Die Chemiewerk Bad Köstritz GmbH ist ein mittelständischer Hersteller von anorganischen Spezialchemikalien. Für die chemischen Herstellungsprozesse im Werk wird Dampf benötigt, für dessen Erzeugung Erdgas verbrannt wird. Zur Herstellung von Thiosulfaten und Sulfiten kommen flüssiges Schwefeldioxid und Schwefel zum Einsatz. Um Kieselsole und -gele herzustellen, wird konzentrierte Schwefelsäure verwendet. Bisher werden die benötigten Rohstoffe von externen Lieferanten bezogen und am Standort gelagert. Gegenstand des Vorhabens ist die Umsetzung eines innovativen Verfahrenskonzepts, mit welchem auf Basis von flüssigem Schwefel die weiteren benötigten Rohstoffe nach Bedarf am Standort hergestellt werden können. Im Zentrum steht die Errichtung einer Anlage zur Verbrennung von flüssigem Schwefel, der als Abprodukt bei Entschwefelungsprozessen in Raffinerien oder Kraftwerken anfällt. Das bei der Verbrennung entstehende Schwefeldioxid (SO 2 ) wird mit einem Abhitzekessel abgekühlt. Ein Teil davon wird im Anschluss mit Hilfe einer Adsorptionskälteanlage verflüssigt. Der andere Teil des SO 2 wird in einem Konverter mittels eines Katalysators zu Schwefeltrioxid (SO 3 ) oxidiert und anschließend in einem Adsorber in konzentrierte Schwefelsäure umgewandelt, das Verhältnis SO 2 zu H 2 SO 4 (Schwefelsäure) kann dem Bedarf der Produktion flexibel angepasst werden. Mit der bei den Prozessen entstehenden Wärme wird Dampf erzeugt, welcher für den Antrieb des Gebläses für die Verbrennungsluft, zum Betrieb der Adsorptionskälteanlage und mittels einer Turbine zur Stromerzeugung genutzt wird. Der restliche Dampf wird in das vorhandene Dampfnetz des Werks eingespeist. Der erzeugte Strom wird zum Betrieb der Anlage und darüber hinaus für den Eigenbedarf am Standort verwendet. Das innovative Verfahrenskonzept geht deutlich über den Stand der Technik in der Chemiebranche hinaus und hat Modellcharakter. Es zeigt auf, wie an einem Standort aus einem einzigen Rohstoff verschiedene Produkte wirtschaftlich, bedarfsgerecht und gleichzeitig umweltfreundlich hergestellt werden können. Die Reduzierung der Anzahl der Rohstofftransporte trägt zur Umweltentlastung bei. Das Verfahren erzeugt keine Abfälle und Abwässer. Mit der konsequenten Abwärmenutzung zur Dampferzeugung können ca. 50 Prozent des Grundbedarfs an Dampf des Werks gedeckt und dadurch etwa die Hälfte des bisher zur Dampferzeugung genutzten Erdgases eingespart werden. Gegenüber dem gegenwärtigen Produktionsverfahren können insgesamt ca. 3.400 Tonnen CO 2 -Emissionen jährlich vermieden werden, was einer Minderung um etwa 33 Prozent entspricht. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Chemiewerk Bad Köstritz GmbH Bundesland: Thüringen Laufzeit: seit 2019 Status: Laufend
Die industrielle Nutzung des Grundstücks ist seit 1911 als Betriebsfläche zur Herstellung von nummerierten Spezial-Kontrolldruckerzeugnissen (Paragon Kassenblock AG) und Lager für Beleuchtungsköpern (R. Frister AG) dokumentiert. Von 1940 bis 1945 erfolgte die Produktion von Farben durch die Lackfabrik Dr. Werner. Von 1945 bis 1995 diente der Standort der Endmontage und Reparatur von Haushaltsgeräten (VEB Haushaltsgeräteservice später Haushaltsgeräte-Service GmbH). Danach (bis etwa 2006) wurden die Flächen an Unternehmen des Klein- und Mittelgewerbes vermietet. Aus der Nutzung des Grundstücks zur Herstellung und Verarbeitung von Lackfarben wurde ein unterirdisches Tanklager mit ca. 20 Einzelbehältern betrieben. Zur Herstellung der Produkte wurden auf der Fläche die aromatischen Kohlenwasserstoffe Benzol, Toluol und Xylol, Naphthalin, Petroleum, Schwerbenzin, Vergaserkraftstoffe, Terpentinöl sowie diverse alkoholische Verbindungen eingesetzt, gelagert und umgeschlagen. In Vorbereitung einer Erweiterung des Gebäudebestandes an der Freifläche zur Fuststraße erfolgte 1980 die Bergung des Tanklagers, wodurch es zu nachweisbaren Schadstoffaustritten kam. Es ist davon auszugehen, dass es auch durch den unsachgemäßen Umgang mit den für die Lackfarbenproduktion verwendeten Gefahrstoffen zu Schadstoffeinträgen in den Untergrund kam. Als Folge der Schadstoffeinträge in den Boden wurden durch die nachstehend beschriebenen Erkundungen massive Kontaminationen des Bodens durch BTEX (untergeordnet PAK und MKW) nachgewiesen. Die höchsten Belastungen wurden mit über 5.000 mg/kg BTEX bei 6 – 9 m unter Geländeoberkante (uGOK) unterhalb des ehem. Druckereigebäudes angetroffen. Die besondere Gefährdungssituation ergibt sich aus der Lage des Standortes innerhalb der Trinkwasserschutzzone II des Wasserwerks Wuhlheide . In einer frühen Phase der Altlastensanierung konzentrierten sich die In einer frühen Phase der Altlastensanierung konzentrierten sich die Erkundungen auf die Eingrenzung der Schadensherde für die Planung und Umsetzung von hydraulischen Sicherungsmaßnahmen zur Verhinderung der Verlagerung der Kontamination zu den Fassungen des Wasserwerks Wuhlheide (Abstromsicherung). Mit fortschreitender Bearbeitungsdauer zielten die Arbeiten zunehmend auf die Vorbereitungen zur Sanierung der Belastungen in den Eintragsbereichen/ Schadensherden. Zur Bewertung und Beobachtung der Grundwasserbeschaffenheit sowie der Steuerung der hydraulischen Sicherungs-/ Sanierungsmaßnahmen wurde zwischen 1995 und 2004 ein Netz von Messpegeln geschaffen, welches regelmäßig auf die standortspezifischen Parameter hin analysiert wurde. In 2005/2006 wurde das Messnetz auf der Basis der Ergebnisse einer teufenorientierten Beprobung des Grundwassers erweitert. Im Zuge der Baufeldfreimachung zur Bodensanierung ist baubedingt eine Reduzierung des Bestandes erfolgt. Derzeit liegt der Fokus des Grundwassermonitorings als Nachsorgemaßnahme auf der Überwachung der Grundwasserqualität an der Grundstücksgrenze im unmittelbaren Zustrom zu den Förderbrunnen des Wasserwerks Wuhlheide. Seit 1995 wurde zum Schutz der nahe gelegenen Förderbrunnen des Wasserwerks eine hydraulische Sicherungs-/ Sanierungsmaßnahme durchgeführt. Die Technologie der Reinigung des geförderten Grundwassers wurde im Zeitraum von 2002 bis 2006 entsprechend dem Stand der Technik, der Schadstoffzusammensetzung sowie anderen speziellen Problematiken mehrfach angepasst. Zur Optimierung des Schadstoffaustrags wurde die Brunnenanzahl erhöht und ein hydraulischer Kreislauf für eine bessere Durchspülung des Aquifers erzeugt. Im Ergebnis der durchgeführten Sanierungsuntersuchungen zeigte sich, dass allein durch hydraulische Maßnahmen keine ausreichende Schadstoffreduzierung erzielt werden konnte. Daher wurde die Beseitigung der Schadstoffquellen mittels Bodenaustausch festgelegt, die 2007/2008 begonnen und 2011 abgeschlossen wurde. Einen chronologischen Abriss der einzelnen Sanierungsetappen zeigt die folgende Abbildung. 