Im Berliner Ortsteil Prenzlauer Berg befindet sich der etwa 24 ha große Ernst-Thälmann-Park. 1872 entstand hier das vierte Berliner Städtische Gaswerk. Neben Gas wurden Koks und die üblichen Nebenprodukte wie Teer, Schwefel und Ammoniak hergestellt. Das Produktionsprofil erweiterte sich durch die 1915 gebaute Benzolanlage, welche durchgängig hohe Mengenumsätze erwirtschaftete. Im Verlauf der Jahrzehnte folgten zahlreiche Um- und Anbauten am Gebäude- und Anlagenbestand. Im Ergebnis des Zweiten Weltkrieges war ein beträchtlicher Teil des Geländes beschädigt oder zerstört. Aufgrund des immer desolateren Zustandes der Anlagentechnik ließ sich die Produktion nicht mehr aufrechterhalten. Mit dem politischen Beschluss, hier ein Wohngebiet zu errichten, begann 1982 der schrittweise Abriss. Die technisch aufwändigen Baumaßnahmen vollzogen sich unter starkem zeitlichen Druck. Das aus Wohngebäuden, öffentlichen Grünflächen, Sport- und Freizeitanlagen angelegte Wohngebiet wurde 1986 eingeweiht. Es ist davon auszugehen, dass vor allem in der Betriebszeit des Gaswerkes große Mengen an Schadstoffen in den Untergrund gelangten. Im Fokus der Betrachtungen steht die ehemalige Benzolanlage im südlichen Teil des Geländes. Zu anderen gefahrenträchtigen verfahrenstechnischen Anlagen gehörten die Gasgeneratorenstation, die Teerbecken, die Ofenblöcke und die Gasometer. Die Zerstörungen im Zweiten Weltkrieg sowie der unsachgemäße Umgang mit Schadstoffen im Produktionsprozess und beim Abriss haben zu einer hohen Kontaminierung beigetragen. Nachdem beim Gesundheitsamt des Bezirkes zu Beginn der 1990er Jahre vermehrt Klagen der Anwohner über gesundheitliche Beeinträchtigungen eingingen, begann 1991 ein umfangreiches Untersuchungsprogramm, welches fortwährend bis in die Gegenwart durch die verschiedensten Erkundungstechniken erweitert wurde. Die Untersuchungen erbrachten sehr hohe Schadstoffkonzentrationen im Boden und Grundwasser an Mineralölkohlenwasserstoffen (MKW), Monoaromatische Kohlenwasserstoffen (BTEX), Phenolen, Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffen (PAK) und Cyaniden. Zudem war die Bodenluft durch leicht flüchtige Stoffgruppen wie BTEX und Naphthalin kontaminiert. Der Schwerpunkt der Belastungen lag in Tiefen bis etwa 4 m unter Gelände. Das gut lösliche Benzol breitete sich jedoch deutlich weitreichender über eine Fahnenlänge von mehr als 250 m und eine Tiefe von bis zu 40 m unter Gelände aus. Auf Forderung der Bodenschutz- Altlastenbehörde und mit Finanzmitteln des Landes Berlin wurden zwischen 1991 und 1994 drei Bodenluftabsauganlagen betrieben, eine weitere Anlage dieser Art bis 2009, zwischen 1994 und 1996 folgte der Bodenaustausch auf einer Grundfläche von 2.000 m² bis in die Tiefe von 4 m. Durch die Sanierungsmaßnahmen, die ein hohes Maß an Arbeits- und Emissionsschutz erforderten, wurden 7.100 t hoch belasteter Boden, 110 t Bauschutt/Öl, 4.000 l Teeröl aus Absetzbecken, diverse mit Schadstoffen gefüllte Rohrleitungen, Schächte und Fundamente sowie 68 t abgepumpte Flüssigkeiten entfernt. Aufgrund der umfangreichen