In der Folge des Angriffskriegs der Russischen Föderation auf die Ukraine zeichnet sich eine massive Verknappung von Betriebsmitteln für die Abwasserbehandlung (insbes. Eisensalze als Fällmittel für die Phosphor-Elimination in Kläranlagen) ab. Infolgedessen kann nicht ausgeschlossen werden, dass insbesondere die in der Abwasserverordnung festgelegten Grenzwerte für Phosphor und die Überwachungswerte nach dem Abwasserabgabengesetz teilweise erheblich überschritten werden. Das Gutachten untersucht, wie dies unter ordnungs- und abgabenrechtlichen Gesichtspunkten einzuschätzen ist und welche Handlungsoptionen die Regelungen den Behörden und den Betreibern eröffnen. Veröffentlicht in Texte | 147/2022.
In der Folge des Angriffskriegs der Russischen Föderation auf die Ukraine und der darauf zurückzuführenden Verwerfungen an den internationalen Energiemärkten zeichnet sich eine massive Verknappung von Betriebsmitteln für die Abwasserbehandlung (insbes. Eisensalze als Fällmittel für die Phosphor-Elimination in Kläranlagen) ab. Es ist zu erwarten, daß die Fällmittel bereits alsbald nur noch zu einem sehr hohen Preis oder auch überhaupt nicht mehr zu Verfügung stehen. Infolgedessen kann nicht ausgeschlossen werden, daß insbesondere die in der Abwas-serverordnung festgelegten Grenzwerte für Phosphor und die Überwachungswerte nach dem Abwasserabgabengesetz teilweise erheblich überschritten werden. Das Gutachten untersucht, wie diese Situation unter ordnungs- und abgabenrechtlichen Gesichtspunkten einzuschätzen ist und welche Handlungsoptionen die Regelungen den Behörden und den Betreibern eröffnen. Quelle: Forschungsbericht
Das Projekt "Entschwefelung von Biogas durch Eisen-(II)-Sulfat" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Hohe Schwefelwasserstoffkonzentrationen im Biogas führen zu Problemen bei der Verwertung des Biogases im Blockheizkraftwerk. Bei der Verbrennung dieses Gases entsteht Schwefelfdioxid, das zum einen zu Korrosion an den Armaturen und Motoren führt, das Motoröl schnell versäuern lässt und damit häufigen Motorölwechsel erfordert. Schwefeldioxidemissionen sind unerwünscht und können speziell beim Einsatz von Abgaskatalysatoren schnell deren Vergiftung hervorrufen. Bisher wird die Entschwefelung von Biogas landwirtschaftlicher Biogasanlagen vorwiegend über den Lufteintrag in den Gasraum des Fermenters (Oxidation von Schwefelwasserstoff zu elementarem Schwefel) praktiziert. Bei unzureichender Überwachung und Wartung dieses Verfahrens wird jedoch das Ziel einer niedrigen Schwefelwasserstoffkonzentration (möglichst unter 150 ppm) nicht sicher erreicht. Bei diesem Forschungsvorhaben soll mit Hilfe des Eisen-Zusatzes eine Bindung des Schwefelwasserstoffs erreicht werden. An einer Kofermentationsanlage mit einem Jahresdurchsatz von 3300 t, die etwa zwei Drittel der täglichen Zusatzmenge als Schweineflüssigmist, ein Drittel als Kosubstrat (Flotatfett, Majonäse, Gelatine) verarbeitet, wurde versucht, den sehr hohen Schwefelwasserstoffgehalt im Biogas (2300 ppm) durch den Zusatz von Eisen-(II)-Sulfat zu senken. Durch eine 4,2-fache ströchiometrische Überdosierung (124 g Ferrogranul 20 je m3 Biogas mit 2300 ppm H2S) konnte ein H2S-Gehalt im Biogas von weniger als 20 ppm erreicht werden.
