toilette in Kläranlagen zu transportieren, lassen sie sich auch direkt vor Ort weiterverwerten.
In zwei unabhängigen Versuchstrecken wurde in der »ROOF WATER-FARM« das Toilettenabwasser (auch Schwarzwasser genannt) getrennt vom Abwasser aus Dusche, Waschmaschine, Badewanne so aufbereitet, dass schmackhafte Gurken und Salat geerntet werden konnten.
Dünger aus Abwasser
Erprobt werden alle für das Projekt »ROOF WATER-FARM« entwickelten Konzepte und Verfahren in einem Gebäudekomplex als Pilotstandort in Berlin-Kreuzberg. Hier steht auch die von Fraunhofer UMSICHT entwickelte Schwarzwasser-Flüssigdünger-Anlage, die aus Schwarzwasser mit einem hohen Gehalt an Nährstoffen (Stickstoff-, Phosphat- und Kalium) flüssiges Pflanzendüngemittel gewinnt. Seit Inbetriebnahme bereitet die Anlage zuverlässig das Abwasser von 50 Anwohnern zu Flüssigdünger auf. Dieser wird wiederum für die Gemüseproduktion in einem Gewächshaus verwendet werden, das ebenfalls am Standort in Berlin-Kreuzberg steht, allerdings in dieser ersten Pilotphase noch auf dem Boden statt dem Dach.
Ökobilanzierung
Um die Umweltwirkung der im Projekt »ROOF WATER-FARM« eingesetzten Elemente einschätzen zu können, haben Mitarbeitende von Fraunhofer UMSICHT außerdem eine Ökobilanzierung durchgeführt. Dazu wurden Treibhausgasemissionen und Energieaufwand, die im Rahmen der Abwasserwasseraufbereitung und Gemüseproduktion anfallen, berechnet und mit etablierten Technologien verglichen. Die Ergebnisse der Ökobilanzierung von Fraunhofer UMSICHT zeigen, dass aus klimarelevanten Aspekten die dezentrale Wasseraufbereitung und -nutzung eine mögliche Alternative zur zentralen Abwasseraufbereitung darstellt. Um künftig mit solchen Konzepten auch signifikante Mengen an Treibhausgasen einzusparen, müssten vor allem noch Technologien zur Wärmerückgewinnung aus Abwasser integriert werden.
Urbane Agrikultur
Fraunhofer UMSICHT gehört in Deutschland zu den Pionieren für gebäudeintegrierte Lebensmittelproduktion. Unter der Dachmarke inFarming® treibt das Institut den Aufbau und die Integration von Agrikultur in Städten voran. Durch die Verwendung von Dächern und Gebäuden als landwirtschaftliche Nutzflächen wird das Gemüse in unmittelbarer Nähe des Verbrauchers angebaut. Dadurch entfallen nicht nur weite Transportwege, auch Kohlendioxid-Emissionen werden auf diese Weise erheblich gesenkt. Um diese Ziele zu erreichen, hat das Institut vertikale Kultivierungsmethoden, Kreislaufverfahren für Nährstoffe und spezielle Belichtungsstrategien entwickelt.
Berlin gründet Regenwasseragentur
Aufgaben sind Wissenstransfer, Beratung und Vernetzung
Das Land Berlin und die Berliner Wasserbetriebe haben gemeinsam eine Berliner Regenwasseragentur gegründet. Sie ist bei den Wasserbetrieben angesiedelt und soll die Berliner Verwaltung, Planer und Bürger bei der Umsetzung dezentraler Lösungen für einen neuen Umgang mit Regenwasser unterstützen, damit Berlin wassersensibler und klimaangepasster wird.