Sanierungsmaßnahmen, insbesondere des Bodenaushubs und der Bodenluftabsaugung, kann eine Gefährdung für die sensiblen Nutzungen des Ernst-Thälmann-Parks als Wohngebiet ausgeschlossen werden. Messungen der Bodenluft in der obersten Bodenschicht dokumentieren diese Bewertung. Diese historischen Fotos dokumentieren die Untergrundverhältnisse in seiner Komplexität mit den noch vorhandenen gefahrenträchtigen Altanlagensystemen, hochkontaminierten Böden, Fundamenten und Rohrleitungen. Sie machen deutlich, wie technisch anspruchsvoll die Bodensanierungen der hochtoxischen und kanzerogenen Schadstoffe in einem eng bebauten urbanen Raum geplant und umgesetzt wurden. Nach Beendigung der Gefahrenabwehr im Jahr 1996 folgten verschiedene Phasen der Erfolgskontrolle. Dabei war festzustellen, dass die Schadstoffbelastungen nach Entfernung der Eintragsquelle um eine Potenz zurückgingen. Dennoch sind die Kontaminierungen in den tieferen Boden- und Grundwasserschichten, also tiefer als 10 m unter Gelände, so erheblich, dass eine hydraulische Sicherung des Grundwasserabstroms geplant werden musste. Nach Vorversuchen und Erstellung eines hydraulischen Modells wurde die technische Anlage unter Zuständigkeit des Referats V E der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt konzipiert und im Herbst 2004 im Parkgelände aufgestellt. An derzeit sieben Brunnenstandorten wird das Grundwasser aus den relevanten Teufen mit 15 bis 16 m³/h gefördert, in einer Wasserreinigungsanlage gereinigt und nachfolgend wieder in den Untergrund infiltriert. Die Reinigung erfolgt durch einen mikrobiologischen Schadstoffabbau in vier Festbettreaktoren und einen Ionenaustauscher für die Cyanidreinigung. Nach der Entkeimung durch ein Elektrolyseverfahren kann das gereinigte Wasser wieder in den Untergrund gegeben werden. Die Anlage wird monatlich durch ein Labor überwacht. Im halbjährlichen Rhythmus findet ein Grundwassermonitoring statt. Im Zeitraum von Herbst 2004 bis zum Ende des Jahres 2023 wurden rund 25 t Schadstoffe aus dem Grundwasser ausgetragen. Im Frühjahr 2021 ist die Abstromfahne südlich der Danziger Straße erstmals abgerissen. Ausgedehnte Fläche und Konzentration in der Fahne haben sich deutlich verringert. In den Jahren 2009 bis 2014 folgten zur abschließenden Bewertung der Schadenssituation und zur Erarbeitung der Gesamtstrategie weitere umfangreiche Untersuchungen. Aus den Ergebnissen ist zu bilanzieren, dass eine Quellensanierung des Bodens ab einer Tiefe von mehr als 10 m unter Gelände technisch schwierig, mit einem sehr hohen Entsorgungsaufwand verbunden und allein aus diesem Grund nicht finanzierbar ist. Das Gelände und der Grundwasserabstrom werden deshalb dauerhaft mit der vorstehend beschriebenen hydraulischen Maßnahme beiderseits der Danziger Straße gesichert. Durch Niederschlagsdefizite wird der jährliche Bedarf an Wasser für Bewässerungszwecke in öffentlichen Parkanlagen zunehmend größer. Im unter Denkmalschutz stehenden Thälmannpark kommt hinzu, dass dem dort befindlichen Kiezteich kontinuierlich Wasser zugeführt werden muss, um den Wasserstand zu halten. Über