1995 – 2002: Sicherungs-/Sanierungsmaßnahme durch Förderung aus 2 Sicherungsbrunnen an derabstromigen Grundstücksgrenze und später zusätzlich aus 2 Sanierungsbrunnen in den damals bekannten Hauptschadensbereichen. 06/2002 – 12/2006: Umstellung der Reinigungstechnologie auf einen biologischen Wirbelschichtreaktor als Hauptreinigungsstufe, in dem Aktivkohle als Trägermaterial für Biomasse umlaufartig oszilliert, mit Erhöhung der Förderrate. Abschließende Adsorption mittels Wasseraktivkohle. 01/2007 – 08/2008: Außerbetriebnahme eines Teils der Brunnen im Hauptschadensbereich infolge der vorbereitenden Arbeiten zur Bodensanierung. 09/2008 – 12/2008: Abschluss der hydraulischen Sanierung im Bereich der Bodensanierung. Reinigung des abgepumpten Grundwassers über einstufige Stripanlage mit Abluftadsorption mit nachgeschalteten Wasseraktivkohlefiltern. 2009 – 2012: Sukzessive Außerbetriebnahme der Förderbrunnen (hydraulische Sicherung) nach dem Erreichen des Sanierungszielwertes von 20 µg/L BTEX. Im Jahr 2007 wurde mit dem Beginn des Teilabrisses der vorhandenen Gebäudesubstanz sowie einem Industrieschornstein aus Betonfertigteilen (einschl. vorlaufender Entkernung und nachlaufender Tiefenenttrümmerung) die Bodensanierung eingeleitet. In einem 1. Bauabschnitt (2008 – 2009) wurde der Bodenaustausch in der gesättigten Zone auf einer Fläche von ca. 2.100 m² in dem zentralen Grundstücksbereich bis in eine Tiefe von 11 m uGOK mittels Rüttelsenkkästen (Wabenverfahren) durchgeführt. Der vorlaufende Bodenaushub zur Beseitigung gering belasteter Bodenhorizonte bis ca. 0,5 m oberhalb des anstehenden Grundwasseranschnittes wurde mit einer Trägerbohlwand gesichert. In einem Teilbereich der Sanierungsfläche wurde dem sauberen Boden ein sauerstoffhaltiges Substrat beigefügt, das durch die Schaffung eines oxidativen Milieus zu einer Verringerung der verbliebenen Restbelastungen durch mikrobielle Abbauprozesse im Grundwasser beitragen sollte. In einem 2. Bauabschnitt (2010) erfolgte der Bodenaustausch im nördlichen Randbereich des Standortes mittels Großlochbohrungen bis zu einer Tiefe von 9 m uGOK an 757 Bohransatzpunkten (DN 1200). Nachfolgend finden sich die mit der Bodensanierung angefallenen Entsorgungsmengen zusammengefasst: Zur weiteren Überwachung des Sanierungserfolgs und zum Schutz der nahe gelegenen Fassungen des Wasserwerks Wuhlheide ist die Fortsetzung des Grundwassermonitorings mit viertel- oder halbjährlichen Beprobungskampagnen als Nachsorgemaßnahme vorgesehen. Die Beobachtung von Verlagerungen aus verbliebenen lokalen Belastungsschwerpunkten erfolgt mittels Modellrechnungen (Stofftransportmodellierungen) und bei Bedarf durch Errichtung zusätzlicher Grundwassermessstellen. Die Gesamtkosten aller Maßnahmen belaufen sich bis Ende 2018 auf ca. 8,77 Mio. €. Bedingt durch die Lage des Standortes in der Trinkwasserschutzzone II des Wasserwerks Wuhlheide, die eine Neubebauung der sanierten Flächen derzeit ausschließt, ist die zukünftige Nutzung noch offen.
Einzelmessungen kommen zur Anwendung, wenn die erforderlichen Massenströme unterschritten werden oder für den zu überwachenden Schadstoff keine kontinuierlich arbeitende automatische Messeinrichtung an der Anlage zur Verfügung steht. Die Einzelmessungen dienen zur zeitlich begrenzten stichprobenartigen Feststellung des Emissionsverhaltens der Anlage und sollen im Betriebszustand der höchsten von der Anlage ausgehenden Schadstoffemission durchgeführt werden. Einzelmessungen müssen i. d. R. im Abstand von drei Jahren durchgeführt werden. Als Probenahmezeit sind in der Regel 30 min vorgesehen. Es werden drei bis sechs Proben gezogen. Ein wesentlicher Vorteil gegenüber der Emissionsüberwachung mit Hilfe von in der Abgasleitung der zu überwachenden Anlage fest eingebauten kontinuierlich arbeitenden automatischen Messeinrichtungen besteht im geringeren messtechnischen Aufwand. Nachteilig ist die geringere, weil nur stichprobenartige Überwachungsdichte. Prinzipiell wird bei Einzelmessungen dem Abgas ein repräsentativer Teil mit Hilfe einer Entnahmesonde entnommen. Das über die Entnahmesonde entnommene Gas wird bei den sogenannten manuellen Verfahren über ein Medium, das den zu bestimmenden Schadstoff quantitativ zurückhält, geleitet. Je nach Schadstoff kann dieses Medium z. B. ein Filter, ein flüssiges oder ein festes Adsorptionsmittel sein. Das Medium muss nach der Probenahme aufgearbeitet und die Menge der enthaltenen, zu bestimmenden Stoffe im Labor analysiert werden. Ein Messwert für die Emissionskonzentration steht also nicht unmittelbar vor Ort zur Verfügung. Einige wenige Schadstoffkomponenten können vor Ort mit mobilen automatischen Messeinrichtungen direkt gemessen werden (sogenannte kontinuierliche Messverfahren). Bei den Einzelmessungen werden neben den eigentlichen Schadstoffkomponenten die Abgasrandbedingungen, wie Abgasgeschwindigkeit, Temperatur, Druck, Feuchtegehalt und ggf. Sauerstoffgehalt, des Abgases der Emissionsquelle mit bestimmt. Mit diesen Messparametern werden Abgasvolumenstrom und Emissionsmassenstrom berechnet und Umrechnungen auf Normbedingungen bzw. einen vorgegebenen Sauerstoffgehalt des Abgases vorgenommen. Damit repräsentative und untereinander vergleichbare Ergebnisse gewonnen werden, müssen wichtige Voraussetzungen erfüllt sein: Durchführung der Messung durch kompetente Messinstitute, eine Messstrecke und ein Messplatz, die die Entnahme einer repräsentativen Probe erlauben, sind an geeigneter Stelle in der Abgasleitung vorhanden, die Messaufgabe und ein Messplan sind vor Beginn der Messungen verfügbar, eine der Messaufgabe angemessene Probenahmestrategie wird angewandt, die Schadstoffkomponenten und Bezugsgrößen werden mit Messverfahren ermittelt, die dem Stand der Messtechnik entsprechen und es wird ein Bericht über die Ergebnisse der Messungen erstellt, der alle relevanten Informationen enthält. Grundlegende Anforderungen an Messstrecken und Messplätze, die Messaufgabe, den Messplan und den Messbericht bei Einzelmessungen sind in der DIN EN 15259 enthalten.
