Das Projekt "Schwerpunktprogramm (SPP) 527: Bereich Infrastruktur - Integrated Ocean Drilling Program/Ocean Drilling Program (IODP/ODP), Teilprojekt: ThermoSill - Die Effekte von lokaler Erwärmung auf die mikrobielle Aktivität in tiefen Sedimenten durch die Ausbreitung von Sills" wird/wurde gefördert durch: Deutsche Forschungsgemeinschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches GeoForschungsZentrum.Die kürzlich beendete IODP Exp. 385 (Guaymas Basin Tectonics and Biosphere, Sept.-Nov. 2019) bohrte acht Stellen im Guaymas Basin, einem jungen Rift Becken im Golf von Kalifornien, das sich durch aktiven Vulkanismus und hohe Ablagerungsraten von organisch reichen Sedimente auszeichnet, bedingt durch die hohe Primärproduktivität im darüber liegenden Wasser, sowie dem starken Eintrag von terrigenen Sedimenten. Die Expedition erbohrte Kerne mit organisch reichen Sedimenten die von vulkanischen Sills unterbrochen werden. Die Mikrobiologie war eines der zentralen Forschungsthemen dieser Expedition. Ein großer Probensatz zur Quantifizierung von Sulfatreduktionsraten, dem quantitativ wichtigsten Elektronenakzeptorprozess in marinen Sedimenten, wurde gesammelt und befindet sich nun am GFZ. Das vorgeschlagene ThermoSill-Projekt wird sich zunächst auf die allgemeinen Eigenschaften der mikrobiellen Sulfatreduktion in diesen Kernen sowie auf die Auswirkungen von Druck und Temperatur konzentrieren. Die Bohrkerne wiesen sehr unterschiedliche geothermische Gradienten von 200 bis über 800 Grad C / km auf, und die an Bord gemessenen geochemischen Daten weisen bereits auf eine große Vielfalt biogeochemischer Prozesse hin. In Tiefseesedimenten, insbesondere solchen, die solche in großer Sedimenttiefe und daher hoher in-situ Temperatur, sind organische Substrate wie kurzkettige organische Säuren im Allgemeinen ein begrenzender Faktor. Da die Sedimente im Guaymas-Becken hydrothermal beeinflusst werden, liefert die thermogene Aufspaltung von makromolekularen organischen Substanzen im Sediment reichlich mikrobielle Substrate. ThermoSill wird untersuchen, ob dieses große Angebot an Substraten zu einem bevorzugten Abbau bestimmter Substrate führt und damit wird damit einen Beitrag zum Verständnis der Prozesse an der oberen Temperaturgrenze des Lebens liefern. Besonderes Augenmerk wird auf die anaerobe Oxidation von Methan gelegt. Im letzten Teil des Projekts wird das Eindringen von Sills in Sedimente und der damit einhergehende Temperaturanstieg im umgebenden Sediment durch Heizexperimente simuliert. Diese Experimente werden von Pyrolyseexperimenten und kinetischen Modellen begleitet, um zu testen, ob eine solche kurzzeitige Erwärmung die mikrobielle Gemeinschaft über geologische Zeitskalen hinweg beeinflussen kann. Das vorgeschlagene Projekt ist direkt relevant für die Ziele der Expedition. Es ist auch eine Ergänzung zu einem laufenden Projekt, das die Auswirkungen von Druck und Temperatur auf die mikrobielle Sulfatreduktion in nicht hydrothermal beeinflussten Sedimenten aus dem Nankai-Trog (IODP. Exp. 370) untersucht.
