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ARRIVED - Klimafreundliche und ressourceneffiziente Anwendung der Wasserelektrolyse zur Erzeugung von regenerativen Speichergasen kombiniert mit einer weitergehenden Abwasserbehandlung zur Mikrostoffelimination auf Kläranlagen

Der Wirtschaftsbetrieb Mainz AöR (kurz: WBM) ist eine Einrichtung der Stadt Mainz, in der Rechtsform einer rechtsfähigen Anstalt des öffentlichen Rechts mit Sitz in Mainz. Der WBM besteht aus den Betriebszweigen Bestattung und Entwässerung. Im Bereich Entwässerung ist der WBM zuständig für die Ableitung, Reinigung und unschädliche Beseitigung der Abwässer im Gebiet der Stadt Mainz und der Verbandgemeinde Bodenheim. An das Zentralklärwerk sind rd. 225.000 Einwohner sowie Gewerbe und Industrie angeschlossen. Die Ausbaugröße ist auf 400.000 Einwohnerwerte festgelegt. Damit gehört das Zentralkraftwerk Mainz zu den größten kommunalen Kläranlagen in Rheinland-Pfalz. Mit dem Vorhaben „Klimafreundliche und ressourceneffiziente Anwendung der Wasserelektrolyse zur Erzeugung von regenerativen Speichergasen kombiniert mit einer weitergehenden Abwasserbehandlung zur Mikrostoffelimination auf Kläranlagen (ARRIVED)“ plant der WBM den Ausbau/ die Erweiterung der 4. Reinigungsstufe zur Spurenstoffelimination aus einer Ozonung und einer Filterstufe mit granulierter Aktivkohle mit dem Betrieb eines Elektrolyseurs mit einer Nennleistung von ca. 1,25 MW el zu kombinieren. Der Sauerstoff (O 2 ) für die Ozonierung soll überwiegend aus der geplanten Elektrolyse stammen. Dabei ist vorgesehen, die Kläranlage mit einer Wasserelektrolyse und einer Verfahrensstufe zur Mikroschadstoffelimination auszustatten. Beide Verfahrensstufen sollen gekoppelt betrieben werden. Das Vorhaben verknüpft damit die regenerative Energieerzeugung mit der Elimination von Mikroschadstoffen. Das im Elektrolyseur erzeugte regenerative Speichergas Wasserstoff (H 2 ) kann unterschiedlich genutzt werden. Es soll vorrangig ins Erdgasnetz eingespeist werden. Als weiterer Verwendungspfad ist angedacht, den Wasserstoff an den Mainzer ÖPNV oder sonstigen Mobilitätsanwendungen in der Region abzugeben. Um den energiewendedienlichen Betrieb der Elektrolyseanlage sicherzustellen, ist die Teilnahme am negativen Regeldienstleistungsmarkt sowie ein Ausbau der lokalen fluktuierenden erneuerbaren Energien zur Deckung des Grundlastbandes des Elektrolyseurs geplant. Das Vorhaben liefert einen Beitrag zur Energiewende durch die Erzeugung von Wasserstoff mittels Wasserelektrolyse und Einspeisung in das städtische Gasnetz. Unter Berücksichtigung der potentiellen Nutzung des erzeugten Wasserstoffs im ÖPNV kann mit dem Vorhaben insgesamt (ÖPNV, 4. Reinigungsstufe, Wasserstoffeinspeisung, Sauerstoff aus Elektrolyse) eine Einsparung von 1.279 Tonnen CO 2 -Äquivalenten pro Jahr erzielt werden. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Wirtschaftsbetrieb Mainz AöR Bundesland: Rheinland-Pfalz Laufzeit: seit 2020 Status: Laufend Förderschwerpunkt: Innovative Abwassertechnik

