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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

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>

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.

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.

GC-MS-Analyse zur Unterstuetzung der Charakterisierung und Reinigung kontaminierter Waesser und Schlaemme

In der Bundesrepublik Deutschland, insbesondere im Umfeld Thueringens gibt es eine Vielzahl von Altlasten, die mit den verschiedenen Verfahren der Bodenreinigung saniert werden koennen. Bei kostenguenstigen Verfahren, wie z.B. der Bodenwaesche, bleiben bestimmte Schadstoffraktionen als hochbelastete Waesser und Schlaemme zurueck. Soweit es bei dem derzeitigen Stand der Technik wirtschaftlich moeglich ist, koennen sie weiter aufbereitet werden. Hier kommen verschiedene Verfahren, u.a. Einsatz von Aktivkohle, Hochleistungsbiologie, Strippen, und die chemische Oxidation zum Einsatz. Zur Entwicklung weiterer Verfahren zu diesem Zweck ist es erforderlich, begleitende Untersuchungen der einzelnen Verfahrensschritte zu taetigen, um somit zur Verfahrensoptimierung beizutragen und neuartigen Verfahren den Weg zur Einsatzfaehigkeit zu ebnen. Das Forschungsprojekt soll das Profil der Fachhochschule Erfurt in der Umweltanalytik erweitern sowie Gelegenheit geben, ein ueber den Durchschnitt hinausreichendes Fachwissen zu etablieren. Es soll insbesondere dem Fachbereich Versorgungstechnik, der den Aufbaustudiengang Umwelttechnik mit beinhaltet, ermoeglichen, Wirtschaftsunternehmen vor allem in Thueringen Kooperationsmoeglichkeiten anzubieten, die diese fuer die Entwicklung geeigneter Erzeugnisse, Verfahren und Anlagen nutzen koennen, um somit ihre Wettbewerbsfaehigkeit zu steigern.

Ein bio-elektrochemischer Sensorarray zur Detektion von Perfluoralkylsäuren (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Veranlassung Es fehlen schnelle und vor allem feldtaugliche Methoden zur Detektion von PFAS in der Umwelt, um so zeitnah Maßnahmen zur Minderung von PFAS-Kontaminationen durchzuführen oder den Erfolg von Minderungsmaßnahmen zu beurteilen. Entsprechende Methoden können ebenso helfen, die Prozesssteuerung einer Abwasserbehandlung zur Entfernung von PFAS z. B. durch eine Aktivkohlebehandlung zu optimieren. Das Projekt PFASense hat sich zum Ziel gesetzt, eine solche Methode zu entwickeln. Hierzu werden Elektroden hergestellt, die a) entweder für eine spezifische Detektion perflourierter Verbindungen oberflächenmodifiziert sind und b) biologische Effekte, die durch perflourierte Verbindungen hervorgerufen werden können, mit mikrobiellen Bioreportern elektrochemisch erfassen. Mit den individuellen Signalen der einzelnen Elektroden wird eine KI trainiert und auf diese Weise ein Sensor-Array zur sensitiven Detektion der großen Stoffgruppe der perfluorierten Verbindungen in Umweltproben entwickelt. Ziele - a. Design und Herstellung von molekular geprägten Membranen zur Anreicherung spezifischer PFAS. - b. Design und Herstellung elektrochemischer, bakterieller Biosensoren zur Detektion biologischer Effekte, die durch PFAS hervorgerufen werden. - c. Design und Herstellung elektrochemischer, hefebasierter Biosensoren zur Detektion einer Veränderung der Thyroid-Signalkaskade durch PFAS. - d. Design und Herstellung eines intelligenten elektrochemischen Sensors für die direkte chemische Detektion von PFAS mittels KI-gestützter Datenauswertung. - e. Konstruktion eines mikrofluiden multi-Sensor-Arrays unter Nutzung der in a. bis d. entwickelten Komponenten. - f. Validierung und Eignungstestung des entwickelten Sensor-Arrays mittels Einzelsubstanzen, Substanzmischungen sowie dotierten und undotierten Realproben mit einem Fokus auf industriellen Abwässern. Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer innovativen technologischen Lösung für die folgende Fragestellung: Wie kann man zeitnah Informationen über die Qualität von z. B. Abwässern erhalten, ohne auf verzögert zur Verfügung stehende, analytische Informationen aus einem Labor angewiesen zu sein? Dieser Bedarf an zeitnahen Informationen für eine Bewertung von Abwasser und Wasserproben kann perspektivisch mittels eines bio-elektrochemischen Sensorarrays gedeckt werden, der im Rahmen des Projekts für den Nachweis von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) entwickelt wird. PFAS werden in zahlreichen Produkten verwendet, darunter wässrige filmbildende Schäume für die Brandbekämpfung, antihaftbeschichtetes Kochgeschirr, Lebensmittelverpackungen, wasserabweisende Stoffe, medizinische Geräte, Kunststoffe und Lederprodukte. PFAS werden jedoch mit verschiedenen, toxikologisch relevanten Effekten in Verbindung gebracht, wie mit veränderten Immun- und Schilddrüsenfunktionen, Leber- und Nierenerkrankungen, Lipid- und Insulinstörungen, Fortpflanzungs- und Entwicklungsstörungen oder auch der Krebsentstehung. Als unmittelbare Folge dieser Gesundheitsrisiken hat die Europäische Kommission einen Vorschlag zur Überarbeitung der Liste der prioritären Stoffe in Oberflächengewässern angenommen, unter denen 24 Verbindungen zur Gruppe der PFAS gehören.