viele Jahre schon engagieren sich die Anwohner des Parks für die Pflege und Auffüllung des Teiches. Mehrmals im Jahr sammelt eine Bürgerinitiative private Spendengelder, um die Zuspeisung aus dem öffentlichen Trinkwassernetz realisieren zu können. Zur Verbesserung der hydrologischen Situation und zur nachhaltigen Unterstützung der Bürger wurde im Zusammenwirken mit dem Straßen- und Grünflächenamt Pankow, der Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt, dem Anlagenbetreiber und den beteiligten Planungsbüros die bauliche und verfahrenstechnische Planung für eine zusätzliche Reinigungsstufe sowie ein Wasserspeicher- und Bewässerungssystem entwickelt. War es bisher nicht möglich, dass gereinigte Wasser aufgrund des verbliebenen Ammoniums wirtschaftlich zu nutzen, werden nun ein Bodenfilter, bestehend aus vier mit Schilf bepflanzten Becken, und das nachgeschaltete Stauraum- und Bewässerungssystem für den rückstandsfreien Abbau sorgen. Etwa 10% des aus der Grundwasserreinigungsanlage anfallenden Reinwassers, etwa 30 m³ am Tag, stehen in Zukunft für die Park- und Kiezteichpflege zur Verfügung. Vom Spätherbst bis zum Frühjahr, wenn weder der Park noch der Kietzteich Wasser benötigen, schaltet sich die vollautomatische Grundwasserreinigungsanlage auf einen vollständigen Infiltrationsbetrieb um. Mit dieser Maßnahme kann der Verbrauch von Trinkwasser für Bewässerungs- und Auffüllzwecke erheblich minimiert, im Idealfall sogar gänzlich vermieden werden. Das Verfahrensprinzip der vollständigen Wiederverwertung dekontaminierten Grundwassers zur Stützung des Wasserhaushaltes eines Teiches / Sees sowie des Hauptgrundwasserleiters und zur Bewässerung von Parkflächen hat aktuell in Berlin ein Alleinstellungsmerkmal und soll ein positives Beispiel auch für andere vergleichbare Standorte sein. Die Maßnahmen dienen der Verbesserung des Stadtklimas und dem Wohlbefinden der Menschen am Standort und leisten einen wesentlichen Beitrag zum Klimaschutz. Die baulichen Maßnahmen zur Errichtung des Bodenfilters und des Stauraum- und Bewässerungssystems sind im Juni 2022 abgeschlossen worden. Die Schilfpflanzen haben sich bis zum Frühjahr 2023 etabliert. Die Inbetriebnahme der Anlagenstufe erfolgte im Mai 2023. Im Juni 2024 wurde der Betrieb der Grundwasserreinigungsanlage durch auf den Containerdachflächen montierte Photovoltaikmodule ergänzt. Die PV-Technologie unterstützt eine nachhaltige Stromerzeugung, mit der über das Jahr gesehen etwa 15 % des Stromverbrauches gedeckt werden kann. Für die Ersterkundung und die akuten Gefahrenabwehrmaßnahmen mittels Bodenaushub wurden bis zur Mitte der 1990er Jahre über 9 Mio. € aufgewendet. Die seit 2004 anfallenden Kosten für die Grundwassersicherung, für Erweiterungen und sanierungsvorbereitende Untersuchungen sowie aller im Zusammenhang mit der Sanierung anfallenden Leistungen belaufen sich derzeit auf ca. 8,3 Mio. €. Die Kosten für die Errichtung der zusätzlichen Anlagenstufe mit Stauraum- und Bewässerungssystem betragen rund 1 Mio. €. Dafür hat der Bezirk Pankow Fördermittel des Landes Berlin akquiriert.