Das Projekt "B2 und C7B - Teilprojekte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) GmbH in der Helmholtz-Gemeinschaft, Institut für Technische Chemie, Bereich Wasser- und Geotechnologie durchgeführt. B2: In diesem Kernprojekt werden mit molekularbiologischen Methoden hygienisch relevante Bakterien nachgewiesen und deren Verhalten während der Uferfiltration und Untergrundpassage analysiert. Molekularbiologische Techniken wie PCR, Southern Plot Hybridisierung werden speziell für diese Gegebenheiten optimiert. Die gewonnenen Ergebnisse dienen der Optimierung von Trinkwasseraufbereitungsprozessen. C7B: Ziel des Vorhabens ist die Erarbeitung von Aussagen zur Effektivität der oxidativen Wirkung von Wasserstoffperoxid in Kombination mit Eisensalzen im Hinblick auf die Flockung hochbelasteter Wässerversuchsanlagen zur Trinkwasserverteilung. Nach Ermittlung optimaler Bedingungen beim Einsatz von Wasserstoffperoxid bei der Flockung mit Eisensalzen zur Schadstoffelimination aus hochbelasteten Wässern im Labormaßstab wird in einer Versuchsanlage die neue Technik erprobt. Die Ergebnisse des Vorhabens sollen bei Prozessen der Trinkwassergewinnung und -aufbereitung eingesetzt werden.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Phosphortools für die Kläranlage der BASF AG, Ludwigshafen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die BASF AG, Ludwigshafen betreibt seit 1974 für ihre am Standort ansässigen Betriebe und die umliegende Gemeinden Ludwigshafen, Frankenthal und Bobenheim-Roxheim eine Kläranlage zur biologischen Abwasserbehandlung. Mit einer Ausbaugröße von 6,2 Mio. EWBSB (ca. 15 Prozent kommunaler Anteil) ist diese Anlage eine der größten Kläranlagen Europas. Neben Anforderungen an den Abbau der Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen muss die BASF auch einen Überwachungswert für den Gesamtphosphorgehalt im Ablauf der Anlage einhalten. Ca. 30 bis 40 Prozent der gesamten der Anlage zufließenden Phosphorfracht stammt von einem saisonal arbeitenden Betrieb; hierdurch ergeben sich je 6-monatige Zeiten mit Phosphormangel bzw. Phosphorüberschuss im Zulauf der Anlage. Phosphormangel bedingt auf der Anlage eine Verschlechterung der Schlammabsetzeigenschaften, Phosphorüberschüsse können zu einer deutlichen Erhöhung der Konzentrationen im Ablauf der Anlage führen. Die BASF reagiert auf diesen Zustand, indem während Phosphormangelzeiten Phosphorsäure zur Aufstockung des Phosphoranteils, während der Überschusszeiten Eisensalze zur Fällung jeweils vor die biologische Stufe dosiert werden. Die Dosierung erfolgt derzeit anhand von Erfahrungswerten und wird über Laboruntersuchungen verifiziert. Um die jeweilige Dosiermenge - sowohl für die Phosphorsäuredosierung als auch die Dosierung von Eisensalzen - an den tatsächlichen Bedarf anzupassen, und damit sowohl eine sichere Einhalten des Grenzwertes als auch eine wirtschaftliche und stabile Fahrweise der Anlage zu ermöglichen, soll nun das im Laufe der Betriebsjahre erworbene Expertenwissen systematisch aufgearbeitet und zusammengefasst als neues 'Phosphortool in das vorhandene Entscheidungsunterstützende System (EUS) der Kläranlage integriert werden.
Das Projekt "Leistung und Optimierung chemischer Faellung mit Eisensalzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Bauingenieurwesen V, Lehrstuhl und Prüfamt für Wassergütewirtschaft und Gesundheitsingenieurwesen durchgeführt. Die Faellmittelkombination Fe(II)SO4 und Kalk soll im Einsatz fuer die weitergehende Abwasserreinigung optimiert werden. Dafuer werden zuerst Untersuchungen im Labormassstab durchgefuehrt. Aus den Ergebnissen soll eine Steuervorschrift fuer die Dosierung der Faellmittel in Abhaengigkeit von der jeweiligen Abwasserbeschaffenheit im technischen Massstab entwickelt werden.
Das Projekt "Metall(oid)e im Gärsubstrat von landwirtschaftlichen Biogasanlagen: Auswirkungen auf die Gärbiologie sowie mögliche Umweltrelevanz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Fakultät für Ingenieurwissenschaften, Lehrstuhl für Bioprozesstechnik durchgeführt. In Biogasanlagen werden komplexe Gärsubstrate sowie verschiedenste Gärhilfsmittel verwendet. Über diese Komponenten gelangt auch eine Vielzahl von Spur- und Störstoffen in die Anlage, wie Schwermetalle (z.B. Blei, Cadmium) oder Metall(oid)e wie Arsen (As), Antimon (Sb) und Bismut (Bi) und deren Verbindungen. Das Verhalten derartiger Komponenten in den Anlagen, aber auch ihr Austrag in die Umwelt ist bislang noch kaum untersucht. Es ist nach unseren Voruntersuchungen aber durchaus möglich, dass einige dieser Komponenten Probleme bereiten. Dies gilt neben den genannten Schwermetallen insbesondere für Elemente, die von den Mikroorganismen methyliert werden können, d.h. As, Sb, eventuell auch Bi. In der Anlage stoßen diese Substanzen auf eine hochaktive Gemeinschaft von Methanproduzenten. In einer Konkurrenzreaktion zur Methanbildung kommt es zur (Teil)methylierung und damit zur Bildung von geno- und zelltoxischen Verbindungen. Gleichzeitig werden der Methanbildung Methylgruppen entzogen. Bedenkt man die potentiellen ökologischen und ökonomischen Folgen, so ist es überraschend, dass es hierzu noch keine systematische Forschung gibt. Gleichzeitig postulieren wir, dass es mit Hilfe von Eisensalzen möglich sein sollte, das Problem zu managen. Die Entwicklung einer geeigneten Interventionsstrategie könnte Gegenstand eines Folgeprojektes sein, falls sich im Rahmen dieser Vorstudie tatsächlich eine Hemmung landwirtschaftlicher Anlagen durch Metall(oid)e belegen lässt. Wissenschaftlich verankert ist das Projekt an den Zentren für Energietechnik (ZET) bzw. für Ökologie und Umweltforschung (BayCEER) der Universität Bayreuth. In unserem Projekt wollen wir Eintragswege aber auch den Effekt von Metall(oid)en (Schwermetallen, As, Sb, Bi) aus Gärsubstrat und Gärhilfsmittel auf Stabilität und Effizienz der mikrobiellen Umsetzungen untersuchen und gleichzeitig mögliche Konsequenzen für Mensch und Umwelt abschätzen. Hierzu soll ein breites Spektrum von Biogasanlagen untersucht werden.
