Das kommunale Klärwerk Eisenhüttenstadt liegt im Landkreis Oder-Spree, Land Brandenburg. Es behandelt das Abwasser der Stadt Eisenhüttenstatt und der umliegenden Gemeinden. Die konventionelle Kläranlage besteht aus der Vorklärung (Rechen, Sandfang, Vorklärbecken), der Belebungsstufe (Parallelbetrieb von 3 Straßen mit Denitrifikation/Nitrifikation im Kaskadenbetrieb) und der Nachklärung (ebenfalls 3-straßig). Der Schlamm wird im Faulturm behandelt und das Gas im BHKW verwertet. Ein Rückgang der Einwohnerzahlen und die Stilllegung von Industriebetrieben und Gewerbestandorten führte dazu, dass die Abwassermenge im Zeitraum von 1997 bis 2010 von über 3 Millionen Kubimeter pro Jahr auf ca. 2 Millionen Kubikmeter pro Jahr gesunken ist und die wasserrechtliche Genehmigung der Kläranlage von 99.000 Einwohnerwerten auf 66.000 Einwohnerwerten geändert worden ist. Die ursprünglich 3-straßige Belebung und Nachklärung wurden auf zwei Straßen reduziert. Die Becken wurden dazu stillgelegt. Der jährliche Gesamstromverbrauch der Kläranlage lag im Jahr 2010 bei knapp 2 Millionen Kilowattstunden, wovon ca. 700.000 Kilowattstunden für die Belüftung benötigt wurden. Etwa drei Viertel des Stromverbrauches wurden durch den Bezug von Fremdstrom gedeckt und ein Viertel kam aus der Eigenstromerzeugung (Blockheizkraftwerke). Ziel des Vorhabens war es durch Verfahrensumstellung die konventionelle dreistufige Kläranlage mit hoher Ammoniumfracht im Zulauf auf einen energieautarken Betrieb umzustellen. Eine Energiereduzierung im Betrieb sowie eine Erhöhung der Faulgasproduktion dienen der Zielerreichung. Künftig sollten weder Strom noch Brennstoffe von außen zugeführt werden. Für die Realisierung sollten auf der Kläranlage das Adsorptions-Belebungs-Verfahren (A-B-Verfahren) mit der Demammonifikation kombiniert werden (EssDE®-Verfahren der Firma Cyklar-Stulz). Die Deammonifikation soll dabei zur Behandlung des Zentrats aus der Faulschlammentwässerung eingesetzt werden (Nebenstrombehandlung) sowie – erstmalig – zur Stickstoffentfernung in der Belebung dienen (Hauptstrombehandlung). Die Einführung des Verfahrens im Nebenstrom ist gelungen. Der Einsatz im Hauptstrom konnte noch nicht erreicht werden, da die erforderliche Abbauleistung von Ammonium im DEMON-Reaktor aufgrund spezieller, anspruchsvoller Mikroorganismen noch nicht erreicht werden konnte. Das Projekt wurde daher ohne Messprogramm beendet. Der TAZV führt die Umstellung weiter durch. Die Verfahrensumstellung führte bislang dazu, dass der Gesamtstromverbrauch seit dem Jahr 2010 von 55,7 kWh/EW*a auf 37,5 kWh/EW*a reduziert werden konnte. Der Zielwert von 18 kWh/EW*a konnte noch nicht erreicht werden. Die CO 2 -Emission reduzierte sich um ca. 8,66 kg CO 2 /EW*a. Im Jahr 2016 wurde die CO 2 -Emmission um ca. 486 Tonnen reduziert Die Eigenstromerzeugung durch Steigerung der Faulgasproduktion konnte noch nicht erzielt werden. Das Vorhaben wird außerhalb des Förderprojekts im Umweltinnovationsprogramm weiter geführt. Die Umsetzung des Vorhabens kann die Machbarkeit einer energieautarken Kläranlage dieser Größenordnung ohne zusätzliche Aufnahme von Biomasse (Co-Fermentation) zeigen und legt die Basis für eine grundsätzliche Übertragbarkeit auf einen nennenswerten Anteil von ca. 2.000 Anlagen in Deutschland. Dieses Vorhaben wurde im Förderschwerpunkt „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ des Umweltinnovationsprogramms gefördert. Mit dem Förderschwerpunkt wurden innovative Projekte unterstützt, die energetische Ressourcen sowohl bei der Behandlung von Abwasser und Klärschlamm, als auch bei der Eigenenergieerzeugung erschließen. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Trink- und Abwasserzweckverband Oderaue Bundesland: Brandenburg Laufzeit: 2012 - 2015 Status: Abgeschlossen Förderschwerpunkt: Energieeffiziente Abwasseranlagen