Umweltwärme und Wärmepumpen Abwärme Solarthermie Photovoltaisch-Thermische (PVT) Module Oberflächennahe Geothermie Eisspeicher Biomasse Biogas / Bio-Methan Die neuen Generationen von Wärmenetzen ermöglichen es, Wärme aus der Umgebung für die Versorgung von Gebäuden nutzbar zu machen, die für konventionelle Wärmenetze der älteren Generationen nicht erschlossen werden konnte. Schlüsseltechnologie, um diese Wärmequellen zu nutzen, ist die Wärmepumpe. Das grundlegende Funktionsprinzip einer Wärmepumpe ähnelt einem Kühlschrank, nur, dass der thermodynamische Kreisprozess in die umgekehrte Richtung läuft. Während im Kühlschrank die Wärme aus dem Inneren abgeführt und an die Umgebung übertragen wird, entzieht die Wärmepumpe einer Wärmequelle Energie und hebt diese, angetrieben meist durch Elektrizität, auf ein höheres Temperaturniveau, sodass sie zum Heizen genutzt werden kann. Die Wärmepumpe besteht aus einem geschlossenen Kreislauf, in dem ein Kältemittel zirkuliert und einen thermodynamischen Kreisprozess durchläuft. Die wesentlichen Komponenten einer Wärmepumpe sind Verdampfer, Verdichter, Kondensator und Drosselventil. Der Verdampfer ist ein Wärmeübertrager, in dem die Wärme der externen Wärmequelle an das Kältemittel in der Wärmepumpe übergeht, wodurch dieses verdampft. Durch den Verdichter wird der Druck des nun gasförmigen Kältemittels erhöht. Dadurch kommt es auch zu einer Erhöhung der Temperatur des Kältemittels. Diese muss oberhalb der zu erreichenden Heiztemperatur liegen, damit es im Kondensator, einem weiteren Wärmeübertrager, zur Abgabe der Wärme an das Heizwasser kommt. Durch die Wärmeabgabe kondensiert das Kältemittel im Kondensator und liegt wieder flüssig vor. Der Kondensator wird daher auch oft als Verflüssiger bezeichnet. Das Drosselventil reduziert den Druck des Kältemittels, wodurch die Temperatur weiter abfällt und der Kreisprozess mit Wiedereintritt in den Verdampfer von vorn beginnen kann. Zu den möglichen Wärmequellen zählen unter anderem Außenluft, Oberflächengewässer und Grundwasser sowie die oberen Schichten des Erdreichs (oberflächennahe Geothermie). Entsprechend kommen folgende Wärmepumpen-Typen zum Einsatz: Luft-Wasser-WP; Außenluft oder Abluft einer technischen Anlage Sole-Wasser-WP; Erdkollektoren und -sonden, PVT, Eisspeicher, etc Wasser-Wasser-WP; Grundwasser, Flusswasser, Abwasser, Kühlwasser Weiterführende Informationen Umweltbundesamt Bundesverband Wärmepumpe zur grundlegenden Funktionsweise von Wärmepumpen Bundesverband Wärmepumpe zur Rolle von Wärmepumpen in Nah- und Fernwärmenetzen Abwärme ist Wärme, die als Nebenprodukt in einem Prozess entsteht, dessen Hauptziel die Erzeugung eines Produktes, die Erbringung einer Dienstleistung oder eine Energieumwandlung ist, und ungenutzt an die Umwelt abgeführt werden müsste . Kann die Abwärme nicht durch eine Optimierung der Prozesse, bei denen sie entsteht, vermieden werden, wird sie als unvermeidbare Abwärme bezeichnet. Aus Effizienzgründen sollte eine hierarchisierte Verwendung mit Abwärme angestrebt werden: 1. Verfahrensoptimierung/ Vermeidung, 2. prozess- bzw. anlageninterne Nutzung, 3. betriebsinterne Nutzung, 4. außerbetriebliche Nutzung. Je nach Temperaturniveau der Abwärme lässt sie sich für unterschiedliche Zwecke nutzen. Abwärme kann bei ausreichend hohen Temperaturen direkt in Fern- und Nahwärmenetze eingespeist werden oder über Wärmepumpen auf das benötigte Temperaturniveau angehoben werden. Bei niedrigen Temperaturen ist die Nutzung in LowEx- oder teilweise auch kalten Nahwärmenetzen möglich. Unvermeidbare und damit extern nutzbare Abwärme fällt typischerweise in Industrieprozessen an. Aber auch die Abwärme von Kälteanlagen, die beispielsweise zur Kühlung von Rechenzentren oder großer Büro- und anderer Nichtwohngebäude genutzt werden, lässt sich sinnvoll in Wärmenetzen nutzen. Abwasserwärme ist eine weitere übliche Abwärmequelle in urbanen Gebieten, die ganzjährig eine Temperatur zwischen etwa 12 °C und 20 °C aufweist. Sie eignet sich daher besonders für die Nutzung als Wärmequelle für Wärmepumpen oder in kalten Netzen. Eine Herausforderung bei der Nutzung von unvermeidbarer Abwärme können Schwankungen im Wärmeangebot sein. So fällt Abwärme von Kälteanlagen zur Büroklimatisierung hauptsächlich im Sommer an und auch Abwärme aus Industrieprozessen kann z.B. bedingt durch Produktionszyklen volatil sein. Hier ist in der Detailplanung des Nahwärmenetzes darauf zu achten, dass ein unregelmäßiges Abwärmeangebot durch entsprechende Speicher oder andere, regenerative Quellen ausgeglichen werden kann. Weiterführende Informationen Informationen rund um Abwasserwärme der Berliner Wasserbetriebe Analyse zum Abwärmepotenzial der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt Die Einstrahlung der Sonne kann zur direkten Erwärmung eines Wärmeträgermediums genutzt werden. Diese Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie über Kollektoren wird Solarthermie genannt. Dabei kommen hauptsächlich Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren zum Einsatz. Bei Flachkollektoren sind Kupferrohre in eine verglaste Absorberebene eingelassen. Vakuumröhrenkollektoren zeichnen sich durch einzelne, parallele und vakuumierte Glasröhren aus, in denen das Heizrohr mit Absorber verläuft. In den Kollektoren strömt in der Regel ein Wasser-Glykol-Gemisch, auch Sole, Solarflüssigkeit oder Wärmeträgerflüssigkeit genannt. Das beigemischte Glykol dient als Frostschutz, um bei geringer Einstrahlung und Außentemperatur ein Einfrieren im Winter zu verhindern. Mit Vakuumröhrenkollektoren können höhere Temperaturen und damit höhere Erträge pro Kollektorfläche erzielt werden. Besondere Bauformen besitzen auch Parabolspiegel, die das Sonnenlicht stärker auf die Absorber konzentrieren. Auch Systeme, die Wasser statt Sole führen, werden eingesetzt. Der Vorteil besteht in der höheren Wärmekapazität von Wasser gegenüber Sole, wodurch höhere Erträge und Temperaturen erzielt werden können. In wasserführenden Systemen findet im Winter bei fehlender Einstrahlung in regelmäßigen Abständen eine Zwangsumwälzung des Wassers statt, wodurch ein Einfrieren des Wärmeträgermediums in den Rohren vermieden wird. Mit einem Jahresertrag pro benötigte Grundfläche von 150 kWhth/(m²*a), ist die durchschnittliche Flächeneffizienz von ST-Anlagen beispielsweise um den Faktor 30 höher als die von Biomasseheizwerken bei der Verwendung