Der unmittelbar an der Rummelsburger Bucht in Berlin-Lichtenberg gelegene Standort hat eine mehr als 100-jährige Industriegeschichte. Zunächst als Färberei genutzt, entstand 1880 am Standort einschließlich benachbarter Grundstücke die “AG für Anilinfabrikation”, später Aceta, die ab 1920 in die IG Farben aufging. Es wurden Acetatseiden und Acetatfasern (Zellwolle) hergestellt und veredelt (gefärbt, versponnen oder verwebt). Bei der Anilinproduktion auf der Basis von Nitrobenzolen und Nitrotoluolen wurden als Vor- und Zwischenprodukte Chlorbenzol, Chlornitrobenzol, Nitrophenol, Dichlorbenzol, Chloroform und Toluol eingesetzt. Nach 1945 gab es eine Umnutzung des IG Farben-Standortes. Es entstanden ein Gummiwerk (VEB Polymant), in dem auch in größerem Umfang Mineralölkohlenwasserstoffe im Rahmen der Vulkanisation eingesetzt wurden, eine Fotochemische Fabrik und ein Produktionswerk für Elektrorelais. Das Gummiwerk und die fotochemische Fabrik wurden im Zeitraum zwischen 1990 und 1993 aufgelöst und ein Großteil der Produktionsgebäude zurückgebaut. Die Grundstücke wurden seit 1994 durch die Wasserstadt GmbH Berlin entwickelt. Durch die ab 1991 durchgeführten umfangreichen Boden- und Grundwasseruntersuchungen sind erhebliche Boden- und Grundwasserbelastungen am Standort festgestellt worden. Entsprechend der Produktionsspezifik handelt es sich um einen Schadstoffcocktail aus v.a. organischen Schadstoffen. Hauptkontaminanten im Boden und im Grundwasser sind chlororganische Verbindungen, Arsen, aromatische Kohlenwasserstoffe (AKW) sowie lokal Mineralölkohlenwasserstoffe (MKW) mit aufschwimmender Ölphase. Die Quellbereiche im Boden konnten auf Grundlage einer in 2004 durchgeführten vertiefenden Archivrecherche weitestgehend lokalisiert werden. Das Grundwasser ist flächenhaft durch Chlorbenzole, Chloraniline und Chlornitrobenzole in hohen Konzentrationen (lokal bis zu 10.000 µg/l) sowie in Teilbereichen durch Chlormethylaniline, Methylaniline und Nitrotoluole sowie Arsen verunreinigt. Die Hauptkontaminanten konnten bis in eine Tiefe von > 50 m unter GOK auf der Aquifersohle nachgewiesen werden. Im Rahmen von Erschließungsmaßnahmen zur Standortent-wicklung wurden Sanierungsmaßnahmen mit vorheriger Tiefenenttrümmerung durchgeführt. In diesem Zusammenhang wurde mit AKW, MKW und Chlororganika belasteter Boden entsorgt. Im Herbst/Winter 2003/2004 erfolgte die Sanierung eines lokalen MKW-Schadens mit aufschwimmender Ölphase. Dabei wurden 2.100 m³ mit MKW und Chlororganika belasteter Boden ausgetauscht, über 13 t Ölphase (Öl-Wasser-Gemisch) abgesaugt und rund 3.200 m³ Wasser im Rahmen der begleitenden Bauwasserhaltung gereinigt. Im Frühjahr/Sommer 2005 wurde im Vorlauf von Investionsmaßnahmen (Ansiedlung eines Hi-Tech-Unternehmens) an zwei durch vertiefende Erkundungen lokalisierten Eintragsquellen Bodensanierungsmaßnahmen durch Rüttelsenkkasten- (Waben-)verfahren (2.600 m³) und Großlochbohrungen (600 m³) durchgeführt. Im Zusammenhang mit der Sanierungsmaßnahme wurden insgesamt ca. 5.400 t mit Chlorbenzolen, Chloranilinen und Chlornitrobenzolen belasteter Boden ausgetauscht sowie begleitend insgesamt ca. 7.000 m³ Grundwasser gereinigt. Weitere lokale Bodensanierungen sowie Tiefenenttrümmerungen im Zusammenhang mit der Grundstücksentwicklung erfolgten 2008 bis 2010. Im Rahmen der Bodensanierung und Tiefenenttrümmerung wurden ca. 9,2 t der chlor- und nitroorganischen Schadstoffe und ca. 91 t MKW (incl. Phase) aus dem Boden entfernt. Den Bodensanierungen nachfolgend wurde eine kombinierte Sicherungs- und Sanierungsmaßnahme des Grundwassers installiert. Durch die gewählte Anordnung der Brunnen, Leitungen und Stellflächen wurden Einschränkungen der Grundstücksnutzung und –entwicklung erfolgreich vermieden. Über vertikale Entnahmebrunnen wird verunreinigtes Grundwasser einer zentralen Reinigungsanlage am Standort