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Mikroplastik im Rhein

Greenpeace hat den Rhein mehrmals auf primäre Mikroplastikpartikel mit dem Schwerpunkt Microbeads untersucht und entsprechende Berichte zu den Ergebnissen veröffentlicht. Bei einer ersten Untersuchung im Jahr 2019 wurden 22 Proben zwischen Duisburg und Basel genommen und bis zu 7,2 Partikel pro Kubikmeter bei Köln-Stammheim gefunden. Ein Jahr später war Greenpeace für Untersuchungen wieder auf dem Rhein, dieses Mal zwischen Duisburg und Monheim. Während der Schiffstour wurden 44 Proben genommen, wobei die höchste Konzentration an Mikroplastikpartikeln bei 3,3 Partikeln pro Kubikmeter (Höhe Dormagen) lag. Eine Besonderheit stellten stündliche Probenahmen über 24-Stunden dar, die Greenpeace jeweils stromaufwärts und stromabwärts am Chempark Dormagen und am Chempark Krefeld-Uerdingen durchführte. Die Ergebnisse bestätigten, dass kontinuierlich Mikroplastikpartikel den Rhein stromabwärts gelangen. Die Mikroplastik-Konzentration war nachts niedriger als tagsüber. Darüber hinaus hat Greenpeace Mikroplastikpartikel in Sedimentproben vom Flussufer nachgewiesen. Greenpeace hat im Jahr 2021 weitere Untersuchungen durchgeführt. Die höchste Konzentration an Mikroplastikpartikeln lag bei 1,1 Partikeln pro Kubikmeter in einer Probe, die bei Dormagen entnommen wurde. Letztlich konnte Greenpeace in allen Wasserproben, die während der Schiffstouren genommen wurde, primäres Mikroplastik nachweisen.  Die Greenpeace-Expert:innen Manfred Santen und Daniela von Schaper haben das Projekt im Jahr 2020 geleitet.

Unzerschnittene verkehrsarme Räume NRW (LINFOS)

Als unzerschnittene verkehrsarme Räume (UZVR) werden Räume definiert, die nicht durch technogene Elemente zerschnittenen werden. Die Polygondaten stammen aus der Landschaftsinformationssammlung (LINFOS) des Landesamtes für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) und werden direkt aus dem Layer „uzvr_polygon“ des LINFOS-WFS bezogen: https://www.wfs.nrw.de/umwelt/linfos

Messstelle DUISBURG-RUHRORT, RHEIN

Messstelle betrieben von STANDORT DUISBURG.

Wasserstoff in der Zink-/Schwefel-Industrie - Entwicklung und Testbetrieb einer Pilotanlage zur SO2-depolarisierten Elektrolyse in den Grillo-Werken Duisburg, Teilvorhaben: Engineering, Beschaffung und Inbetriebnahme einer Pilotanlage zur Schwefeldioxid depolarisierten Elektrolyse

Die SO2-depolarisierte Elektrolyse (SDE) ist ein vielversprechendes Wasserelektrolyse-Verfahren um aus einer SO2/H2O-Mischung Wasserstoff und Schwefelsäure zu erzeugen. Dieser Prozess ist thermodynamisch besonders effizient und ermöglicht die Erzeugung von Schwefelsäure, welche im Rahmen der Kreislaufwirtschaft auch direkt in einem Prozess zur Aufarbeitung zinkhaltiger Abfälle eingesetzt werden. Der Wasserstoff kann dann verwendet werden, um fossile Energieträger beim Schwefelsäurerecycling zu ersetzen. Im Rahmen des Projekts Sul4Fuel soll die innovative Technologie im industriellen Maßstab erprobt werden. Dazu ist eine Weiterentwicklung der an der finnischen Aalto-Universität im Technologiereifegrad (TRL) von 4-5 erprobten Technologie der SDE erforderlich. Die Umsetzung im Pilotmaßstab unter Erreichung von TRL 6-7 soll am Standort Duisburg der Grillo-Werke geschehen. Ziel des Teilvorhabens von Grillo ist es, eine SDE-Pilotanlage zu entwerfen, zu beschaffen und in Betrieb zu nehmen. Das Teilvorhaben von Grillo basiert auf den Ergebnissen der Teilvorhaben des DLR und HPs.