„Die Gründung der Regenwasseragentur ist ein wichtiger Schritt Berlin als lebenswerte Me- tropole zu erhalten“, sagt Regine Günther, Senatorin für Umwelt, Verkehr und Klimaschutz. „Neue Herausforderungen wie zunehmende Starkregenereignisse und Hitzewellen durch den beschleunigten Klimawandel verlangen neue Antworten. Die dezentrale Bewirtschaftung von Regenwasser ist hier ein wichtiger Baustein. Die Regenwasseragentur soll zentraler Treiber in der Stadt für diese Anpassungsprozesse werden.“
„Durch die rasant zunehmende Verdichtung und Versiegelung Berlins müssen immer größere Mengen Regenwasser abgeleitet und unsere Infrastruktur noch leistungsfähiger gestaltet werden“, erklärt Jörg Simon, Vorstandsvorsitzender der Berliner Wasserbetriebe. „Die Ausbaumöglichkeiten der zentralen Systeme sind jedoch begrenzt. Deshalb gewinnt die dezentrale Bewirtschaftung von Regenwasser dort, wo es anfällt, auf Grundstücken oder im Straßenraum, als Ergänzung von Kanalisation und Reinigungsanlangen immens an Bedeutung.“
Leiterin der neuen Berliner Regenwasseragentur ist Dr. Darla Nickel. Die Ingenieurin beschäftigt sich seit langem mit urbanem Wassermanagement und Anpassungsstrategien an den Klimawandel. „Durch die Ergebnisse des interdisziplinären Forschungsvorhabens KURAS – Konzepte für urbane Regenwasserbewirtschaftung und Abwassersysteme -, an dem auch die Berliner Wasserbetriebe maßgeblich beteiligt waren, wissen wir wie vielfältig die Vorteile einer dezentralen Regenwasserbewirtschaftung sind. Es steht eine breite Palette technischer, stadtgestalterischer und miteinander kombinierbarer Maßnahmen zur Verfügung.“ Diese Lösungen bei Planern, Bauherren, Behörden, Berliner und Berlinerinnen populär zu machen und die Akteure zu vernetzen und zur Umsetzung zu befähigen sei vornehmstes Ziel der Agentur. Hierfür sensibilisiert sie für die Notwendigkeit einer wassersensiblen Stadtentwicklung, stellt Informationsgrundlagen bereit und ermöglicht durch gezielte Aktionen wie Werkstätten einen regen Erfahrungsaustausch.
Sowohl bei Neubauvorhaben als auch in Bestandsgebieten fordert das Land Berlin die Bewirtschaftung von Regenwasser vor Ort. Maßnahmen zu dessen Rückhaltung, Versickerung und Verdunstung wie Gebäudebegrünung, Mulden oder Entsiegelung verbessern durch die „Verbindung von Blau und Grün“ den Gewässerschutz, das Mikroklima und die Aufenthaltsqualität.
Wie eine Kläranlage – Hochhaus-Atoll im Persischen Golf
Satellitenbild der Woche
Eine künstliche Insel im Emirat Katar lockt reiche Menschen aus aller Welt an. The Pearl liegt am Persischen Golf gleich neben der Hauptstadt Doha – und sieht aus dem All aus wie eine Kläranlage. Mehr:
Umweltpreis 2018 in Rheinland-Pfalz: Startschuss für Bewerbungsphase
Auch in diesem Jahr lädt Umweltministerin Ulrike Höfken Vereine, Einzelpersonen, Initiativen, Firmen, Institutionen, Kommunen und Verbände ein, sich für den Umweltpreis Rheinland-Pfalz zu bewerben. Der diesjährige Umweltpreis Rheinland-Pfalz steht unter dem Motto „Wasser ist Leben“.
„Wir suchen die besten Ideen und herausragende Leistungen aus dem Bereich der Wasserwirtschaft in ihrer ganzen Vielfältigkeit“, sagte Ministerin Höfken heute in Mainz und gab damit den Startschuss für die offizielle Bewerbungsphase.
„Wir freuen uns über Bewerbungen oder auch Vorschläge, die einen engen Bezug zum Schutz der Ressource Wasser haben“, sagte Höfken. Die Vorschläge sollten aus den Bereichen Wasserversorgung oder Abwasserbeseitigung kommen, der nachhaltigen Wirtschaftsweise wie etwa der Gewässerschonende Landwirtschaft, aus dem Bereich Wasser, dem Gewässererlebnis oder der Umweltbildung. „Ich bin sicher, dass hier viel Potenzial schlummert und freue mich auf viele spannende Bewerbungen, die Vorbildcharakter haben und zum Nachahmen anregen“, sagte Höfken.
Die Auszeichnung ist mit insgesamt 9000 Euro dotiert. Sie geht zu gleichen Teilen an die drei besten Bewerbungen. Eine unabhängige Jury wählt die Projekte aus. Entscheidend für die Auszeichnung sind neben dem praktischen Nutzen für die Umwelt auch die Originalität, Kreativität und Vorbildhaftigkeit der eingereichten Arbeit oder Maßnahme. Neben eigenen Bewerbungen sind auch Vorschläge für den Umweltpreis möglich.
Einsendeschluss ist der 18. Mai 2018. Mehr Information zur den Teilnahmebedingungen sowie den Flyer zur Ausschreibung finden Sie hier.