zugeführt. Ein Teilstrom durchläuft einen hydraulischen Kreislauf. Die Grundwasserreinigungsanlage befindet sich seit Februar 2010 im Regelbetrieb. Es werden durchschnittlich 20 m³/h Grundwasser gefördert und mit Hilfe von Festbettreaktoren und einer vorgeschalteten Arsenstufe abgereinigt. Die Entnahmemengen der zu Beginn 8 Förderbrunnen (später 6) wurden laufend angepasst. Nach Bestandsaufnahme und der Erarbeitung eines Ge-samtsanierungskonzeptes durch alle am Projekt beteiligten Ingenieurbüros wurde auf Basis der bisherigen Ergebnisse der Sanierung, des begleitenden Monitorings und der aktualisierten Modellierung die Einbeziehung des tieferen Grundwasserleiters bis >50 m sowie die Einbeziehung von bisher nicht erfassten Hot-Spot-Bereichen vorgenommen. Dazu wurden u.a. neue Förderbrunnen bis >50 m sowie weitere vier Infiltrationsbrunnen installiert. Seit August 2016 erfolgt bei gleicher Sanierungstechnologie die Förderung über neun Förderbrunnen mit einer Gesamtförderrate von rund 30 m³/h. Bis Ende April 2015 konnten damit 1.895 kg chlororganische Schadstoffe und 287 kg Arsen aus dem Grundwasser entfernt werden. Bis Ende Januar 2019 konnten damit 3.782 kg chlororganische Schadstoffe und 580 kg Arsen aus dem Grundwasser entfernt werden. Derzeit wird eine Anlagenlaufzeit bis 2020 vorgesehen, wobei von einer zwischenzeitlichen Anpassung der Entnahmemengen auszugehen ist. Für die Zeit nach der hydraulischen Sanierung wird derzeit die Möglichkeit des Einsatzes von ENA-Maßnahmen geprüft. Für die Erkundungs-, Planungs- und Sanierungsmaßnahmen einschließlich Grundwassermonitoring entstanden bisher Kosten in Höhe von rund 7,5 Mio. €. Am Standort erfolgte eine Gewerbeansiedlung. Auf dem Grundstück haben sich ein Werftbetrieb, ein Hi-Tech-Unternehmen, zwei mittelständische Betriebe des verarbeiten-den Gewerbes sowie Ateliers niedergelassen. Straßen und Wege wurden dem Bezirk Lichtenberg übergeben.
Das Projekt "Teilvorhaben 2: Entwicklung intelligenter Digitalisierunstechnologien" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Professur Sensorik durchgeführt. In Deutschland ist die Landwirtschaft für über 59 % der Methan- und 95 % der Ammoniakemissionenverantwortlich. Die wichtigsten Quellen von Methan sind Emissionen während des tierischen Verdauungsprozesses von Wiederkäuern und Emissionen durch die Lagerung von Festmist und Gülle. Das Vorhaben zielt daher auf die Entwicklung von hochgradig standardisierten und automatisierten Güllekleinanlagen für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 150 Großvieheinheiten (GV) ab, um die Treibhausgasemissionen zu senken und gleichzeitig auch die Gerüchsbelästigung zu mindern. Diese Güllekleinanlagen beruhen auf dem Konzept der Hohenheimer zweistufigen Güllevergärung, bestehend aus einem Rührkessel- und einem Festbettreaktor mit einer Rückführung nicht abgebauter Faserstoffe zwischen den beiden Prozessstufen. Diese standardisierten Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Diese Anlagen können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen. Die Integration eines Festbettreaktors in das Gesamtkonzept ermöglicht durch dessen hohe Prozessstabilität und Lastflexibilität eine Biogasproduktion, die jederzeit exakt dem Bedarf angepasst werden kann. Zudem soll das BHKW der Anlagen auf eine durchschnittliche Laufzeit von ca. 14 Stunden je Tag ausgelegt werden, so dass Strom und Wärme zu den Bedarfszeiten produziert werden kann. Das Teilvorhaben der TU Dortmund wird mit Hilfe neuartiger, kapazitiver in-situ Sensorik die Möglichkeit schaffen, dass die Anlage autark gesteuert werden kann. Hierzu wir eine kontinuierliche Prozessüberwachung und -kontrolle implementiert wird und alle relevanten Parameter werden digitalisiert und automatisch verarbeitet. Die TU Dortmund wird die entsprechenden intelligenten Algorihmen im Rahmen der Arbeiten entwickeln.