Stadt Duisburg: Überschwemmungsgefährdete Gebiete

Gebiete, die ohne Berücksichtigung vorhandener Hochwasserschutzeinrichtungen, von Hochwasser betroffen sein können. Verschiedene Datensätze in Abhängigkeit von: 1. Berechnungsverfahren / historischer Quelle 2. Bemessungshochwasser (Rhein) (Quelle: Landesumweltamt NRW)

DK Recycling und Roheisen GmbH in Duisburg (2021 - 2024)

Bei der Haupttätigkeit der DK Recycling und Roheisen GmbH , Inspire-ID: https://registry.gdi-de.org/id/de.nw.inspire.pf.bube-eureg/anl-2017-112000-100-0388700-0120) handelt es sich um Röst- oder Sinteranlagen f. Metallerz einschl. sulfid. Erze (NACE-Code: 24.10 - Erzeugung von Roheisen, Stahl und Ferrolegierungen). Weitere Nebentätigkeiten beinhalten: Verbrennungsanlagen > 50 MW Beseitigung oder Verwertung v. gefährlichen Abfällen > 10 t/d Röst- oder Sinteranlagen f. Metallerz einschl. sulfid. Erze. Es wurden keine Freisetzungen oder Verbringungen nach PRTR berichtet zu: Freisetzung in das Wasser, Freisetzung in den Boden, Verbringung von Schadstoffen mit dem Abwasser, Verbringung gefährlicher Abfälle im Ausland.

Gewerbeflaechen Monitoring - Wirtschafts- und Arbeitsmarktbeobachtung auf Duisburger Gewerbegebieten

Innovatives hydrometallurgischen Verfahren zur Zinkextraktion aus Reststoffen, insbesondere der Stahlindustrie, zur Unterstützung des Übergangs zu einer Kreislaufwirtschaft