Durchführung von Rührversuchen mit Pulveraktivkohlen der Firma Chemviron

Von 2003 bis 2009 untersuchte die Hochschule Biberach in einem FuE-Vorhaben, wie und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung im Ablauf kommunaler Kläranlagen mit Hilfe von Pulveraktivkohle weiter verringert werden kann. Ziel des Vorhabens war es, eine dauerhafte Unterschreitung der CSB-Ablaufwerte von 20 mg/L sicherzustellen. In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Produkt'SAE Super' von Norit die höchsten Eliminationsraten hinsichtlich des DOC aufweist, weshalb diese Pulveraktivkohlesorte primär für die Versuche im Durchlaufbetrieb eingesetzt wurde. Mittlerweile zeigen jedoch auch andere Wettbewerber Interesse am Einsatz ihrer Pulveraktivkohleprodukte für diese Verfahrenstechnik. Da die Bewertung der Eliminationsleistung eines Produktes anhand eines Durchlaufversuchs vergleichsweise zeit- und kostenintensiv ist, wird zunächst ein Laborversuch durchgeführt: In biologisch gereinigtes Abwasser werden verschiedene Aktivkohlemengen des zu bewertenden Produktes sowie des Referenzproduktes (hier: Norit'SAE Super') zugegeben und 30 Minuten bzw. 24 Stunden lang gerührt. Nach dieser Zeit wird ein Teil der Probe membranfiltriert, sodass anschließend ein direkter Vergleich der noch vorhandenen, gelösten Verschmutzung möglich ist. Die Firma Chemviron beauftragte die Hochschule Biberach mit der Durchführung dieser Untersuchung, bei der sieben Aktivkohleprodukte des Herstellers getestet wurden.

Radiojodmessungen und Plutoniumbestimmungen in Luft

Die Studie umfasst die nachstehenden Leistungen: a) die Probensammlung und Aufarbeitung zur Bestimmung von 131J und b) die Analyse von Luftfilterproben zur Ermittlung der Plutoniumkonzentration der Luft. Die Durchfuehrung erfolgt mit einem eigens konstruierten Grosssammler, der 5000 m3 Luft pro Stunde durch ein Aktivkohlebett saugt. Die Kohle wird anschliessend mit alkalischen Loesungen eluiert und das Radiojod daraus als Jodid gefaellt und gemessen. Fuer Plutonium werden Mikrosorbanfilter zur Aufsammlung verwendet, Plutonium dann chemisch isoliert, elektrolytisch abgeschieden und gemessen. Die Anlage ermoeglicht die Ueberpruefung von Freisetzungen in der Naehe von Kernanlagen bzw. solchen, die sich in der Naehe der oesterreichischen Grenzen befinden.

Entwicklung eines innovativen Adsorptionsmittels auf Kohlenstoffbasis zur Reinigung wasserstoffhaltiger Gase als ein Baustein der Wasserstoffwirtschaft, Teilprojekt: Wissensbasierte Entwicklung von Aktivkohlen speziell zur Wasserstoffabtrennung

Entwicklung eines innovativen Adsorptionsmittels auf Kohlenstoffbasis zur Reinigung wasserstoffhaltiger Gase als ein Baustein der Wasserstoffwirtschaft, Teilprojekt: Ingenieurtechnische Begleitung der Entwicklungen aus Anwendersicht sowie Konzepterstellung zur Verfahrensumsetzung

Entwicklung von Detektionssystemen mit elektrochemisch aktiven Oberflächen zur online Überwachung von Filteranlagen