von Holz aus Kurzumtriebsplantagen. In den letzten Jahren werden Solarthermie-Projekte zur Einspeisung in großstädtische Wärmenetze verstärkt umgesetzt. Bei der Einbindung von Solarthermischen Anlagen in Wärmenetze bietet sich sowohl die zentrale als auch die dezentrale Variante an. Zentrale Systeme speisen am Standort des Hauptwärmeerzeugers oft in einen vorhandenen Wärmespeicher ein. Dazu wird die Wärme von der Anlage über ein separates Rohrsystem zu der Heizzentrale geführt. Zu beachten: Im Sommer kann eine solarthermische Anlage die Deckung der gesamten Wärmelast übernehmen und je nach Auslegung auch einen Wärmespeicher füllen. Im Winter wird in der Regel ein weiterer Wärmeerzeuger eingesetzt, da Leistung und Wärmemenge aus der Solaranlage oft nicht ausreichen. Die Solarthermie kann in Wärmenetzen in Konkurrenz zu Grundlastquellen oder -Erzeugern stehen, z.B. Abwärme, Biomasse oder Blockheizkraftwerk (BHKW) und so den Bedarf an nötigem Wärmespeichervolumen erhöhen Eine Nutzung als Wärmequelle in kalten Netzen gestaltet sich schwierig, da die Sommertemperaturen zu hoch sind Weiterführende Informationen Solarthermie Wärmenetze PVT-Kollektoren sind ein Spezialfall der Sonnenenergienutzung. Sie kombinieren Photovoltaikzellen und solarthermische Kollektoren, um so Wärme und Strom in einem Modul zu erzeugen. Die verfügbare Dachfläche wird so optimal ausgenutzt. Die Kollektoren bestehen aus einem PV-Modul und einem rückseitig montiertem Wärmeübertrager. Dadurch, dass zeitgleich zur Stromerzeugung Wärme abgeführt wird, entsteht ein Kühleffekt, der zu einem höheren Stromertrag führt, da die Effizienz von PV-Modulen temperaturabhängig ist. PVT-Module gibt es in mehreren Varianten, die sich vor allem durch das Temperaturniveau der erzeugten Wärme unterscheiden. Für die Erzeugung hoher Temperaturen wird der Wärmeübertrager vollständig mit Wärmedämmung eingehaust. Dadurch geht jedoch der stromertragssteigernde Kühleffekt an den PV-Zellen verloren, sodass diese Module vor allem zur Erzeugung von Prozesswärme eingesetzt werden. Als Wärmequelle für Wärmepumpen in Nahwärmenetzen eignen sich daher vor allem ungedämmte sogenannte unabgedeckte PVT-Kollektoren, bei denen die Rohre des Wärmeübertragers mit zusätzlichen Leitblechen für einen Wärmeübergang aus der Luft optimiert sind. Diese liefern ganzjährig Energie, die beispielsweise direkt in ein kaltes Nahwärmenetz eingespeist werden kann. Weiterführende Informationen Informationen zu PVT-Modulen und Wärmepumpen im Rahmen des Forschungsprojektes integraTE Verwendung von PVT-Modulen im degewo Zukunftshaus In den oberen Erdschichten folgt die Bodentemperatur der Außenlufttemperatur. Mit zunehmender Tiefe steigt die Temperatur an und ist ab ca. 15 m unter Gelände Oberkante nahezu konstant. Die Wärme aus dem Erdreich kann über verschiedene horizontale und vertikale Erdwärmeübertrager oder auch Grundwasserbrunnen gewonnen und als Wärmequelle für Wärmepumpen genutzt werden. Horizontale Erdwärmeübertrager werden Erdkollektoren genannt. Es handelt sich hierbei um Rohrregister, üblicherweise aus Kunststoff, die horizontal oder schräg, spiral-, schrauben- oder schneckenförmig in den oberen fünf Metern des Untergrundes verlegt werden. Bei der häufigsten Nutzung der Erdwärme werden Erdsonden – meist Doppel-U-Rohrleitungen in vertikalen Tiefenbohrungen bis 100 m verwendet. Ab Tiefen über 100 m gilt Bergbaurecht, womit komplexere Genehmigungsverfahren verbunden sind, die eine Nutzung in kleinen, dezentralen Netzen in der Regel ausschließen. Perspektivisch wird durch das 4. Bürokratieentlastungsgesetz voraussichtlich die oberflächennahe Geothermie bis 400 m nicht mehr unter das Bergrecht fallen. Es können mehrere Sonden zu einer Anlage vereint werden. Hierbei ist durch einen ausreichenden Abstand der Sonden untereinander eine gegenseitige Beeinflussung auszuschließen. Auch zu benachbarten Grundstücken muss ein entsprechender Abstand gewahrt bleiben. In Erdwärmeübertragern wird ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, verwendet, da die Temperatur der Sole auch unter 0 °C fallen kann. Aufgrund des Einsatz Wassergefährdender Stoffe und weil der Eingriff in den Wärmehaushalt nach geltendem Recht eine Gewässernutzung darstellt, ist für Erdwärmesonden im Allgemeinen und Erdwärmekollektoren, die weniger als 1 m über dem höchsten Grundwasserstand verlegt werden, in Berlin eine wasserbehördliche Erlaubnis erforderlich. Als Alternative zu Erdsondenanlagen kommen bei größeren Anlagen auch Grundwasserbrunnen in Frage, bei denen über zwei Bohrungen die im Grundwasser enthaltene Wärme genutzt wird. Dabei dient eine Bohrung der Entnahme und eine weitere der Rückspeisung des entnommenen Wassers. Die Eignung des örtlichen Grundwasserleiters für eine Wärmeanwendung muss im konkreten Einzelfall geprüft werden. Für eng bebaute Gebiete eignet sich auch ein Koaxialsystem in Form eines Grundwasserzirkulationsbrunnens, welcher aus nur einer Bohrung besteht. Weiterführende Informationen Informationen und Anforderungen zur Erdwärmenutzung in Berlin Energieatlas mit geothermischen Potenzialen Informationen zur oberflächennahen Geothermie Beim Phasenübergang von flüssig zu fest gibt Wasser bei konstantem Temperaturniveau Energie in Form von Wärme ab. Diese Wärme, die allein bei der Aggregatzustandsänderung transportiert wird, wird als latente Wärme bezeichnet. Bezogen auf die Masse von 1 kg handelt es sich um die Erstarrungsenthalpie eines Stoffes, die bei Wasser in etwa der Energiemenge entspricht, die auch benötigt wird, um dasselbe 1 kg Wasser von 0 °C auf 80 °C zu erwärmen. Zu- oder abgeführte Wärme, die eine Temperaturveränderung bewirkt, wird als sensible Wärme bezeichnet. In Eisspeichern wird eine Wassermenge, z.B. in einer unterirdischen Betonzisterne durch Wärmeentzug vereist. Dazu strömt ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, Sole genannt, mit geringerer Temperatur als dem Gefrierpunkt von Wasser durch Rohrspiralen im Speicher. Durch den Temperaturgradienten kommt es zum Wärmetransport zwischen dem erstarrenden Wasser in der Betonzisterne und der Sole in den Rohrspiralen. Die latente Wärme aus dem Phasenübergang des Wassers wird an die Sole übertragen, welche sich dadurch erwärmt. Die erwärmte Sole dient wiederum einer Wärmepumpe als Wärmequelle. Am Verdampfer der Wärmepumpe gibt die Sole die Wärme wieder ab und kann anschließend erneut Wärme aus dem Eisspeicher aufnehmen. Durch Kombination mit Solarkollektoren kann die Effizienz der Anlage erhöht werden, wenn die damit gewonnene thermische Energie zur Regeneration des Eisspeichers genutzt wird. Weiterführende Informationen Informationen zu Eisspeichern Funktion und Kosten von Eisspeichern im Überblick Bei der Wärmebereitstellung durch Biomasse kommen in der Regel Anlagen zum Einsatz, in denen holzartige Biomasse verfeuert wird. Hierfür gibt es verschiedene Brennstoffe, die sich in Qualität und Kosten z.T. deutlich unterscheiden. Holzpellets sind kleine hochstandardisierte Presslinge mit einer Länge von 2-5 cm, die in unter anderem aus Resten der Holzverarbeitung gepresst werden. Ihr Einsatz in Pelletkessel ist hoch automatisiert und damit nur wenig störanfällig. Dennoch sind jährlich kleinere Arbeiten durch z.B. Ascheaustragung o.