Das Projekt "Abbau von problematischen Abwasserinhaltsstoffen mit speziellen Bakterienkulturen" wird/wurde gefördert durch: Oswald-Schulze-Stiftung. Es wird/wurde ausgeführt durch: Universität-Gesamthochschule Paderborn, Fachbereich 13, Organische Chemie.Durch spezielle Techniken gelang es, 'Spezialbakterien' zu gewinnen, die eine Reihe von biologisch problematischen organischen Abwasserinhaltsstoffen (Naphtalinsulfonsaeure, Ligninsulfonsaeuren, Phenole, Alkylthiophosphorestersaeuren etc.) mit hohem Abbaugrad katabolisieren. Aus der Reihe der problematischen Abwaesser werden beispielhaft die mit ueberwiegender Naphtalinsulfonsaeure-Verunreinigung behandelt, wie sie in Faerberei-, Gerberei- und Textilindustrien in sehr hohen Mengen anfallen. Fuer dieses ausgesuchte Abwaessersystem werden das Bakterienwachstum unter Abwasserbedingungen und die hierbei moeglichen Substrat-Abbauraten bestimmt. Dazu werden die Fermentationsbedingungen und die Reaktionsmechanismen des Substratabbaus durch submerse und auf geeigneten Traegern fixierte 'Spezialbakterien' erarbeitet und die dazu angepassten Reaktoren und Reaktionssysteme konzipiert.
Das Projekt "Selektion von Mikroorganismen fuer die Umweltbioverfahrenstechnik" wird/wurde ausgeführt durch: Berliner Hochschule für Technik, Verfahrens- und Umwelttechnik, Studienschwerpunkt Bioverfahrenstechnik.Aus natuerlichen Substraten und Umweltkontaminationen werden Mikroorganismenstaemme selektiert, differenziert, in einer Mikroorganismenstammsammlung angelegt und Leistungspruefungen bishin zum Einsatz in der Technikumsanlage durchgefuehrt. Diese technischen Leistungsstaemme werden vor allem fuer den gezielten Abbau einzelner Umweltchemikalien, Biodegradation, sowie schwer abbaubarer Substrate, Biodeterioration, eingesetzt. Die Stammsammlung verfuegt z.Zt. ueber mehr als 400 Kulturen von Bakterien, Hefen, Schimmelpilzen und Algen.
Das Projekt "Entwicklung eines kontinuierlichen Kurzzeitmessverfahrens fuer die Konzentration biochemisch abbaubarer Wasserinhaltsstoffe" wird/wurde ausgeführt durch: Technische Universität Berlin, Fachbereich 10 Verfahrenstechnik, Institut für Chemieingenieurtechnik.Durch Wahl geeigneter Werte fuer Bakterienkonzentration, Reaktionstemperatur, Sauerstoffeintrag und Reaktorbauform soll der biochemische Substratabbau in einer kontinuierlich durchstroemten Messzelle so beschleunigt werden, dass er in einer Stunde nahezu vollstaendig erfolgt. Aus der gasanalytisch gemessenen Sauerstoffkonzentrationsdifferenz des Gases wird in erster Naeherung auf die abgebaute Substratmenge und damit auf die Eintrittssubstratkonzentration geschlossen. Das entwickelte Verfahren eignet sich darueberhinaus auch fuer reaktionskinetische Untersuchungen zur biologischen Abwasserreinigung.
Das Quartier der heutigen „Regenbogenfabrik“ im Bereich der Lausitzer Straße 22 in 10999 Berlin Kreuzberg entstand um ca. 1875. Dabei wurden innerstädtische Wohnbebauungen gemischt mit gewerblicher Nutzung errichtet. Die 5-geschossigen Wohngebäude mit Unterkellerung sind in den sandigen Schichten unterhalb eines Torfhorizontes gegründet. Des Weiteren entstanden Nebengebäude unterschiedlichster Art, die teils unterkellert und ebenfalls in den Sandschichten gegründet sind. Die historische Recherche ergab, dass bis ca. 1920 im Hofbereich des ca. 1.500 m² großen Grundstücks im Herzen von Berlin Kreuzberg ein Sägewerk betrieben wurde. Die Umgebung von Wohnbebauung blieb bestehen. In der Zeit von 1928 bis 1978 wurde der Hof mit den angrenzenden Gebäuden als Chemische Fabrik mit angeschlossenem Chemikalienhandel genutzt. Im 2. Weltkrieg wurde der Hof und