Das Projekt "De-Methanisierung von Flüssigmist - Intelligente Energieversorgung im ländlichen Raum durch flexible Energiebereitstellung mit Güllekleinanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Zielsetzung des Projektes ist die Entwicklung hochgradig standardisierter Güllekleinanlagen für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 150 Großvieheinheiten (GV). Diese Güllekleinanlagen beruhen auf dem Konzept der Hohenheimer zweistufigen Güllevergärung, bestehend aus einem Rührkessel- und einem Festbettreaktor mit einer Rückführung nicht abgebauter Faserstoffe zwischen den beiden Prozessstufen. Diese standardisierten Anlagen bieten ein sehr großes Übertragungspotenzial auf eine Vielzahl von landwirtschaftlichen Betrieben, nicht nur in Deutschland. Diese Anlagen können dezentral Strom und Wärme mit hohen Nutzungsgraden bereitstellen. Die Integration eines Festbettreaktors in das Gesamtkonzept ermöglicht durch dessen hohe Prozessstabilität und Lastflexibilität eine Biogasproduktion, die jederzeit exakt dem Bedarf angepasst werden kann. Zudem soll das BHKW der Anlagen auf eine durchschnittliche Laufzeit von ca. 14 Stunden je Tag ausgelegt werden, so dass Strom und Wärme zu den Bedarfszeiten produziert werden kann. Gleichzeitig werden die Treibhausgasemissionen aus der landwirtschaftlichen Tierhaltung erheblich gesenkt und sowohl Geruchs- als auch Ammoniakemissionen durch die Ausbringung der Gärreste im Vergleich zur Ausbringung von Flüssigmist erheblich reduziert. Neben der ausschließlichen Verwertung von Flüssigmist soll in einer ergänzenden Variante die zusätzliche Nutzung von Festmist aus Kalbungs- und Kälberbereich sowie die Verwertung von Futterresten und Siloabraum unter wirtschaftlichen und technischen Aspekten ergänzend untersucht werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Verfahrensoptimierung und Gesamtevaluierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. In DEMETHA soll eine Pilotanlage zur zweistufigen, hocheffizienten Vergärung von Wirtschatsdüngern für die energetische Nutzung und THG-Minderung in der Landwirtschaft aufgebaut und optimiert werden. Zusätzlich soll eine vorbildhafte MSR-Technik und ein Datenmanagement nach FAIR-Regeln entwickelt werden. Die zu entwickelnde Güllekleinanlage stellt mit ihrer hochgradig standardisierten und automatisierten Technik ein innovatives und kostengünstiges Verfahren zur Vergärung von Wirtschaftsdüngern tierischer Herkunft dar. Es eignet sich insbesondere für landwirtschaftliche Betriebe mit einem Tierbestand ab ca. 150 Großvieheinheiten (GV). Das Konzept hinter dieser Güllekleinanlage ist die Hohenheimer zweistufige Güllevergärung, die einen Rührkessel- und einen nachgeschalteten Festbettreaktor nutzt, wobei nicht abgebaute Faserstoffe in der ersten Prozessstufe zurückgehalten werden. Die Standardisierung der Anlage gewährleistet eine hohe Übertragbarkeit auf eine Vielzahl verschiedener landwirtschaftlicher Betriebe, auch über die Grenzen Deutschlands hinaus. Der nachgeschaltete Festbettreaktor zeichnet sich durch eine hohe Prozessstabilität und Lastflexibilität aus, wodurch die kontinuierliche Biogasproduktion dem momentanen Bedarf an Strom und Wärme angepasst werden kann. Durch den Einsatz einer innovativen Sensorik in Zusammenarbeit mit einer intelligenten MSR-Technik sollen der Energiebedarf der Anlage, der Methanertrag und die THG-Minderung optimiert werden. Bei dem hier vorgestellten Forschungsvorhaben handelt es sich um ein Verbundvorhaben, bei dem eine intensive Zusammenarbeit der beteiligten Partner erfolgt.