ä. erforderlich. Zudem ist eine entsprechende Lagerhaltung in einem sogenannten Bunker inkl. Fördersystem erforderlich. Der Einsatz von Holzhackschnitzeln ist etwas arbeitsaufwändiger, da sowohl Brennstoff als auch das Gesamtsystem zur Wärmeversorgung weniger automatisierbar ist. Die Beschaffung des etwa bis zu 10 cm großen, mechanisch zerkleinerten Holzpartikel ist deutlich günstiger und sie können zudem auch in außenliegenden, überdachten Lagerbereichen oder Wirtschaftsgebäuden gelagert werden. Jedoch bestehen größere Anforderungen an die Einbringtechnik und den Betrieb einer Feuerungsanlage. Durch den gröberen Brennstoff, unterschiedliche Brennstoffqualitäten und Ascheaustrag, kann es gegenüber einem Pelletkessel zu häufigerem Arbeitsaufwand kommen, sodass regelmäßige Präsenzzeiten zur Betreuung erforderlich sind. Des Weiteren kann zur Verteilung des Brennstoffes auch schweres Arbeitsgerät vor Ort erforderlich werden. Neben einer reinen Verbrennung der Holzbrennstoffe kann in einem Vergaser auch Holzgas aus der Biomasse gewonnen werden, um diese anschließend in einem speziellen BHKW in Wärme und Strom umzuwandeln. Holz als Brennstoff ist ein vergleichsweise günstiger und preisstabiler Brennstoff, der jedoch einen gewissen Arbeitsaufwand mit sich bringt. Hierbei sind auch die gegenüber der Verbrennung von gasförmigen Energieträgern erhöhten Staubanteile im Abgas zu beachten, welche im urbanen Bereich stärkere Anforderungen an die Abgasreinigung und Ascheentsorgung mit sich bringen. Auch ist bei der Verwendung von nicht lokal verfügbarer Biomasse ein umfangreicher Logistikaufwand zu betreiben, was zu mehr Verkehr auf den Straßen und einer zusätzlichen Belastung durch Emissionen führt. Ebenso ist bei der Abwägung, ob die Wärme für ein Nahwärmenetz mit Holz erzeugt werden soll, zu berücksichtigen, dass Holz nur bedingt als „klimaneutral“ bezeichnet werden kann. Die Verbrennung setzt neben Feinstaub auch Treibhausgase wie CO 2 und Methan frei. Die Annahme, dass die Wärmeerzeugung mit Holz klimaneutral ist, setzt eine nachhaltige Waldbewirtschaftung voraus, bei der mindestens genauso viel Kohlenstoff durch das Wachstum neuer Bäume gebunden wird, wie durch die Verbrennung von Holz freigesetzt wird. Wird Holz aus nicht nachhaltiger Waldbewirtschaftung (beispielsweise der Abholzung von Urwäldern) für die Wärmeerzeugung verwendet, dann fällt die Bilanz der Umweltauswirkungen negativ aus. Eine stärkere Reduktion von Treibhausgasen kann zudem erreicht werden, wenn das Holz für langlebige Produkte (beispielsweise als Bauholz) verwendet wird, da der Kohlenstoff dann dem natürlichen Kreislauf auf längere Zeit entzogen wird und nicht als CO 2 in die Atmosphäre gelangt. Empfehlenswert für die Wärmeerzeugung ist daher vor allem Restholz aus Produktionsprozessen, das nicht für andere Nutzungen geeignet ist, sowie Altholz, das am Ende der Nutzungskaskade angekommen ist. Die Qualität von Holzbrennstoffen lässt sich verschiedenen Normen in Güteklassen einteilen. Hierfür dient bspw. die DIN EN ISO 17225 oder das DINplus-Zertifizierungsprogramm, um Vergleichbarkeiten zu ermöglichen und eine entsprechende Brennstoffqualität sicherzustellen. Des Weiteren sollten Nachweise über die Herkunft der Biomasse bei den Lieferanten angefragt werden, um möglichst regionale Produkte zu nutzen. Die Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt hat zu den Potenzialen von Biomasse in Berlin eine Untersuchung durchführen lassen, deren Ergebnisse hier einzusehen sind: Biomasse . Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie beim Bundesumweltministerium: BMUV: Klimaauswirkungen von Heizen mit Holz sowie beim Umweltbundesamt: Heizen mit Holz . Weiterführende Informationen Hackschnitzel: Qualität und Normen FNR – Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe Für die Wärmeerzeugung aus Biogas existieren regionale unterschiedliche Möglichkeiten. Im ländlichen Raum kann häufig direkt Biogas aus Gärprozessen aus der Landwirtschaft verwendet werden. Abfallstoffe wie z.B. Gülle können dafür genutzt werden, wie auch eigens dafür angebaute Energiepflanzen. Die Verwendung von Anbaubiomasse zur Produktion von Biogas steht jedoch in starker Kritik und kann ebenso wie die Produktion von flüssigen Energieträgern auf die Formel ‚Tank oder Teller‘ reduziert werden. Daher wurde mit den letzten Novellen des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) die Nutzung von Anbaubiomasse zu Biogasproduktion immer weiter eingeschränkt (Stichwort ‚Maisdeckel‘). Biogas kann vor Ort genutzt und in Wärme und Strom umgewandelt und verbraucht bzw. über ein kleines Nahwärmenetz verteilt werden. Für eine Einspeisung in das Erdgasnetz ist eine Methan-Aufbereitung des Gases erforderlich. In Berlin besteht die Möglichkeit, ein Biogas- bzw. Biomethanprodukt eines beliebigen Lieferanten aus dem öffentlichen Gasnetz zu beziehen. Dieses Biomethan ist in der Regel aufbereitetes Biogas, z.B. aus Reststoffen oder Kläranlagen, welches in das Netz an einem anderen Verknüpfungspunkt eingespeist wird. Vor Ort zur (Strom- und) Wärmeerzeugung wird dann bilanzielles Biomethan eingesetzt – ähnlich dem Bezug von Ökostrom aus dem öffentlichen Versorgungsnetz. Der tatsächliche Anteil von Biomethan im Erdgasnetz entsprach im Jahr 2022 lediglich etwa 1 %. Bei dem Kauf gibt es entsprechende Nachweiszertifikate (z.B. “Grünes Gas Label” – Label der Umweltverbände oder TÜV) der Anbieter. Die Umsetzung in Wärme (und Strom) erfolgt dann klassisch über Verbrennungstechnologien wie Gaskessel oder BHKW.