Dunstabzugshauben: Auf Energieeffizienz und Lärm achten

<p> Welche Dunstabzugshauben wo sinnvoll sind <ul> <li>Welcher Gerätetyp (Umluft- oder Ablufthaube) besser geeignet ist, hängt von den baulichen Gegebenheiten und vom Nutzerverhalten ab.</li> <li>Eine offene Küche spricht eher für den Einbau von Ablufthauben. In separaten Küchenräumen kann bei guter Fensterlüftung auch eine Umlufthaube ausreichend sein.</li> <li>Achten Sie beim Kauf von Dunstabzugshauben auf Energieeffizienz und Lärmemissionen.</li> </ul> Gewusst wie <p>Dunstabzugshauben benötigen Strom für das Ansaugen von Luft und für die Beleuchtung. Aus Umweltsicht ist es deshalb empfehlenswert, den Stromverbrauch zu reduzieren. Dunstabzugshauben, die die (aufgeheizte) Luft ins Freie leiten ("Ablufthauben"), führen im Winter zu einem zusätzlichen Bedarf an Heizenergie. Darüber hinaus können einfache Dunstabzugshauben sehr laut sein.</p> <p><strong>Umluft- versus Ablufthauben:</strong></p> <ul> <li><em>Umlufthauben</em> leiten die Luft durch einen Fett- und durch einen Geruchsfilter. Anschließend wird die gefilterte Luft wieder zurück in die Küche "gepustet" (Kreislaufsystem). Sie haben zwei zentrale Vorteile: Sie können ohne bauliche Einschränkungen überall angebaut werden und sie reduzieren den Verlust an Heizenergie im Vergleich zu Ablufthauben, da sie keine Öffnung durch die Außenwand benötigen. Allerdings ist ihre Leistung hinsichtlich Fettabscheidung und Geruchsreduzierung schlechter als bei Ablufthauben. Der Fettabscheidungsgrad sollte deshalb mindestens 85 Prozent (mindestens Klasse B) und der Geruchsreduzierungsgrad mindestens 70 Prozent betragen.</li> <li><em>Ablufthauben</em> saugen die Luft über der Kochstelle ab. Diese wird in einem Fettfilter gereinigt und über ein Abluftsystem ins Freie geleitet. Die Fettabscheidungsgrad sollte mindestens 85 Prozent und der Geruchsreduzierungsgrad mindestens 92 Prozent betragen. Bei der Kombination von Ablufthauben und offenen raumluftabhängigen Feuerstellen (z.B. Gasetagenheizung) kann es passieren, dass Abgase in die Wohnung gelangen. Dies geschieht dann, wenn der durch Feuerstelle und Ablufthaube erzeugte Unterdruck nicht durch nachströmende Luft ausreichend ausgeglichen werden kann. Deshalb sollte ein Fachmann beurteilen, ob der Betrieb einer Ablufthaube gefahrlos möglich ist.</li> </ul> <p><strong>Richtig einkaufen:</strong></p> <p>Achten Sie beim Kauf von Dunstabzugshauben auf Geräte mit niedrigem Stromverbrauch (A-Geräte). Sie finden auf dem Label zur Energiekennzeichnung auch&nbsp;Informationen zur Effizienz der Luftabsaugung, zur&nbsp; Fettabscheidung, zur Beleuchtung und zu den Lärmemissionen der Geräte:</p> <ul> <li>Das Gerät sollte einen energieeffizienten Ventilator besitzen. Als Richtwert für Ablufthauben können 0,40 W/(m3/h)* und für Umlufthauben 0,45 W/(m3/h) herangezogen werden. <em>(* Zur Beurteilung der Energieeffizienz des Ventilators wird der Quotient von elektrischer Leistungsaufnahme und Volumenstrom ("Specific Fan Power"; Einheit W/(m3/h)) benutzt.)</em></li> <li>Das Gerät sollte über einen netztrennenden Ausschalter verfügen.</li> <li>Es sollte eine geringe Leistungsaufnahme im Bereitschaftszustand haben (≤ 0,5 W).</li> <li>Achten Sie auf die Geräuschemissionen des Gerätes, die in den Produktunterlagen stehen. Diese sollten im Abluftbetrieb 62 dB(A) und im Umluftbetrieb 67 dB(A) nicht überschreiten.</li> <li>Die richtige Größe: Bei Umlufthauben gibt es für die maximale Luftfördermenge (m3/h) folgende Faustformel: m2 x Raumhöhe x zehn.</li> </ul> <p><strong>Richtig entsorgen:</strong> Weitere Informationen zur richtigen Entsorgung Ihrer Dunstabzugshaube und anderer Elektroaltgeräte finden Sie in unserem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Umwelttipp <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/106990">"Alte Elektrogeräte richtig entsorgen"</a>.</p> <p><strong>Was Sie noch tun und beachten können:</strong></p> <ul> <li>Fettfilter bestehen bei Umluft- und Ablufthauben aus Metall, die in der Spülmaschine gereinigt werden können. Viele Filtersysteme geben den Zeitpunkt einer notwendigen Reinigung an (akustische oder optische Signale).</li> <li>Umlufthauben sind mit einem Geruchsfilter aus Aktivkohle ausgestattet, dessen Leistungsfähigkeit mit zunehmender Beladung sinkt. Er muss deshalb regelmäßig erneuert werden.</li> <li>Schalten Sie zeitnah auf eine niedrigere Stufe, sobald eine geringere Belastung mit Geruch, Fett und Wasserdampf besteht.</li> <li>Kochen Sie mit geschlossenem Topf.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/energieetikett_dunstabzugshauben_bild.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Dunstabzugshauben </strong> Quelle: Europäische Kommission Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/dateien/energieverbrauchskennzeichnung_dunstabzugshauben_etikett.pdf">Etikett mit Erläuterungen (PDF) (174,33 kB)</a></li> </ul> Hintergrund <p>&nbsp;Hintergrundinformationen finden Sie auf:</p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/376/dokumente/datenblatt_oekodesign-richtlinie_und_energieverbrauchskennzeichnung_haushaltsbackoefen_-kochmulden_und_-dunstabzugshauben.pdf">Ökodesign-Richtlinie und&nbsp;Energieverbrauchskennzeichnung für Dunstabzugshauben</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Dokumente)</li> </ul> </p><p> Welche Dunstabzugshauben wo sinnvoll sind <ul> <li>Welcher Gerätetyp (Umluft- oder Ablufthaube) besser geeignet ist, hängt von den baulichen Gegebenheiten und vom Nutzerverhalten ab.