die angrenzenden Gebäude stark beschädigt. Dabei wurden gelagerte Fässer und Tanks undicht und die darin gelagerten Stoffe gelangten in den Untergrund. In den Nachkriegsjahren wurde das Gelände rekonstruiert und diverse Sanierungs-, Renovierungs- und Umbauarbeiten durchgeführt. Seit etwa der 80er Jahre dient es als Kulturzentrum „Regenbogenfabrik“ mit Kita, Begegnungsstätte, Hostel, Café und weiteren Einrichtungen. Untersuchungen des Bodens weisen im Bereich der Lausitzer Straße 22 unter einer ca. 2 m mächtigen anthropogenen Auffüllungsschicht eine ca. 1–1,3 m mächtige Schicht aus holozänen Faulschlämmen bzw. Torfen unterschiedlichen Zersetzungsgrades auf. Darunter schließen sich im Liegende bis ca. 15 m unter Geländeoberkante (GOK) Fein- und Mittelsande an. In ca. 100 m nordwestlicher Richtung im Bereich des Jugendzentrums CHIP (Reichenberger Straße 44/45 ) sind in einer Tiefe von 13 m stark schluffige Sande bzw. Schluffe unterschiedlicher Mächtigkeiten eingeschaltet, die den Aquifer in einen oberen und einen unteren Bereich trennen. Bis in die Tiefe von ca. 30 m ist anschließend mit Mittelsanden zu rechnen, welche wiederum von Sand-/Tonlagerungen im Bereich von 30–35 m unter Gelände unterlagert werden. Der Grundwasserflurabstand beträgt in Abhängigkeit von der Geländemorphologie ca. 2,5–3,0 m [ca. 32,10 m Normalhöhennull (NHN)]. Die Grundwasserfließrichtung ist nach Nordwest gerichtet und die Fließgeschwindigkeit sehr gering. Der Bereich der Regenbogenfabrik liegt außerhalb von Trinkwasserschutzzonen. In den 80er Jahren wurde ein LCKW-Schaden (LCKW = Leichtflüchtige chlorierte Kohlenwasserstoffe) im Untergrund ermittelt. Zur Gefahrenabwehr wurde unverzüglich ein Bodenaustausch der wasserungesättigten Bodenzone mit einer Tiefe von ca. 1–2 m bis zum Erreichen des Torfhorizontes vorgenommen. Im Anschluss wurde das Gelände mit sauberem Sand aufgefüllt und Wege und Grünanlagen angelegt. Dadurch wurde zunächst der Gefährdungspfad Boden – Mensch unterbrochen. In späteren detaillierten Erkundungen von 1988 bis 1989 im Auftrag des Senats von Berlin stellte sich heraus, dass die unterhalb des ausgetauschten Bodens liegende Torfschicht mit LCKW-Bodenbelastungen zwischen 200–500 mg/kg kontaminiert ist. Die Torfschicht wirkt dabei als langjährige Quelle, die die einmal aufgenommenen LCKW sehr langsam über Rückdiffusion aus dem immobilen Porenraum an das Grundwasser abgibt. Unterhalb der Torfschicht lagern relativ geringbelastete Sande. Es wurden Grundwasserbelastungen mit bis zu 260 mg/l LCKW im Bereich des Grundstücks ermittelt. Aufgrund der vorgefundenen Belastungen wurde im Zeitraum von Dezember 1990 bis Juni 1992 ein Pilotprojekt zur in-situ-Grundwassersanierung im Hydro-Airlift-Verfahren (System „Züblin“) durchgeführt und anschließend abgebrochen, da die Maßnahme zur Sanierung des Standortes aus verschiedenen Gründen nicht zielführend war. Im Zeitraum 2003 bis 2004 konnte die Grundwasserbelastung weiterhin bestätigt und der Schaden eingegrenzt werden. Zu diesem Zeitpunkt wurde der Schwerpunkt der Grundwasserbelastung unterhalb des Kellers der heutigen Regenbogenfabrik mit Konzentrationen von bis zu ca. 180.000 µg/l LCKW angetroffen. Nachrangig wurde eine Verunreinigung mit BTEX (leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe) ermittelt. Ausgehend von der LCKW-Quelle war aufgrund der guten Lösungseigenschaften der LCKW eine Kernfahne in Richtung Nordwest im Tiefenbereich von ca. 10–30 m unter GOK mit Konzentrationen von ca. 10.000 µg/l ausgebildet. Im weiteren Grundwasserabstrom nahmen die LCKW Konzentrationen auf < 3.000 µg/l ab. Insgesamt erstreckte sich der