Preisträger: Schubert & Langenbeck Solarthermische Konzentatoren, Blankenburg/Harz Würdigung für: Solarthermische Konzentratoren TOBECK 800 und 1800 Die neuartigen solarthermischen Kollektortypen TOBECK 800 und 1800 ermöglichen die Nutzung direkter und diffuser Sonnenstrahlung in einem System und vereinen die Vorteile konzentrierender und nicht konzentrierender Technologien. Durch einen vertikalen, parabelförmig gebogenen Reflektor wird Sonnenlicht in Form einer Brennlinie permanent auf im unteren Bereich horizontal angeordnete Absorber in Vakuumröhren konzentriert. Bei geringerem Materialeinsatz können schneller höhere Temperaturen bis auf Prozesswärmeniveau erzeugt werden. Finalist: RG Elektrotechnologie GmbH, Quedlinburg Würdigung für: Mini-Reinraum für die Elektronikfertigung Mit der entwickelten Antistatic Dedusting Conveyor (ADC) - Technologie erreichen Elektronikhersteller eine ressourcenschonende Reinigung von Leiterplatten direkt in der Zuführung zum Lotpastendruck. Das System schafft einen lokal begrenzten, staubfreien und elektrostatisch neutralisierten Mini-Reinraum. Der Reinigungsprozess findet berührungslos in einer abgeschirmten Atmosphäre statt. Im Ergebnis entstehen Leiterplatten in Reinraumqualität ohne den Einsatz intensiver Reinraumtechnik. Ausschüsse und Produktionsstopps durch Verunreinigungen werden verhindert. Finalist: TESVOLT GmbH, Lutherstadt Wittenberg Würdigung für: Li-Produktserie für Gewerbe und Industrie Die TESVOLT GmbH hat ein aktiv bidirektionales Batteriemanagementsystem mit passgenauem Lithium-Speicher entwickelt. Dieses überwacht Temperatur, Spannung und Ladezustand jeder einzelnen Zelle und steuert sie im Zellverbund. Das bidirektionale Zellbalancing erzielt einen Wirkungsgrad von über 92 % und verhindert eine unnötige Erwärmung des Speichers, wodurch eine Kühlung überflüssig wird. Es erhöht zudem die Lebensdauer der Zellen. Die Speicher sind Off-Grid-fähig und produzieren bei Netzausfällen weiterhin Strom für den Eigenverbrauch. Preisträger: GNS - Gesellschaft für Nachhaltige Stoffnutzung mbH, Halle (Saale) Würdigung für: FaserPlus-Verfahren zur Gewinnung von Holzwerkstoffen Mit der entwickelten FaserPlus-Technologie können unseparierte, faserreiche Gärreste aus Biogasanlagen einem „sanften“ Strippingprozess unterzogen werden, ohne Chemikalieneinsatz und bei geringem Energieverbrauch. Durch die Befreiung von flüchtigem Ammonium-Stickstoff wird der Einsatz der lignocellulosehaltigen Biogasfasern in Plattenwerkstoffen der Holzwerkstoffindustrie ermöglicht. Außerdem kann durch die gleichzeitige Entstickung der flüssigen und festen Gärreste mehr mineralischer Dünger gewonnen werden. Finalist: TESVOLT GmbH, Lutherstadt Wittenberg Würdigung für: Autarke Solarstromversorgung für Bauern in Ruanda Um die Bewässerung des 1.200 Hektar großen, von den Unternehmen TESVOLT GmbH und IdeemaSun energy GmbH betreuten Landwirtschaftsprojektes in Ruanda zu gewährleisten, sind 44 Pumpen mit einer Gesamtleistung von 3,0 MW verbaut. Bisher wurden diese von Dieselgeneratoren versorgt. Die erforderlichen 6,6 GWh jährlich können mit dem aufgebauten Off-Grid-System aus PV-Anlage und TESVOLT-Stromspeicher nun aus regenerativen Energiequellen autark gedeckt werden. Finalist: MOL Katalysatortechnik GmbH, Merseburg Würdigung für: Energetische Nutzung von Kühlwasserabflut Durch den Einbau von MOLLIK-Einheiten der Firma MOL Katalysatortechnik GmbH wird das Kühlwasser des Kraftwerks Rostock ohne Einsatz von Bioziden oder energiereicher Strahlung soweit gereinigt, dass es im nahegelegenen Düngemittelwerk weiter zum Einsatz kommen kann. Die energetische Restwärmenutzung der Kühlwasserabflut in der Ammoniak-Verdunstung führt dort zur Einsparung von 1.700 t Heizöl jährlich. Gleichzeitig wird die Einleittemperatur in die Ostsee deutlich verringert. Preisträger: Agrarfrost GmbH & Co. KG, Oschersleben Würdigung für: Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung durch Kombination zweier Prozesslinien Durch Kombination zweier verschiedener Prozesslinien ist am Standort Oschersleben ein komplexes System von Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung entstanden. Hierfür wird die Abwärme der Brüden aus der Produktion von Kartoffelchips über einen Kondensator zurückgewonnen und bedarfsgerecht weiter verwendet. Schwerpunkt ist die Nutzung als Adsorptionskälte im Frostprozess der Pommes Frites. Insgesamt konnte eine jährliche Einsparung an Primärenergie von 47.295 Megawattstunden erreicht werden. Finalist: WIPAG Nord GmbH & Co. KG, Gardelegen Würdigung für: Recycling von Altstoßfängern Die eigens für das Recycling von Altstoßfängern entwickelten Trenn-, Entlackungsund Aufbereitungsprozesse ermöglichen die Herstellung deutlich hochwertigerer Regranulate. Anbaukomponenten wie Scheinwerfer, Kennzeichen, etc. müssen vor der Zuführung in die vollautomatisierte Anlage nicht entfernt werden. Das so hergestellte Material kommt europaweit in der Automobilindustrie bei der Produktion neuer Stoßfänger und anderer Exterieurteile zum Einsatz. Finalist: OEWA Wasser und Abwasser GmbH, Schönebeck (Elbe) Würdigung für: Co-Vergärung auf der Kläranlage zur lokalen Energieerzeugung Zur Optimierung der Ausfaulung wurde in der Kläranlage Schönebeck die Co-Vergärung eingeführt. Die Schlammfaulung dient der Reduktion des Klärschlammvolumens und der Entsorgungskosten, aber auch der Erzeugung von Wärme und Elektrizität mit Hilfe von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen. Dazu wurde eine Annahmestation gebaut, die Speisefette aus lokalen Restaurants in den Faulbehälter einbringt. Die dadurch erhöhte Biogasproduktion deckt 93 Prozent des Strombedarfs der Kläranlage.