</li> <li>Eine offene Küche spricht eher für den Einbau von Ablufthauben. In separaten Küchenräumen kann bei guter Fensterlüftung auch eine Umlufthaube ausreichend sein.</li> <li>Achten Sie beim Kauf von Dunstabzugshauben auf Energieeffizienz und Lärmemissionen.</li> </ul> </p><p> Gewusst wie <p>Dunstabzugshauben benötigen Strom für das Ansaugen von Luft und für die Beleuchtung. Aus Umweltsicht ist es deshalb empfehlenswert, den Stromverbrauch zu reduzieren. Dunstabzugshauben, die die (aufgeheizte) Luft ins Freie leiten ("Ablufthauben"), führen im Winter zu einem zusätzlichen Bedarf an Heizenergie. Darüber hinaus können einfache Dunstabzugshauben sehr laut sein.</p> <p><strong>Umluft- versus Ablufthauben:</strong></p> <ul> <li><em>Umlufthauben</em> leiten die Luft durch einen Fett- und durch einen Geruchsfilter. Anschließend wird die gefilterte Luft wieder zurück in die Küche "gepustet" (Kreislaufsystem). Sie haben zwei zentrale Vorteile: Sie können ohne bauliche Einschränkungen überall angebaut werden und sie reduzieren den Verlust an Heizenergie im Vergleich zu Ablufthauben, da sie keine Öffnung durch die Außenwand benötigen. Allerdings ist ihre Leistung hinsichtlich Fettabscheidung und Geruchsreduzierung schlechter als bei Ablufthauben. Der Fettabscheidungsgrad sollte deshalb mindestens 85 Prozent (mindestens Klasse B) und der Geruchsreduzierungsgrad mindestens 70 Prozent betragen.</li> <li><em>Ablufthauben</em> saugen die Luft über der Kochstelle ab. Diese wird in einem Fettfilter gereinigt und über ein Abluftsystem ins Freie geleitet. Die Fettabscheidungsgrad sollte mindestens 85 Prozent und der Geruchsreduzierungsgrad mindestens 92 Prozent betragen. Bei der Kombination von Ablufthauben und offenen raumluftabhängigen Feuerstellen (z.B. Gasetagenheizung) kann es passieren, dass Abgase in die Wohnung gelangen. Dies geschieht dann, wenn der durch Feuerstelle und Ablufthaube erzeugte Unterdruck nicht durch nachströmende Luft ausreichend ausgeglichen werden kann. Deshalb sollte ein Fachmann beurteilen, ob der Betrieb einer Ablufthaube gefahrlos möglich ist.</li> </ul> <p><strong>Richtig einkaufen:</strong></p> <p>Achten Sie beim Kauf von Dunstabzugshauben auf Geräte mit niedrigem Stromverbrauch (A-Geräte). Sie finden auf dem Label zur Energiekennzeichnung auch&nbsp;Informationen zur Effizienz der Luftabsaugung, zur&nbsp; Fettabscheidung, zur Beleuchtung und zu den Lärmemissionen der Geräte:</p> <ul> <li>Das Gerät sollte einen energieeffizienten Ventilator besitzen. Als Richtwert für Ablufthauben können 0,40 W/(m3/h)* und für Umlufthauben 0,45 W/(m3/h) herangezogen werden. <em>(* Zur Beurteilung der Energieeffizienz des Ventilators wird der Quotient von elektrischer Leistungsaufnahme und Volumenstrom ("Specific Fan Power"; Einheit W/(m3/h)) benutzt.)</em></li> <li>Das Gerät sollte über einen netztrennenden Ausschalter verfügen.</li> <li>Es sollte eine geringe Leistungsaufnahme im Bereitschaftszustand haben (≤ 0,5 W).</li> <li>Achten Sie auf die Geräuschemissionen des Gerätes, die in den Produktunterlagen stehen. Diese sollten im Abluftbetrieb 62 dB(A) und im Umluftbetrieb 67 dB(A) nicht überschreiten.</li> <li>Die richtige Größe: Bei Umlufthauben gibt es für die maximale Luftfördermenge (m3/h) folgende Faustformel: m2 x Raumhöhe x zehn.</li> </ul> <p><strong>Richtig entsorgen:</strong> Weitere Informationen zur richtigen Entsorgung Ihrer Dunstabzugshaube und anderer Elektroaltgeräte finden Sie in unserem <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Umwelttipp <a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/106990">"Alte Elektrogeräte richtig entsorgen"</a>.</p> <p><strong>Was Sie noch tun und beachten können:</strong></p> <ul> <li>Fettfilter bestehen bei Umluft- und Ablufthauben aus Metall, die in der Spülmaschine gereinigt werden können. Viele Filtersysteme geben den Zeitpunkt einer notwendigen Reinigung an (akustische oder optische Signale).</li> <li>Umlufthauben sind mit einem Geruchsfilter aus Aktivkohle ausgestattet, dessen Leistungsfähigkeit mit zunehmender Beladung sinkt. Er muss deshalb regelmäßig erneuert werden.</li> <li>Schalten Sie zeitnah auf eine niedrigere Stufe, sobald eine geringere Belastung mit Geruch, Fett und Wasserdampf besteht.</li> <li>Kochen Sie mit geschlossenem Topf.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/energieetikett_dunstabzugshauben_bild.png"> </a> <strong> Energieverbrauchskennzeichnung für Dunstabzugshauben </strong> Quelle: Europäische Kommission Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/376/bilder/dateien/energieverbrauchskennzeichnung_dunstabzugshauben_etikett.pdf">Etikett mit Erläuterungen (PDF) (174,33 kB)</a></li> </ul> </p><p> Hintergrund <p>&nbsp;Hintergrundinformationen finden Sie auf:</p> <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/376/dokumente/datenblatt_oekodesign-richtlinie_und_energieverbrauchskennzeichnung_haushaltsbackoefen_-kochmulden_und_-dunstabzugshauben.pdf">Ökodesign-Richtlinie und&nbsp;Energieverbrauchskennzeichnung für Dunstabzugshauben</a> (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Dokumente)</li> </ul> </p><p>Informationen für...</p>