Schaden zu diesem Zeitpunkt horizontal über eine Luftlinienstrecke von bis zu 500 m. Das Umwelt- und Naturschutzamt des Bezirkes Friedrichshain-Kreuzberg als zuständige Ordnungsbehörde forderte weitere Maßnahmen zur Gefahrenabwehr. Nach in-situ-Erkundungen im Jahr 2006 wurden 2007 weitere Grundwassermessstellen im Bereich der LCKW Fahne errichtet und auf die bekannten Schadstoffe zuzüglich der Milieuparameter hinsichtlich mikrobiologischer Abbauprozesse untersucht. Hierbei wurde festgestellt, dass ein Abbau der LCKW über die einzelnen Chlorierungsstufen bis zum unschädlichen Ethen stattfindet. Das vorhandene Mikroorganismen-Konsortium am Standort ließ die Durchführung eines mikrobiologischen Sanierungsverfahrens in Form einer reduktiven Dechlorierung durch Zugabe von Nährsubstraten (Zuckerrübenmelasse) als Vorzugsvariante bestehen. Diese Methode ist nicht nur sehr preiswert, sondern für diesen Standort auch äußerst effektiv. Zur Prüfung der großflächigen Umsetzbarkeit wurde ein Versuchsfeld für Substratinfiltrationen im Bereich des Jugendzentrums CHIP im Abstrom der Regenbogenfabrik geplant und von Oktober 2007 bis August 2008 ein 1. Feldversuch am Standort erfolgreich durchgeführt. Aufgrund der positiven Ergebnisse wurde die Maßnahme im full-scale Maßstab geplant. Es wurden 2011/2012 und 2013/2014 zusätzliche Infiltrationsgalerien errichtet, um Zuckerrübenmelasse verdünnt mit Standortwasser mittels eines Verteilersystems mit geringem Druck zu infiltrieren. Die Infiltrationsgalerien bestehen jeweils aus einer Reihe von Ober- und Unterpegeln. Der Reihenabstand der Infiltrationspunkte liegt abhängig von der baulichen Situation vor Ort zwischen ca. 3 bis 4 m. Im April 2023 wurden die bestehenden Infiltrationsgalerien um insgesamt 30 flache Infiltrationspegel erweitert. Trotz der bisherigen Sanierungserfolge wird aus der im Innenhof der Regenbogenfabrik oberflächennah vorhandenen, hoch belasteten und als Schadstoffdepot wirkenden Torfschicht weiterhin LCKW in das Grundwasser eingetragen. Aus diesem Grund wurde im Frühjahr 2023 ein Feldversuch zur Grundwasserzirkulation am Brunnen BR 13 durchgeführt mit dem Ziel, den Austrag der LCKW aus dem Torfkörper potentiell zu beschleunigen und den LCKW-Abbau somit perspektivisch zu verkürzen. Dabei wurde aus dem tiefer verfilterten Brunnen BR 13 b Grundwasser entnommen, mit Melasse versetzt und in den oberflächennah verfilterten Brunnen BR 13 a bzw. den Infiltrationspegel IP 31 reinfiltriert. Es zeigte sich im Laufe des Versuches zunächst eine signifikant höhere Mobilisation von LCKW aus der Torfschicht in das Grundwasser. Im weiteren Verlauf war eine deutliche Abnahme der LCKW-Konzentrationen und eine verstärkte Metabolisierung der höher chlorierten LCKW in Richtung der niedrig chlorierten LCKW bzw. dem harmlosen Zielabbaupodukt Ethen festzustellen. Der Feldversuch hat somit deutlich gezeigt, dass die Grundwasserzirkulation den cometaoblischen reduktiven LCKW-Abbau am Standort beschleunigen kann. Das Wirkprinzip basiert darauf, dass anaerobe Bakterien organische Substrate für ihr Wachstum benötigen. Die Energie für den Stoffwechsel unter sauerstoffarmen Bedingungen erhalten die Bakterien durch Übertragung von Reduktionsäquivalenten (H+ und e-) von Elektronenspendern auf Elektronenempfänger. Unter verschiedenen Redoxbedingungen werden durch die Bakterien die Stoffe Nitrat, Mangan, Eisen, Sulfat und Kohlendioxid als Elektronenempfänger benutzt. Dieser Prozess ist als anaerobe Atmung bekannt und wird durch die entsprechenden Bakterien auch bei der reduktiven Dechlorierung von LCKW bis hin zum unschädlichen Ethen angewandt. Hierbei