Die Firma Dyneon GmbH beabsichtigt, am o. g. Standort im Chemiepark Gendorf eine neue FKW-Verwertungsanlage (H16) zu errichten und zu betreiben. Das beantragte Vorhaben ist eine nach § 4 BImSchG genehmigungspflichtige Anlage zur Verwertung und Beseitigung von Abfällen mit einer Durchsatzkapazität von mehr als 10 Tonnen gefährliche Abfälle pro Tag - Nr. 8.1.1.1 der 4. BImSchV; außerdem handelt es sich hier um eine Anlage nach Industrieemissions-RL, Nr. 5.2 b) den Anhang I zur IE-RL 2010/75/EU; In der neuen FKW-Verwertung sollen Abgasströme und flüssige Rückstände aus den Anlagen der Firma Dyneon GmbH, sowie in geringem Umfang Abgasströme anderer Standortkunden verbrannt werden. Zusätzlich sollen PFC-haltige (Perfluorcarbons) Abwasserströme aus Anlagen der Firma Dyneon GmbH verbrannt werden. Kernstück der neuen FKW-Verwertungsanlage ist eine Feuerungsanlage mit einer beantragten maximalen Feuerungswärmeleistung (FWL) 13 MW. In dieser Feuerungsanlage werden flüssige Abfälle und Abgase durch Zugabe von Erdgas und Verbrennungsluft verbrannt. Nach einer mehrstufigen Reinigung des Abgases erfolgt die Ableitung ins Freie. Das in den Absorbern anfallende Abwasser wird anschließend zur Umsetzung von Calciumhydroxid zu Calciumfluorid genutzt.
Die Münchner Stadtentwässerung, Friedenstraße 40, 81671 München betreibt am Standort Klärwerk Gut Großlappen, Freisinger Landstraße 187, 80939 München, Fl.Nr. 275 der Gemarkung Freimann eine aus zwei Verbrennungslinien bestehende Klärschlamm-Verbrennungsanlage mit einer genehmigten Durchsatzleistung von 2 x 3 t Trockenrückstand (TR) / Stunde; von den 2 Verbrennungslinien wurde bisher im Regelfall jeweils nur eine Linie betrieben, da ein Teil des Klärschlammes im Müllheizkraftwerk München-Nord mitverbrannt wurde. Die Münchner Stadtentwässerung hat nun die immissionsschutzrechtliche Genehmigung nach § 4 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) für die Errichtung und den Betrieb einer neuen Klärschlamm-Verbrennungsanlage am Standort Klärwerk Gut Großlappen, Freisinger Landstraße 187, 80939 München, Fl.Nr. 275 der Gemarkung Freimann beantragt, die die alte Klärschlamm-Verbrennungsanlage ersetzen soll und den gesamten Klärschlamm (AVV-Nr. 19 08 05) der Landeshauptstadt München und der bisher schon angeschlossenen Umlandgemeinden entsorgen soll. Im Wesentlichen sind die Errichtung und der Betrieb der folgenden Anlagenteile bzw. Nebeneinrichtungen vorgesehen: - Vorgeschaltete Entwässerung des Klärschlamms mittels 6 Zentrifugen (je 3 für die Betriebslinie und die Reservelinie) von durchschnittlich 2,5 - 3 % TR auf ca. 24 % TR einschließlich zweier Faulschlammpufferbehälter mit je 150 m³, - Lagerung von entwässertem Klärschlamm in einem Klärschlammbunker mit rund 8.200 m³ Fassungsvermögen sowie in einem 350 m³ großen Anlieferbunker für Anlieferungen vom Klärwerk Gut Marienhof, - Trocknung des entwässerten Klärschlamms mittels dampfbeheizter Trockner auf ca. 42 % TR (je 2 Trockner für die Betriebslinie und die Reservelinie), - Kondensation der bei der Trocknung entstehenden Brüden (abgedampftes Wasser) und Zuführung der kondensierbaren Brüden zur Zentratbehandlung des Klärwerks bzw. der nicht kondensierbaren Brüden zur Verbrennung, - Verbrennung des Klärschlamms in einer aus zwei redundanten Verbrennungslinien bestehenden Wirbelschichtfeuerung, bestehend aus Hauptfeuerung für Klärschlamm, Zünd- und Stützfeuerung mit Heizöl EL bzw. Faulgas, SNCR-Anlage (se-lektive nichtkatalytische Reduktion) zur Stickstoffoxidminderung mittels Harnstoff, Verbrennungsluftsystem, Bettascheaustrag, mit einer Durchsatzleistung von 2 x 4,8 t Trockenrückstand (TR) / Stunde (eine Betriebslinie und eine Reservelinie) und einer Feuerungswärmeleistung von jeweils 13,3 MW, einem Durchsatz von insgesamt rund 40.000 t TR / Jahr und 8.760 Betriebsstunden / Jahr, - Abgasreinigung in zwei redundanten Linien (eine Betriebslinie und eine Reservelinie) bestehend jeweils aus Elektrofilter, Sprühtrockner, Reaktionsstrecke, Gewebefilter, Vor- und Hauptwäscher, Saugzug, Abgasreinigungsabschlämmung und Ableitung der Abgase über je einen 40 m hohen Schornstein, - Wasser/Dampf-System und Stromerzeugung bestehend aus je einem Kessel (Schutzverdampfer, Verdampfer, Überhitzer 1 und 2, Economizer, Dampftrommel), Dampfturbine mit Ölversorgungsanlage, Getriebe und Generator, Luftkondensator, Speisewassersystem, Transformatoranlage, - Silos und Behälter für Einsatzstoffe (insb. Harnstoff, Sand, Heizöl, Kalkhydrat, Kalkstein, Adsorbens, Salzsäure, Fäll- und Flockungsmitttel) und Reststoffe (insb. Aschesilo 1 und 2, Reststoffsilo 1 und 2, Grobstoffbehälter für Bettasche, Gipssilo), - Notstromdieselaggregat mit einer Feuerungswärmeleistung von 3,25 MW, einer Betriebszeit von maximal 50 Stunden / Jahr und einem 34,3 m hohen Schornstein, - Nebeneinrichtungen wie Kühlkreislauf, VE-Anlage, Zentralstaubsauger, Druckluftsystem, Probenahmestation, Gebäudeentwässerung, Zwischenspeicherung von überschüssiger Prozesswärme, Betriebswasserversorgung und Bereitstellung von Brauchwasser, - Erstellung der notwendigen baulichen Einrichtungen für die technischen Einrichtungen. Es sind die folgenden Betriebszustände beantragt: Alternative Betriebsfälle für die Inbetriebnahmephase (ersten drei Betriebsjahre): - Vollastbetrieb einer Linie der bestehenden Klärschlamm-Verbrennungsanlage mit 3 t TR / Stunde bei gleichzeitigem Anfahrbetrieb der neuen Klärschlamm-Verbrennungsanlage mit Klärgas / Heizöl (ca. 300 Stunden / Jahr) oder - Volllastbetrieb einer Linie der neuen Klärschlamm-Verbrennungsanlage mit 4,8 t TR / Stunde bei gleichzeitiger Betriebsbereithaltung der bestehenden Klärschlamm-Verbrennungsanlage mit Klärgas / Heizöl (ca. 300 Stunden / Jahr). Dauerbetrieb nach der Inbetriebnahmephase: - Volllastbetrieb einer Linie der neuen Klärschlammverbrennungsanlage (4,8 t TR / Stunde) oder - Volllastbetrieb einer Linie der neuen Klärschlammverbrennungsanlage (4,8 t TR / Stunde) bei gleichzeitiger Stützfeuerung der anderen Linie mit Klärgas / Heizöl (ca. 5 Tage entsprechend 150 Stunden / Jahr). Ein Parallelbetrieb der beiden neuen Verbrennungslinien mit Klärschlamm ist nicht beantragt. Die Münchner Stadtentwässerung hat ferner die beschränkten wasserrechtlichen Erlaubnisse nach § 10 Abs. 1 WHG i.V.m. Art. 15 des Bayerischen Wassergesetzes (BayWG) für folgende Benutzungen im Sinne des § 9 WHG beantragt: - Während der Bauzeit ca. 100.000 m³ Grundwasser mit einer maximalen Förderleistung von 25 l / s zu entnehmen, zutage zu fördern, zutage zu leiten, abzuleiten und zu versickern (Bauwasserhaltung), - die Gründung von Bauteilen im Grundwasser mit einem damit verbundenen Aufstau des Grundwassers von ca. 0,18 m, - Grundwasser insb. im Rahmen dieser Maßnahmen aufzustauen, abzusenken und umzuleiten, - Versickerung von gesammeltem Niederschlagswasser der Flächen der Klärschlammverbrennungsanlage und der Dachflächen des Betriebsgebäudes in das Grundwasser; der zu bebauende Bereich hat eine Fläche von rund 10.266,1 m².