Das Projekt "Teilvorhaben: Katalytische und kinetische Untersuchungen im Festbettreaktor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme durchgeführt. Die Umwandlung von grünem Wasserstoff und nachhaltig gewonnenem Kohlenstoffdioxid in flüssige Energieträger (Power-to-Liquids; PtL) im Fischer-Tropsch (FT) Prozess ist der vielversprechendste Weg zur Dekarbonisierung der Luftfahrt. Ein entscheidendes Erfolgskriterium für eine langfristige Tragfähigkeit von PtL-Technologien werden konkurrenzfähige FT-Katalysatoren mit hoher Effizienz und hohen SAF (sustainable aviation fuels) Ausbeuten sein, deren Entwicklung das Ziel des ambitioniert angelegten Vorhabens 'Catalyst Research for Sustainable Kerosene' (CARE-o-SENE) ist. Dazu sollen vielversprechende Katalysatoren in einem wissensbasierten Ansatz (weiter-)entwickelt werden, getrieben von experimentellen Ergebnissen mittels in-situ und operando-Spektroskopie- und Mikroskopie-Methoden und theoretischen Rechnungen. Da PtL-Anlagen in einem breiten Skalierungsfenster realisiert werden können, erfolgt der Test der Katalysatoren in verschiedensten Reaktortypen. Das Fraunhofer IKTS befasst sich dabei mit der Testung der Katalysatoren in Festbettreaktoren. Ziel der Untersuchungen ist dabei nicht nur die Bestimmung der Performance der im Vorhaben entwickelten Katalysatoren bei verschiedenen Betriebsbedingungen, sondern auch die Ableitung belastbarer kinetischer Modelle. Hierfür werden im Vorhaben Messungen der axialen Konzentrationsprofile innerhalb des Fischer-Tropsch-Reaktors durchgeführt. Die im Projekt gewonnenen Ergebnisse zur Performance der neuentwickelten Katalysatoren sollen zudem in eine prozessmodellbasierte techno-ökomische Bewertung der gesamten Prozesskette zur Erzeugung von Kerosin über PtL-Prozesse einfließen. Der Aufbau langfristiger strategischer Kooperationspartnerschaften zwischen den verschiedenen deutschen und südafrikanischen Partnern hat das Potenzial, eine wichtige Rolle bei der Entwicklung künftiger Projekte im Bereich des grünen Wasserstoffs zu spielen und erhebliche Beiträge zur Etablierung einer Wasserstoffwirtschaft zu leisten.
Das Projekt "Zur Bestimmung kinetischer Daten und zur Verbesserung der Reaktionsführung bei heterogen-katalysierten Gas-Flüssig-Reaktionen - Untersuchungen anhand ausgewählter Reaktionen aus der Raffinerietechnik und Petrochemie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Lehrstuhl für Chemische Verfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen des geplanten Forschungsvorhabens soll eine verbesserte Methode zur Bestimmung kinetischer Daten von Mehrphasenreaktionen entwickelt und getestet werden. Dabei soll ein Zweiphasenreaktor (Flüssigkeit und Katalysator) mit einer Vorsättigung der flüssigen Phase (z.B. bei Hydrierungen mit Wasserstoff) eingesetzt werden. Da nur eine fluide Phase vorliegt, wird der Einfluss der Fluiddynamik überschaubar. Da außerdem kein Stofftransport mehr aus der Gasphase in die Flüssigkeit erfolgt, bestimmen neben der chemischen Reaktion 'nur' noch Diffusionsvorgänge in der flüssigen (Kern)Phase bzw. in den Katalysatorproben die (effektive) Reaktionskinetik. Dieses wesentlich einfachere Reaktionssystem kann sehr genau untersucht werden, und zwar unter Bedingungen (Partikelgröße, Fluidgeschwindigkeit), die auch in technischen Reaktoren herrschen. Durch den anschließenden Vergleich mit Untersuchungen in einem Dreiphasenreaktor kann dann der Einfluss der Fluiddynamik und des Stofftransportes Gas/Flüssigkeit besser als mit den oben beschriebenen üblichen Methoden beurteilt werden. Diese Methode bietet sich allerdings nicht nur für kinetische Untersuchungen an, sondern auch für eine verbesserte Reaktionsführung bei Mehrphasenreaktionen. (...) Folgende Reaktionen, die in der chemischen Praxis bisher in Dreiphasen-Festbettreaktoren durchgeführt wurden, sollen näher untersucht werden: Hydrierung ungesättigter Kohlenwasserstoffe, Entschwefelung von Erdölfraktionen, die Hydrierung von Nitroaromaten, die Umsetzung von Kohlenmonoxid mit Wasserstoff in höhere Kohlenwasserstoffe wie z.B. Dieselöl durch Fischer-Tropsch-Synthese. Diese Modellsysteme wurden ausgewählt, da sie sich hinsichtlich der Kinetik und der notwendigen Reaktionsführung sehr deutlich unterscheiden. Auf diese Weise soll das Prinzip des Zweiphasenreaktors mit Vorsättigung der flüssigen Phase als Methode für kinetische Untersuchungen und als eine Alternative im Hinblick auf die Reaktionsführung von Mehrphasenreaktoren auf einer möglichst breiten Basis untersucht werden.