Das Projekt "Leistung und Optimierung der chemischen Faellung mit Eisensalzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Bauingenieurwesen V, Lehrstuhl und Prüfamt für Wassergütewirtschaft und Gesundheitsingenieurwesen durchgeführt. Ermittlung eines geeigneten Betriebsmessverfahrens, das die Steuerungsparameter moeglichst schnell mit ausreichender Genauigkeit zur Verfuegung stellt.
Das Projekt "Untersuchungen zur Verbesserung des Fentox-Verfahrens bezueglich der Reduzierung des anfallenden Eisenschlamms bei der Behandlung von reaktiv-gefaerbten Textilabwaessern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Arbeitsgruppe Angewandte Elektrochemie und Chemische Umwelttechnik durchgeführt. In der ersten Phase des Projektes wurde untersucht, ob die Fentonreaktion beim Abbau der Textilfarbstoffe Drimaren Schwarz und Drimaren Violett auch mit Eisen(III)ionen gestartet werden kann. Dazu wurden in den Abbauversuchen verschiedene Eisensalze eingesetzt. Im Hinblick auf Parameter wie CSB und TOC konnte dabei gezeigt werden, dass ein Starten des Fentonabbaus sehr wohl moeglich ist und dass unter Inkaufnahme laengerer Reaktionszeiten (ca.75 Prozent) der Abbau bei Raumtemperatur mit Eisen(III)ionen als Katalysator besser war als mit Eisen(II)katalysatoren. Gegen den Einsatz von chloridischen Eisensalzen, wie z.B. FeCl3 spricht die beobachtete AOX-Neubildung. Der mehrmalige Wiedereinsatz des Katalysators in Form von Eisenhydroxidschlamm, welcher bei der Neutralisation am Schluss eines Abbaus entsteht und nach Filtration und Rueckloesung recycliert wird, hatte keinen Einfluss auf die Qualitaet der Abbauten. Dazu war in Vorversuchen der optimale Rueckloese-pH-Wert ermittelt worden. D.h. auch durch das Recyclieren des Eisenschlamms bleibt der Schlamm als Katalysator aktiv und die Verringerung des TOC, CSB und des AOX verlief vergleichbar gut zum Einsatz von Eisen(II)sulfat als Katalysator; in vielen Faellen sogar besser. Diese Beobachtung kann vermutlich darauf zurueckgefuehrt werden, dass sich im Eisenschlamm, welcher nach jeder Behandlungsstufe untersucht wurde, eine Teilfracht an CSB, TOC und der Hauptteil an Schwermetallen befindet, die durch die Neutralisation mitgefaellt wurden. Lediglich in einer Versuchsreihe konnte eine geringe Anreicherung mit jeder weiteren Behandlungsstufe festgestellt werden. Die Behandlung eines hoch belasteten realen Faerbereimischabwassers mit Fentons Reagenz lieferte gute Ergebnisse. Die Farbigkeit konnte bis nahe Null verringert werden, der CSB-Abbau belief sich auf bis zu 84 Prozent und der TOC-Abbau auf 77 Prozent.
Das Projekt "Trennung und Wiedergewinnung von Phosphor, Eisensalzen sowie Schwermetallen aus Nachfaellungsschlaemmen der Phosphateliminierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Fachbereich 07 Umwelt und Gesellschaft, Institut für Ökologie und Biologie, Fachgebiet Limnologie durchgeführt. Verfahren zur Trennung und Wiedergewinnung von Phosphor, Eisensalzen sowie Schwermetallen (Hg,Cu,Zn,Cd,Pb) aus Nachfaellungsschlaemmen. Es soll eine Versuchsanlage zur kontinuierlichen Prozessfuehrung entworfen, gebaut und betrieben werden. In Verfahrensschritt 1 erfolgt die Rueckloesung von P aus Fe-Haltigen Nachfaellungsschlaemmen durch Begasung mit H2S und die Abtrennung der P-Reichen Loesung vom Sulfidschlamm. In Verfahrensschritt 2 wird Fe und H2S Rueckgewonnen sowie die Schwermetallsulfide abgetrennt. Die P-Reiche Loesung wird in Verfahrensschritt 3 durch Faellung mit Kalk zu Duengemittel verarbeitet. Dieser Verfahrensschritt soll erst spaeter im halbtechnischen Versuch bearbeitet werden. In Versuchen soll ermittelt werden, ob sich die in der Vorlaufphase erzielten Umsaetze und Ausbeuten auch unter kontinuierlichen Betriebsbedingungen erreichen lassen und unter welchen Bedingungen ein Maximum der Raum-Zeit-Ausbeute erreicht werden kann....
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