sind die LCKW die Elektronenempfänger. Das Wirkprinzip des anaeroben reduktiven LCKW-Abbaus kann in den direkten und indirekten (cometabolitischen) LCKW-Abbau unterschieden werden. Es ist davon auszugehen, dass an kontaminierten Standorten jeweils beide Prozesse parallel ablaufen. Direkt anaerober Abbau von LCKW: Beim direkten anaeroben Abbau nutzen die Bakterien die LCKW als Elektronenempfänger und Wasserstoffatome als Elektronenspender. Durch den Austausch von Chloratomen mit Wasserstoffatomen gewinnen die Bakterien direkt Energie. Dieser Prozess wird als Halorespiration oder Chloratmung bezeichnet. Der für diesen Prozess benötigte Wasserstoff wird durch die Fermentierung (Gärung) von organischem Material bereitgestellt. Indirekt cometabolitischer Abbau von LCKW: Zusätzlich im Aquifer vorhandenes organisches Substrat dient abbauaktiven Bakterien als Energie- und Kohlenstofflieferant. Für den Aufschluss und Abbau des organischen Substrates produzieren die entsprechenden Bakterien Enzyme. Mit diesen Enzymen können unter anderem auch die LCKW abgebaut werden. Dieser Abbaumechanismus wird als cometabolischer Abbau von LCKW bezeichnet und steht in Konkurrenz zu anderen Elektronenempfängern wie z.B. Sulfat und Nitrat. Allgemein sind die natürlich ablaufenden Abbauprozesse stark an die jeweiligen Milieubedingungen (Redox-Verhältnisse, Verfügbarkeit von O 2 , pH-Wert) im Aquifer gebunden. Um den natürlichen am Standort stattfindenden Abbau von LCKW zu beschleunigen, wird organisches Substrat in Form von Melasse dem Grundwasser zugeführt. Häufig sind verschiedene Bakterienarten am schrittweisen mikrobiellen Abbau von LCKW beteiligt. Das Bakterium Dehalococcoides ethenogenes ist das derzeit einzig bekannte Bakterium, dass LCKW komplett vom PCE (PCE = Tetrachlorethen, auch Perchlorethen) bis zum Ethen aufspalten kann Seit Beginn der Durchführung der Melasseinfiltrationen im full-scale-Maßstab im Jahr 2011 sind bereits erste deutlich positive Entwicklungen im Bereich der einzelnen Infilltrationsgalerien zu erkennen. Im folgenden Beispiel wird hierbei die Überwachungsmessstelle MMS 5 OP der Infiltrationsgalerie 1.1 dargestellt, an der die Entwicklungen aufgezeigt werden können. Es ist deutlich zu erkennen, dass durch die Stimulation des mikrobiologischen Abbaus die Bildung von Ethen (in den Abbildungen Rosa) und ein Rückgang von VC (Vinylchlorid) und Cis 1,2 DCE (Cis-1,2-Dichlorethen) stattfindet. An anderen Messstellen im Untersuchungsgebiet, wo zum Teil noch vor der Infiltration große Mengen an hochchlorierten LCKW vorlagen, wurden diese durch die mikrobiologische Dechlorierung bereits zu niedrigchlorierten LCKW, auf dem Weg zum unschädlichen Ethen, abgebaut. Es sind zum Teil auch deutliche Reduzierungen in den Summenkonzentrationen der LCKW zu erkennen. Die seit ca. 2018 anfallenden jährlichen Kosten für die mikrobiologische Sanierung durch Zugabe von Melasse, das begleitende Grundwassermonitoring, Installation der Sanierungsinfrastruktur und ingenieurtechnische Begleitung belaufen sich auf ca. 85.000 € brutto pro Jahr.
Das Projekt "KMU-innovativ22: Entwicklung katalytischer Schwimmkörper für den kombinierten Einsatz mit Ölsperren zum Abbau von Mineralölbelastungen auf Wasseroberflächen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Lynatox GmbH.
Das Projekt "Säurebasierte Hydrolyse von unbehandelten Altholzrecyclaten zur Bereitstellung von Biochemikalien, Teilprojekt: Direktfermentation Zuckerhydrolysate (HyAlt4Chem)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt. Es wird/wurde ausgeführt durch: Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V..