Die Ferro Duo GmbH, Vulkanstraße 54 in 47053 Duisburg hat mit Antrag vom 14.06.2021 bei der Bezirksregierung Düsseldorf eine Genehmigung nach § 16 Bundes-Immissionsschutzgesetz (BImSchG) für die wesentliche Änderung der Anlage zum Mahlen von natürlichem und künstlichem Gestein sowie zur Behandlung und zeitweiligen Lagerung von gefährlichen und nicht gefährlichen Abfällen am Standort Vulkanstraße 54, 47053 Duisburg, Gemarkung Duisburg, Flur 320, Flurstücke 124, 129, 136, 139 und 176 beantragt. Antragsgegenstand ist die Errichtung und der Betrieb einer Anlage zur Behandlung von flüssigen, gefährlichen Abfällen. Schwefelsäure und Eisen-II-Chloridlösung sollen in einem Reaktor miteinander vermischt werden. Die beiden Edukte können sowohl Abfall- als auch Produktstatus besitzen. Durch die Mischung der Stoffe im Reaktor entstehen ein chlorwasserstoffhaltiges Gasgemisch sowie festes Eisen-II-Sulfat. Das chlorwasserstoffhaltige Gasgemisch wird einem Absorber zugeführt, in welchem Salzsäure aus dem Gasgemisch regeneriert wird. Das feste Eisen-II-Sulfat aus dem Reaktor wird über einen Sedimentationsbehälter und einen Vakuumbandfilter aus der Anlage transportiert. Das beantragte Vorhaben bedarf einer Änderungsgenehmigung gemäß § 16 BImSchG in Verbindung mit Nr. 8.8.1.1 und Nr. 4.1.21 des Anhangs 1 der Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV). Das Vorhaben ist darüber hinaus der Nummer 8.5 Spalte 1 der Anlage 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG) zuzuordnen. Daher wurde im Rahmen des Genehmigungsverfahrens eine Umweltverträglichkeitsprüfung durchgeführt. Der vom Antragsteller hierzu vorgelegte UVP-Bericht ist Teil der Antragsunterlagen.
Vanadium as toxic heavy metal is a drinking water relevant contaminant. However, there is a lack in treatment processes to meet regulatory requirements (e.g. 4 g l-1 in Germany). This study introduces a novel treatment process - the vanadium adsorption onto biogenic amorphous ferric hydroxide (AFH). Basic mechanisms of adsorption onto AFH are described and compared to granular ferric hydroxide (GFH). Adsorption kinetics and pH dependent isotherms in drinking and ultrapure water, parametrization via the empirical Freundlich and Langmuir models, and bond type and strength assessments via sequential extraction are presented. AFH was generated in pilot waterworks in which Fe(II) and oxygen were dosed and subsequently Fe(II) microbiologically oxidized and precipitated in the filter bed. The backwash-water was collected and used for adsorption experiments. Sequential extraction was executed with vanadium loaded AFH produced in the pilot plant. AFH is identified as alternative adsorbent to GFH with similar affinity and capacity. The isotherms cover a concentration range from 10 g l-1 to 4 mg l-1 and the Freundlich model showed a better fit with the experimental data than the Langmuir model. A bidentate mononuclear inner sphere complex is assumed for vanadium adsorption onto AFH, while a bidentate binuclear inner sphere complex is expected for GFH. Sequential extraction showed a strong bond between AFH and vanadium, which was only mobilized by the last extraction step the dissolution of iron particles. A treatment process - adsorption onto biogenic AFH - is suitable for effective vanadium removal and should be further investigated for technical implementation. © 2023 The Author(s).
In order to reach 4 (micro)g l-1 vanadium in drinking water adsorption onto in-situ biogenic amorphous ferric hydroxide (AFH) is identified as robust new treatment. The evaluation of its technical feasibility and robustness was the aim of this study. As approach at pilot-scale, Fe(II) and oxygen was dosed before pilot waterworks and Fe(II) subsequently biotically oxidized and precipitated in a filter bed. The so in-situ generated biogenic AFH served as adsorbent for vanadium removal. Results show that an initial vanadium concentration of 30 (micro)g l-1 was removed to below 4 (micro)g l-1, if at least 3 mg l-1 Fe(II) were dosed, resulting in a loading of 8.7 mg V per g AFH. A vanadium concentration of 60 (micro)g l-1 with a dosage of 3 mg l-1 Fe(II) was the upper limit for sufficient removal. Vanadium removal increased with increasing pH in the technical setup, due to faster oxidation of Fe(II) in the supernatant, even though adsorption capacity of AFH decreases with increasing pH. A filtration velocity of 20 m h -1 represented the highest velocity to undercut 4 (micro)g l-1 vanadium in the effluent. By mixing Fe(II) containing groundwater with oxygen and vanadium containing water prior to an adsorption filter with AFH sufficient removal was reached, however dependent on the resulting Fe(II) concentration. © 2023 by the authors
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1063 |
| Land | 13 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 17 |
| Förderprogramm | 1033 |
| Text | 12 |
| Umweltprüfung | 5 |
| unbekannt | 9 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 42 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 1004 |
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|---|---|
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