Die DK Zinc Recycling GmbH ist eine neu gegründete GmbH mit Sitz in Duisburg, die ein 86-prozentiges Tochterunternehmen der Hargreaves services Plc ist - ein börsennotiertes Unternehmen mit ca. 1.400 Beschäftigten, das Dienstleistungen für den Umwelt-, Industrie- und Immobiliensektor erbringt. Durch das Vorhaben sollen 15 Arbeitsplätze neu geschaffen werden. Im Zuge der Dekarbonisierung der Stahlindustrie wird die klassische Hochofenroute zukünftig durch die Kombination aus Direktreduktion und Elektrolichtbogenofen (DRI/EAF-Route) abgelöst. Diese Umstellung führt prozessbedingt zum Anfall von deutlich größeren Mengen an Stahlwerksstäuben mit einem Zinkgehalt zwischen 5 bis 15 Prozent. Bisher können diese Stäube im klassischen Recyclingprozess, dem Wälzofenprozess, nicht wirtschaftlich recycelt werden, da dieses Verfahren erst ab Zinkgehalten von ca. 20 Prozent ökonomisch zu betreiben ist. Der am Standort bestehende „DK-Prozess“ kann wiederum nur Staubgemische mit einem Zinkanteil von ca. 3 Prozent verwerten. Mit einem innovativen Verfahren sollen nunmehr auch Stäube mit einem Zinkgehalt zwischen 5 bis 15 Prozent wirtschaftlich weiterverwertet werden können. Ziel ist, diesen Stoffstrom nicht mehr zu deponieren bzw. als Zuschlagstoff der Zementindustrie anzudienen, sondern die darin enthaltenen Metalle wie Eisen und Zink dem Wertstoffkreislauf wieder zuzuführen. Die Stäube sollen über eine mehrstufige, hydrometallurgische Zinkextraktion vollständig recycelt werden. Das Zink wird mithilfe von alkalischen Extraktionen und sauren Extraktionen aus den Vorstoffen gelöst. Anschließend erfolgen mehrere Reinigungsschritte, um Nebenkomponenten wie Eisen, Mangan, Nickel oder Kupfer abzutrennen. Dazu wird das zinkhaltige Filtrat aus den Extraktionsstufen zunächst oxidiert, um Eisen und Mangan auszufällen und anschließend über einen Aktivkohlefilter abzutrennen. Das Filtrat wird dann durch eine Zementation mit metallischem Zink von allen edleren Metallen befreit. Die ausgefällten Metalle werden abfiltriert und können dem klassischen DK-Prozess zugeführt werden. Das Lösemittel wird verdampft und kann nach der Rekondensation erneut für die Extraktionsschritte eingesetzt werden. Ein Teil des Extraktionsmittels wird zu Gips umgesetzt. Der so hergestellte Gips kann als weiteres Nebenprodukt verkauft werden. Durch das Abtrennen des Lösemittels fällt Zinkhydroxysulfat aus, welches abfiltriert, getrocknet und abschließend in einem erdgasbefeuerten Drehrohrofen kalziniert wird. Dabei entsteht als Hauptprodukt ein hochreines Zinkoxid („white seal“). Es entsteht zudem schwefeldioxidhaltiges Abgas, welches in einer Abgasreinigung zu Natriumhydrogensulfit überführt wird und ebenfalls vermarktet werden kann. Die Umweltentlastung liegt im hochwertigen Recycling von zinkhaltigen Stäuben, die bisher nicht wirtschaftlich verwertet werden können. Bezogen auf die angestrebte Produktionsmenge von 5.300 Tonnen Zinkoxid pro Jahr ergäbe dies eine Einsparung von 2,5 Tonnen CO 2 pro Tonne Zinkoxid bzw. 13.250 Tonnen CO 2 pro Jahr. Damit wird der CO 2 -Fußabdruck um etwa 60 Prozent gegenüber der Primärerzeugung von Zinkoxid reduziert. Neben dem CO 2 -Fußabdruck kommt auch noch der Verzicht auf Bergbau-Kapazitäten zum Tragen, da durch dieses Vorhaben auf die Förderung und Bearbeitung von etwa 40.000 Tonnen Zinkerz verzichtet werden kann, was mit der Reduzierung entsprechender Umweltbelastungen im Zinkbergbau einher geht. Der Modellcharakter ist gegeben. Durch Lizenzvergaben könnten ähnliche Anlagen dezentral und klimafreundlich errichtet werden, beispielsweise in unmittelbarer Nähe eines Stahlwerks. Daraus ergibt sich in Europa ein Potenzial von etwa 10–20 Nachahmern. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: DK Zinc Recycling GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: seit 2025 Status: Laufend

Wasserstoff in der Zink-/Schwefel-Industrie - Entwicklung und Testbetrieb einer Pilotanlage zur SO2-depolarisierten Elektrolyse in den Grillo-Werken Duisburg, Teilvorhaben: Prozesssimulation, technische Studie und Gesamtprozessbetrachtung einer Pilotanlage zur SDE

Die SO2-depolarisierte Elektrolyse (SDE) ist ein vielversprechendes Wasserelektrolyse-Verfahren um aus einer SO2/H2O-Mischung Wasserstoff und Schwefelsäure zu erzeugen. Dieser Prozess ist thermodynamisch besonders effizient und ermöglicht die Erzeugung von Schwefelsäure, welche im Rahmen der Kreislaufwirtschaft auch direkt in einem Prozess zur Aufarbeitung zinkhaltiger Abfälle eingesetzt werden. Der Wasserstoff kann dann verwendet werden, um fossile Energieträger beim Schwefelsäurerecycling zu ersetzen. Im Rahmen des Projekts Sul4Fuel soll die innovative Technologie im industriellen Maßstab erprobt werden. Dazu ist eine Weiterentwicklung der an der finnischen Aalto-Universität im Technologiereifegrad (TRL) von 4-5 erprobten Technologie der SDE erforderlich. Die Umsetzung im Pilotmaßstab unter Erreichung von TRL 6-7 soll am Standort Duisburg der Grillo-Werke geschehen. Der Schwerpunkt des Teilvorhabens von HP ist es, während der Laborprototyp-Aufbauphase alle relevanten Daten zu identifizieren und zu sammeln, eine technische Studie für die Schwefeldioxid- depolarisierte Elektrolyse im Pilotmaßstab aufzustellen und den Prozess zu simulieren und zu bewerten. Das Teilvorhaben von HP basiert auf den Ergebnissen des Teilvorhabens der DLR; die Ergebnisse des Teilvorhabens von HP fließen in das Teilvorhaben von Grillo mit ein.