Das Projekt "Effizienzsteigerung von Biogasanlagen durch Etablieren der Hochlastfaulung (am Beispiel von Mais) mit Nachweis der Mikroorganismenflora (HoLaFlor)" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik.Im Hinblick auf die etwas mehr als 7500 Biogasanlagen im Jahr 2012, sowie die angestrebte Erhöhung des Anteils von Biogas an erneuerbaren Energien ist es das Gesamtziel des Forschungsprojektes, eine effizientere Nutzung der eingesetzten Biomasse zu ermöglichen: Durch die Vorgabe einer vergleichsweise kurzen Verweilzeit sollen dem Biogasprozess zuträgliche Mikroorganismen in der Biogasanlage gehalten und nachgewiesen werden, die Abbauleistung soll im Vergleich zur herkömmlichen Biogasanlage verbessert, die Biogasrate erhöht und als Konsequenz daraus eine reduzierte Methanfreisetzung aus den Gärresten erreicht werden. Die Mikroorganismenflora wird charakterisiert. Zunächst wird ein Screening hinsichtlich eines für die Vergärung von Maissilage geeigneten Inokulums durchgeführt. Anschließend soll am Beispiel von Mais untersucht werden, inwieweit die Biogasanlage mit diesem geeigneten Inokulum und einer vergleichsweise kurzen Verweilzeit von 15 - 20 Tagen betrieben werden kann und dabei im Vergleich zur herkömmlich betriebenen Biogasanlage eine erhöhte Abbauleistung und eine erhöhte Biogasausbeute erreicht werden können. Es werden kontinuierliche Untersuchungen zum maximalen Abbau bei kleinstmöglicher Verweilzeit und maximaler Raumbelastung beispielhaft mit dem Substrat Maissilage durchgeführt. Die für eine höhere Last charakteristischen Mikroorganismen sollen durch eine angepasste Prozessführung in der Anlage gehalten und durch Metagenomanalysen basierend auf Hochdurchsatztechnologien (Next Generation DNA Sequenzierung) nachgewiesen werden. Parallel zur Hochlastfaulung wird eine Anaerobanlage nach herkömmlicher Betriebsweise mit langen Verweilzeiten zum Vergleich der Abbauleistung, Biogasausbeute sowie Mikroorganismenpopulation betrieben. Im Anschluss daran wird der Einfluss von Rindergülle als Cosubstrat auf die Biogasausbeute, den Abbaugrad sowie die Mikroorganismenpopulation der beiden Betriebsweisen untersucht. Die Methanemission der Gärreste wird ermittelt.
Das Projekt "ELIRAS - Entwicklung eines Leitfadens zur Auswahl von standortspezifisch angepassten Rühr- und Substrataufschlussverfahren für Biogasanlagen, ELIRAS - Entwicklung eines Leitfadens zur Auswahl von standortspezifisch angepassten Rühr- und Substrataufschlussverfahren für Biogasanlagen" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz. Es wird/wurde ausgeführt durch: DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH.Eine zentrale Herausforderung für die Nutzung von Biomasse ist die Steigerung der Effizienz der Verfahren und eine damit verbundene Kostensenkung. Im Bereich der Biogasproduktion spielen vor allem Verfahren zur Substrataufbereitung eine große Rolle, da sie ein enormes Potential zur Effizienzsteigerung besitzen. Die objektive Bewertung hydrodynamischer Parameter (z.B. Rührwerkstechnologie) sowie der Wirkung von Substrataufschlussverfahren kann derzeit aufgrund fehlender einheitlicher Bewertungskriterien nicht vorgenommen werden. Ziel dieses Verbundvorhabens ist daher die Beschreibung einheitlicher Kriterien zur objektiven Bewertung der oben genannten Prozesse im Rahmen der Entwicklung eines fortschreibungsfähigen Leitfadens auf Basis verfahrenstechnischer Berechnungsgrundlagen. Dieser Leitfaden soll als Entscheidungshilfe für Anlagenbetreiber dienen. Darin sollen für unterschiedliche Biogasanlagen angepasste Rührwerkstechnologien und Verfahren für den Aufschluss biogener Reststoffe (z.B. Stroh, Grasschnitt) empfohlen werden. Übergeordnetes Ziel ist es die Gesamtenergieeffizienz von Biogasanlagen deutlich zu erhöhen und damit Emissionen z.B. aus Gärresten auf ein Minimum zu reduzieren. Aufbauend auf einer Bedarfs- und Potenzialanalyse zum Substrataufschluss und zur hydrodynamischen Optimierung von Biogasanlagen werden exemplarisch bestimmte Substrataufschlussverfahren auf potenzielle Auswirkungen auf den Substratabbau untersucht. Zudem werden weitere Effekte auf den Fermenterinhalt (Auswirkung auf die Viskosität, Partikelgröße) betrachtet und bewertet. Diese und weitere zu ermittelnde Kriterien (ökonomische und ökologische Betrachtung) und daran gekoppelte Prozesszusammenhänge (z.B. Viskosität und Rührerauslegung) bilden die Grundlage für die Entwicklung eines öffentlich zugängigen Leitfadens, dessen Kern ein Bewertungsalgorithmus von Substrataufschlussverfahren sein wird. Nach erfolgreicher Entwicklung erfolgt eine Demonstration des Algorithmus im Anlagenbetrieb.