Das Projekt "Denitrifikation von Grundwasser im Festbettreaktor" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Hochschule für Technik, Verfahrens- und Umwelttechnik, Studienschwerpunkt Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Trinkwasser wird zu etwa 70 Prozent aus Grundwasser gewonnen, wobei hohe Nitratkonzentrationen die haeufigste Ursache fuer die Stillegung von Brunnen darstellen. Durch Senkung der deutschen Grenzwerte von 90 auf 50 mg/l NO3 sind vor allem kleine Wasserwerke und Hausbrunnen in landwirtschaftlich genutzten Gebieten betroffen. Unter diesem Aspekt soll die biologische Denitrifikation auf ihre Eignung fuer Kleinanlagen untersucht werden. Eine Laborreaktoranlage zur Denitrifikation von Grundwasser wird konstruiert und mit Festbettmaterialien aus den nachwachsenden Rohstoffen Stroh und Rindenmulch sowie dem technisch modifizierten Rohstoff Staerkekunststoffgranulat eingefahren. Bei Verweilzeiten zwischen 4 h und 50 h sowie einem Nitratzulauf von 120 mg NO3 /I werden in Abhaengigkeit von Traegermaterial und Schuettdichte in ersten Versuchen Wirkungsgrade zwischen 10 Prozent und 70 Prozent erreicht und damit auch der Ablaufwert von 50 mg/l unterschritten.
Das Projekt "Weiterentwicklung und Optimierung eines Belebungs-Festbett-Reaktor-Elevators zur kommunalen Abwasserbehandlung und Pilotversuche auf der Klaeranlage Ostrau" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von OCT Umwelt, Gesellschaft für kommunale Beratung und angewandte Umwelttechnik durchgeführt.
Das Projekt "Mikrobiologische Denitrifikation im Festbettreaktor mit PHB/HV-Granulat als Kohlenstoffquelle und Aufwuchsmatrix" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Fakultät II Biologie, Institut für Mikrobiologie durchgeführt. ZIELE: - Isolierung und Charakterisierung einer bakteriellen Starterkultur; - Untersuchung der Eignung verschiedener Polymergemische; - Adaptation des Systems an Trinkwasserbedingungen; - toxikologische Pruefung des Systems; - Modifikationen des Verfahrens fuer andere Anwendungsgebiete. ERGEBNISSE: - erfolgreiche Erprobung im Labormassstab; - eine bakterielle Starterkultur wurde aus Brunnenwasser isoliert und konnte der Gattung Acidovorax zugeordnet werden; - toxikologische Unbedenklichkeit des Systems konnte anhand prokaryontischer und eukaryontischer Tests (Versuche an Ratten) nachgewiesen werden; AUFGABEN: - Bau und Betrieb einer Pilotanlage (scale up); - stabile Immobilisierung der Starterkultur am PHB/HV-Granulat; - Steigerung der Reaktorleistung durch Einsatz von Stammgemischen.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 189 |
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| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 189 |
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