Reduzierung der Emissionen bei der Insekten-Raumbegasung durch Einsatz einer zweistufigen Adsorptionsanlage

Die bei der Begasung von Getreide in einer Muehle entstehenden unkontrollierten hochgiftigen Methylbromid-Emissionen werden vollstaendig vermieden und das eingesetzte Insektizid zurueckgewonnen und wiederverwertet. Hierzu ist folgende Verfahrenstechnik vorgesehen. Das eingesetzte Giftgas wird vor der Begasung auf einem Adsorberspeicher (Aktivkohle) gebunden und erst mit der zu begasenden Raumluft aus dem Adsorptionsmittel ausgetrieben und in die Muehle geleitet. Nach erfolgter Begasung wird durch umgekehrte Regelung von Temperatur und Druck die mit Schadstoff beladene Raumluft wieder durch das Adsorptionsmittel geleitet, wobei das Giftgas an der Aktivkohle adsorbiert wird. Mittels eines Hochleistungsgeblaeses mit Drosselventil wird ein fuer die Adsorption guenstiger Unterdruck von etwa 0,5 bar und ein fuer die Begasung (Desorption) entsprechender Unterdruck erzeugt. Durch mehrere Absperrhaehne koennen Adsorption und Desorption im Gegenstrom zueinander gefuehrt werden. Das Giftgas wird im Adsorber gespeichert und steht mit einer fahrbaren Anlage fuer eine weitere Nutzung zur Verfuegung. Durch Verringerung des Raumvolumens mittels eines aufblasbaren Verdraengungskoerpers kann der Begasungsaufwand zB bei geometrisch regelmaessig gestalteten leeren Siloraeumen deutlich gesenkt werden. Durch Anpassen der Stufenzahl der Adsorberspeicher an das Begasungsvolumen wird erreicht, dass die Adsorber immer mit annaehernd gleichen spezifischen Bedingungen arbeiten. Die Entsorgung kann durch diese mobile Anlage aeusserst wirtschaftlich durchgefuehrt werden.

Rueckgewinnung volatiler Narkosegase

Die gegenwaertig in der Gasnarkose eingesetzten Narkotika Halothan, Enfluran und Isofluran sind FCKW's, die groesstenteils ohne Umsetzung in die Atmosphaere freigesetzt werden. Durch Aktivkohlefilter lassen sich diese Gase absorbieren. In einer Vorstudie konnten wir zeigen, dass die adsorbierten Narkotika ohne chemische Umsetzung wieder thermisch desorbiert werden koennen. Ziel ist nun die Weiterentwicklung des Verfahrens und Anwendung in der Routine.

Adsorption von Gasen an Feststoffen, insbesondere an Kohlenstoff

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