Das Projekt "Teilvorhaben 2^Teilvorhaben 4^Systematische Evaluation der mechanischen Zerkleinerung als Substratvorbehandlung in der Biogaserzeugung^Teilvorhaben 3, Teilvorhaben 1" wird/wurde gefördert durch: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft. Es wird/wurde ausgeführt durch: APMA Services GmbH.Im Kontext dieses Projektes soll folgende auf Laborexperimenten und vereinzelten Praxistests basierende Hypothese durch einen unabhängigen wissenschaftlich-technischen Vergleich von verfügbaren Marktlösungen verbunden mit einer fundierten Kosten-Nutzen-Analyse systematisch analysiert und quantifiziert werden: Mechanische Zerkleinerung als Vorbehandlung von pflanzlichen Biogas-substraten führt zu einer signifikanten Erhöhung der Biogasausbeute. Fünf verschiedene der am Markt vorherrschend angebotenen mechanischen Zerkleinerungstechnologien werden verglichen. Der Vergleich erfolgt durch Anwendung der Zerkleinerungstechnologien auf eine Auswahl an Biomassesubstraten. Es sind dies die nachfolgend genannten Substrate: Maissilage, Grassilage, Rindermist, Ungarisches Energiegras (Szarvasigras) Bei nichterwarteter Nichtverfügbarkeit eines der vorstehenden Substrate ist 'Altgras (Pferdegras) als Reserve vorgesehen. Die ausgewählten Substrate sind von Haus aus fest (ca. 30 - 40 % TS). Die nachfolgend ausgewählten Technologien sind Trockenzerkleinerer, d.h. das zerkleinerte Gut hat die gleiche Feuchte wie das Rohsubstrat (ca. 30 - 40 % TS). Folgende Auswahl von Marktprodukten wird unte3rsucht: Lehmann - Bio-Extruder, MEWA - Bio-QZ, GEA-TDS Zerkleinerer, PlanET - Rotacrex 750 und Huning Biocutter HZ460. Die zerkleinerten Substrate und unterschiedlichen Zerkleinerungstechnologien werden in Batchversuchen in Anlehnung an VDI 4630 sowie durch Versuche in semikontinuierlichen Durchflussfermentern untersucht. Technische, wissenschaftliche und betriebs-wirtschaftliche Daten aus dem Praxisbetrieb werden erhoben und mehrere Anlagen einem vor-Ort Monitoring unterzogen. Die erzielten Ergebnisse werden vergleichend im Hinblick auf Ihre Praxisrelevanz bewertet und münden in Entscheidungshilfen für Biogasanlagenbetreiber und -planer sowie -hersteller.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 70 |
| Land | 4 |
| Wissenschaft | 1 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 70 |
| Text | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 2 |
| offen | 69 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 70 |
| Englisch | 8 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 1 |
| Keine | 44 |
| Webseite | 26 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 57 |
| Lebewesen & Lebensräume | 69 |
| Luft | 29 |
| Mensch & Umwelt | 71 |
| Wasser | 45 |
| Weitere | 71 |