Im Verbundvorhaben 'BioRefine' werden innovative Bewertungsmaßstäbe für kontaminierte Brachflächen (Altlastenflächen) auf der Grundlage der Verfügbarkeit/Bioverfügbarkeit der Schadstoffe in Böden erarbeitet. Das Hauptziel des Verbundvorhabens wird wie folgt formuliert:Konzepterstellung zur Flächenbeurteilung auf Basis der Verfügbarkeit/ Bioverfügbarkeit von Kontaminanten in Hinblick auf das Flächenrecycling unter Berücksichtigung der geplanten Nutzung. Dabei werden die Wirkungspfade Boden-Mensch, Boden-Grundwasser, Boden-Pflanze und Boden-Bodenorganismen berücksichtigt, wobei sich TV 2 mit den Pfaden Boden - Mikroorganismen (Abbaukapazität) und Boden - Bodenorganismen beschäftigt. Zur praktischen Umsetzung wird dieses Hauptziel in fünf Teilziele untergliedert. 1: Schließung von Lücken im benötigten Methodenspektrum; 2: Realitätsnahe Expositionsabschätzung der Schutzziele durch Erfassungsverfügbarer/bioverfügbarer Schadstoffanteile; 3: Erstellung von Nutzungskonzepten für die Modellflächen; 4: Erstellung einer Handlungsanleitung basierend auf den Ergebnissen an Modellflächen; 5: Kommunikation der Ergebnisse Die Ergebnisse werden in Form einer Handlungsanleitung zusammengefasst.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Abwasser, das aufgrund spezieller Kontaminationen biologisch nicht geklärt werden kann, bedarf häufig einer chemisch-physikalischen Vorbehandlung. Die hierbei angewendeten Verfahren können erhebliche Mengen an Energie und Chemikalien erfordern und technisch relativ aufwändig sein. Eine solar betriebene photokatalytische Reinigung würde eine Ressourcen schonende Vorbehandlung ermöglichen. Um dies zu erreichen, soll eine praxistaugliche Solartechnik am Beispiel einer Abwasserbehandlungsaufgabe des DLR entwickelt werden. Das DLR unterhält am Standort Lampoldshausen Teststände für Raumfahrtantriebe. Die im Betrieb anfallenden Abwässer enthalten u. a. Hydrazinderivate und Cyanide. Vor der Einleitung des Wassers in den natürlichen Kreislauf werden die Schadstoffe bisher mit einem photolytischen Verfahren entfernt. Hierzu werden leistungsstarke UV-Vis-Lichtquellen in Kombination mit Oxidationsmitteln eingesetzt. Im Zuge von drei Projektphasen soll die photolytische Behandlung durch das solare photokatalytische Verfahren ersetzt werden, um elektrische Energie und Chemikalien weitgehend einzusparen. Das hier dargestellte Projekt umfasst die erste Phase. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Im Zuge der ersten Projektphase soll ein Solarreaktor in Form eines leicht installierbaren Moduls für die photochemische Wasserbehandlung entwickelt werden. Hierzu werden Reaktorkonzepte zunächst im Labormaßstab entwickelt und mittels photochemischer Reaktionen unter Einsatz künstlicher Lichtquellen bewertet. Danach soll die Konstruktion von Prototypen und anhand des photokatalytischen Abbaus von Cyanid mittels Sonnenlicht die Bewertung erfolgen. Mögliche Einflüsse auf die Katalysatoraktivität durch im Wasser enthaltene Salze wurden in Laborversuchen ermittelt und das Abbauverhalten von Cyanid, Hydrazin und Nitrit untersucht. Fazit: In dem ersten Teilprojekt â€ÌSOWARLA 1 wurden Prototypen für einen solaren Kapillarreceiver-Reaktor und einen Rohrreceiver-Reaktor erstellt. Die technische Machbarkeit wurde für beide Konzepte demonstriert. Für den neuen Rohrreceiver-Reaktor ohne Spiegel wurden bei der Anwendung auf die Halbleiterphotokatalyse mit Titandioxid vergleichbar gute oder auch bessere Abbauleistungen erzielt als mit der bereits verfügbaren solaren Rohreaktortechnik mit CPC-Spiegeln. Die prinzipiell breite Anwendbarkeit der Halbleiterphotokatalyse zur Eliminierung oxidierbarer Stoffe ist bekannt und auf die geringe Selektivität und das große Oxidationspotenzial zurückzuführen. Die Elimination von Cyanid, Nitrit und Hydrazinderivaten bis unter die einzuhaltenden Ausleitegrenzwerte wurde in Gegenwart der wichtigsten Nebenbestandteile sowie in dotierten Brauchwasserproben nachgewiesen.