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 eines innovativen Adsorptionsmittels auf Kohlenstoffbasis zur Reinigung wasserstoffhaltiger Gase als ein Baustein der Wasserstoffwirtschaft, Teilvorhaben DBI: Technischer Nachweis der Funktionsfähigkeit sowie verfahrenstechnische Optimierung der Performance der Aktivkohlen

Rückstände aus der Trinkwasseraufbereitung

Rückstände aus der Trinkwasseraufbereitung Rückstände von bestimmten Verfahren der Aufbereitung von Grundwasser zu Trinkwasserzwecken können gegenüber dem natürlichen Hintergrund von Böden erhöhte Radionuklidgehalte aufweisen. Beim Umgang mit diesen Rückständen können unter ungünstigen Umständen Beschäftigte (innerhalb des Wasserwerks, aber auch im Zuge der Verwertung beziehungsweise Beseitigung) einer erhöhten Strahlung ausgesetzt sein. Der Artikel beschreibt die Entstehung dieser Rückstände und zeigt auf, welche Expositionspfade zu einer erhöhten Strahlenexposition für Beschäftigte führen können. Natürliche Radionuklide im Rohwasser Rückstandsarten bei der Wasseraufbereitung Beseitigung oder Verwertung Rechtlicher Rahmen Expositionspfade und Expositionsszenarien Literatur Natürliche Radionuklide im Rohwasser Radionuklide der natürlichen Zerfallsreihen von Uran -238, Uran -235 und Thorium-232 sind in allen Gesteinen in Spuren anzutreffen. Wenn Rohwasser mit diesen Gesteinen in Kontakt kommt, lösen sich Radionuklide zu einem kleinen Teil aus dem Gestein heraus und gelangen in das Grundwasser. Die Aktivitätskonzentration hängt entscheidend von der Gesteinsart und deren chemischer Zusammensetzung ab. Die Studie Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland des Bundesamtes für Strahlenschutz ( BfS ) bestätigte dies. Die Tabelle zeigt einen Auszug der Ergebnisse: Medianwerte (Med) und Maximalwerte (Max) der Aktivitätskonzentrationen häufig vorkommender natürlicher Radionuklide im Rohwasser in Millibecquerel pro Liter, abhängig von der Gesteinsart der wasserführenden Grundwasserschicht ( Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland ) Gesteinsart U -238 Ra -226 Pb -210 Po -210 Ra -228 Med Max Med Max Med Max Med Max Med Max Basalt <0,74 5,7 1,0 2,8 1,9 20 0,99 5,6 <0,81 5,4 Gneis <0,74 15 2,2 7,0 7,8 29 1,8 8,3 4,3 7,8 Granit 1,2 53 12 98 9,5 70 2,0 19 11 29 Kalkstein 6,0 210 5,9 160 3,2 23 1,3 18 5,4 110 Sand 3,6 120 7,1 36 2,1 18 1,3 19 6,7 46 Schiefer 1,1 97 2,6 27 2,1 19 1,8 9,4 3,7 26 Sandstein 17 590 12 380 3,6 31 2,9 630 9,3 210 sonstiges Gestein 2,5 620 8,0 300 4,1 270 2,0 410 7,5 130 Die Aktivitätskonzentration der Radionuklide im Rohwasser ist zudem abhängig von dem Redox-Potential , dem pH-Wert im Rohwasser und der Löslichkeit der Radionuklide . nach oben Rückstandsarten bei der Wasseraufbereitung Um die Vorgaben der Trinkwasserverordnung einzuhalten, müssen Rohwässer gegebenenfalls zu Trinkwasserqualität aufbereitet werden. Zur Entfernung von Störstoffen wendet man je nach chemischer Zusammensetzung des Wassers unterschiedliche Verfahren zur Wasseraufbereitung an. Die dabei anfallenden Rückstände sind nach einer Definition [1] des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfaches (DVGW) hauptsächlich eisenhaltige Schlämme, kalkhaltige Schlämme, Flockungsschlämme, Aktivkohle und Siebgut. Weitere Rückstände können beim Austausch von Filtermaterial (zum Beispiel Filtersand/Filterkies) oder speziellen Absorberharzen sowie beim Anlagenrückbau (zum Beispiel Rohre mit Ablagerungen) anfallen. Bisher wurden bei der Trinkwasseraufbereitung Radionuklide normalerweise nicht gezielt entfernt. Trotzdem können sich diese in einem Teil der Rückstände über das natürliche Niveau von Böden und Gesteinen hinaus anreichern. Im Oberflächenwasser ist die Konzentration natürlicher Radionuklide geringer als im