Flussbauliche Untersuchungen im Bergsenkungsbereich am Niederrhein

Seit den 1930er-Jahren wurde im Raum Duisburg/Wesel der Steinkohlenbergbau auch unter dem Rheinstrom und seinen Vorländern betrieben. In Duisburg befindet sich das Bergwerk Walsum, dessen regelmäßiger Förderbetrieb im Jahr 1936 aufgenommen wurde. Die maximale Jahresförderung von ca. 3,4 Mio. t Steinkohle erbrachte die Zeche mit knapp 4.600 Beschäftigten im Jahr 1984. Als Folge des Untertagebaus traten im Bereich Walsum (Rhein-km 793 bis 798) Geländesenkungen von bis zu 9 m auf, die durch eine Anpassung der Bauwerke und durch Sohlaufhöhungen im Hauptstrom kompensiert wurden. Im Bereich der Rheinaue ist nun allerdings eine Ausuferung bereits ab mittleren Abflüssen zu beobachten. Diese lokalen Veränderungen der Abflussdynamik und des Sedimenttransportvermögens bergen die Gefahr von Anlandungen im Hauptstrom, welche die Sicherheit und Leichtigkeit des Schiffsverkehrs negativ beeinflussen können. Die Auswertung aktueller Peildaten lässt Anlandungstendenzen im Streckenbereich zwischen Walsum und Stapp erkennen. Mitte 2008 wurde, entgegen der ursprünglichen Planung, der Bergbau im Grubenfeld Walsum eingestellt und die Zeche stillgelegt. Der Beschluss zur Stilllegung war für die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) Anlass, Prognosen zur Stabilität der Stromsohle in dem betroffenen Rheinabschnitt zu erstellen und erforderlichenfalls geeignete Maßnahmen einzuleiten. Bereits Mitte der 1970er-Jahre hatte die WSV begonnen, die bergsenkungsbedingten Massenverluste der Stromsohle durch die Verklappung von Waschbergematerial zu kompensieren. Insgesamt wurden 13,8 Mio. t dieses Nebenprodukts der Steinkohlengewinnung im Zeitraum von 1976 bis 2008 im Stromabschnitt zwischen Rhein-km 793 und 808 eingebaut. In einigen Bereichen des Streckenabschnitts beträgt die Mächtigkeit dieser Waschbergeschichten mehrere Meter. Laboruntersuchungen belegen, dass Waschbergematerial andere Materialeigenschaften aufweist und sich in seinem Verwitterungsverhalten von natürlichem Rheinkies unterscheidet. Mobilisiertes Waschbergematerial unterliegt auf der Gewässersohle Zerfallsprozessen, mit der Tendenz, relativ schnell zwischen den deutlich härteren Kiesfraktionen zerrieben, in Suspension überführt und schließlich aus der Strecke ausgetragen zu werden. Die Untersuchungen der BAW konzentrierten sich in einem ersten Schritt auf die Ermittlung der durch die Bergsenkungen verursachten Auswirkungen auf die Morphologie der Stromsohle im Bereich von Duisburg bis Wesel. Dabei kam ein zweidimensionales Feststofftransportmodell (2D-FTM) zum Einsatz. Für diese hydromorphologischen Betrachtungen war im Vorfeld der Aufbau eines historischen Geländemodells erforderlich, welches den Vorlandzustand des Untersuchungsgebiets vor Beginn der Bergbautätigkeiten erfasst. Dieses Geländemodell wurde mit Hilfe topografischer Karten der Preußischen Landesaufnahme aus dem Jahr 1892 erstellt.

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