Steigerung des praktisch bereits erreichten hohen Sauerstoffertrages von rd. 3,= kg 02/kWh (konventionell ca. 1,2-1,8 kg 02/kWh) auf die in Kleinversuchen erzielten Werte bis zu 6 kg 02/kWh bei gleich hohen Eintragswerten von bis zu 3000 g/m3/h (konventionell max. 100-150 g/m3/h). Probleme der Zweiphasenstroemung (Wasser-Luft) und Dreiphasenstroemung (Wasser-Schlamm-Luft) bei oszillierendem Druck und grossen Rohrdurchmessern (bislang noch nicht untersucht). Einfluss des oszillierenden Druckes auf die Ueberschuss-Schlammproduktion; Ursachen fuer die erhoehte biologische Abbauleistung. Fragen des zweckmaessigen und wirtschaftlichen Antriebes (durch Schneckenpumpe oder durch 'Airlift'). Untersuchung der Kaskadenbelebung mit dem Tiefschacht als erste Kassette.
Ziel der Untersuchungen ist die Optimierung eines mikrobiologischen Verfahrens zur in-situ-Melioration PAK-belasteter Boeden. In Gefaessversuchen mit unterschiedlich stark kontaminiertem Bodenmaterial verschiedener Altlast-Standorte wird versucht, durch geeignete Zusaetze von organischer Substanz, mineralischen Naehrstoffen, Kalk und Tensiden die mikrobielle Abbauleistung zu verbessern. Begleitend soll eine Analysenmethode zur Erfassung der oekologisch relevanten PAK-Gehalte in Boeden durch geeignete Loesungsmittel entwickelt werden.
Im Hinblick auf einen prospektiven Grundwasserschutz ist besonders die Abbaugeschwindigkeit von geringen Pflanzenschutzmittelkonzentrationen in tieferen Bodenschichten von Bedeutung. Die Verwendung von Testsystemen die fuer Oberboeden etabliert sind, beruecksichtigen jedoch nicht die speziellen Bedingungen im Unterboden (Temperatur, Wassergehalt, Bodenluftzusammensetzung, Pflanzenschutzmittelverteilung und -konzentration). Deshalb wurde ein Methodenvergleich mit einem Modell-Herbizid gestartet, das ueberwiegend mikrobiell abgebaut wird. Anhand der Mineralisierungsraten des 14C-markierten Wirkstoffes in verschiedenen Varianten soll der Einfluss von Bodenmenge, Bodenstruktur (gestoert/ungestoert), Applikation (eingemischt/Punktapplikation) unter simulierten Unterbodenbedingungen (10 Grad Celsius und 60 Prozent Feldkapazitaet) untersucht und bewertet werden.
Der mikrobiellen Sanierung kontaminierter Boeden kommt derzeit grosse Bedeutung zu. Mit dem Ziel der Wiederherstellung eines nicht mehr umweltgefaehrdenden Zustandes stellt sich die Frage nach umweltfreundlichen und wirtschaftlichen Verfahren zur Sanierung. Unter Beruecksichtigung aller Faktoren (z.B. auch der geforderten Bodenqualitaet nach dem Dekontaminationsprozess) sind die mikrobiellen Verfahren in den letzten Jahren zunehmend in den Mittelpunkt des Interesses gerueckt. Voraussetzung fuer deren Anwendung ist das Vorliegen eines mikrobiellen Abbaupotentials fuer die jeweilige Verunreinigung. Zur mikrobiellen Sanierung kontaminierter Boeden sind derzeit drei Sanierungsverfahren relevant: das Biobeet, das kombinierte hydraulische/mikrobiologische Verfahren, das Extraktionsverfahren mit anschliessender biologischer Reinigung im Bioreaktor. Waehrend fuer den Abbau fast aller umweltrelvanter Schadstoffklassen bereits Mikroorganismen selektiert wurden, besteht ein Defizit auf dem Gebiet der Uebertragung mikrobieller Abbauleistungen aus dem Labor auf den Vor-Ort-Sanierungsfall in der Praxis. Was derzeit fehlt, ist ein auf die Vor-Ort-Sanierung uebertragbares Pruefverfahren im Technikumsmassstab, das sicherstellt, dass die dort enthaltenen Ergebnisse am Schadensort reproduzierbar sind. Ziel des Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines solchen praxisnahen Pruefverfahrens. Die drei derzeit technisch relevanten Sanierungsverfahren sollten unter Beruecksichtigung der Vor-Ort-Bedingungen in den Technikumsmassstab uebertragen werden. Aus den Sanierungsversuchen mit Bodenproben von einem jeweiligen Schadensort sollten dann verlaessliche Aussagen zur Uebertragbarkeit auf die Vor-Ort-Sanierung getroffen werden. Die Untersuchungen mit Bodenmaterial aus einem konkreten Schadensfall in unterschiedlichen Systemen und Massstaeben haben ergeben, dass die Aussagekraft der Ergebnisse hinsichtlich der Voraussage fuer die praktische Sanierung sehr stark von den Transportvorgaengen im System (Bioverfuegbarkeit) abhaengt.
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