Grundwasser; deshalb sind vor allem bei der Aufbereitung von Grundwasser Rückstände mit erhöhten Radionuklidgehalten zu erwarten. Medianwerte (Med) und Maximalwerte (Max) der Aktivitätskonzentrationen häufig vorkommender natürlicher Radionuklide im Oberflächenwasser und im Grundwasser in Millibecquerel pro Liter ( Strahlenexposition durch natürliche Radionuklide im Trinkwasser in der Bundesrepublik Deutschland ) Wasserart U -238 Ra -226 Pb -210 Po-210 Ra -228 Med Max Med Max Med Max Med Max Med Max Grundwasser 5,4 620 8,4 380 2,7 82 1,6 630 7,8 210 Oberflächen-Wasser 1,3 39 4,3 32 2,2 29 1,6 19 4,2 42 Bisher sind bei Rückständen aus der Aufbereitung von Grundwasser zu Trinkwasser erhöhte Radionuklidgehalte in Eisenschlämmen und Kalkschlämmen aus der Entsäuerung sowie in Austauschharzen, Aktivkohle und Filterkiesen aus der Enteisenung/Entmanganung bekannt. Bei Thermalwasserquellen wurde zudem von radionuklidhaltigen Inkrustationen berichtet . In den vor allem bei der Aufbereitung von Oberflächenwasser anfallenden Flockungsschlämmen und im Siebgut sind keine erhöhten Radionuklidgehalte zu erwarten. Der DVGW hat mit dem Arbeitsblatt W256 [2] Hinweise und Hintergrundinformationen zu Vorkommen, Verwertung und Entsorgung von radionuklidhaltigen Rückständen in der Wasserversorgung veröffentlicht. nach oben Beseitigung oder Verwertung Nach dem Kreislaufwirtschaftsgesetz ist die Verwertung gegenüber einer Beseitigung vorzuziehen. Allerdings entfällt bei einer Gefahr für Mensch und Umwelt der Vorrang zur Verwertung. Von den oben aufgeführten Rückständen können Eisenschlämme, Kalkschlämme aus der Entsäuerung und Filterkiese grundsätzlich wiederverwertet werden. Der DVGW empfiehlt in seinem Merkblatt W221-3 [1] für diese Rückstände verschiedene Verwertungsmöglichkeiten: Eisenschlämme werden in der Umwelttechnik verwendet, um den Gehalt an Schwefelwasserstoff und Phosphat zu senken. Außerdem kommen sie in der Ziegelindustrie und in der Zementindustrie sowie bei der Herstellung von Pflanzgranulat als Sekundärrohstoff zum Einsatz. In der Vergangenheit wurden etwa 35 Prozent der Eisenschlämme deponiert; aus abfallrechtlichen Gründen wird dieser Anteil in Zukunft voraussichtlich sinken. Kalkschlämme aus der Entsäuerung werden zur Verbesserung ("Melioration") des pH-Wertes im Boden in der Land- und Forstwirtschaft ausgebracht. Die Verwertung dieser Rückstände - etwa bei der Herstellung von Kalk und Zement oder zur Herstellung künstlicher Bodensubstrate – ist denkbar. Da Filterkiese aus der Enteisenung und Entmanganung über mehrere Jahre bis Jahrzehnte im Wasserwerk im Einsatz bleiben, fallen diese nur selten als Rückstand bei den Wasserversorgern an. Deshalb haben sich für diese Rückstände keine festen Entsorgungswege durchgesetzt. Von Einzelfällen ist bekannt, dass die Kiese zur Inbetriebnahme neuer Filteranlage in anderen Wasserwerken oder im Straßenbau eingesetzt werden. Zudem könnten sie im Landschafts- und Wegebau verwertet werden. Informationen zur Menge der verwerteten oder deponierten Rückstände sind nicht veröffentlicht und liegen auch dem DVGW nicht vor. Für Ablagerungen ist bisher keine Verwertungsoption bekannt, während Aktivkohle und Absorberharze aufgrund des hohen Kohlenstoffanteils grundsätzlich thermisch verwertbar sind. nach oben Rechtlicher Rahmen Anfang 2014 veröffentlichte die Europäische Atomgemeinschaft ( EURATOM ) europäische Grundnormen zum Strahlenschutz . Darin werden Rückstände aus Grundwasserfilteranlagen als ein relevanter Industriezweig eingestuft. Die EURATOM -Mitgliedsländer sind verpflichtet, diese Regelungen in nationales Recht umzusetzen. Strahlenschutzgesetz und Strahlenschutzverordnung In Deutschland erfolgte dies im Jahr 2017 mit dem Strahlenschutzgesetz . Ergänzend hierzu wurde die Strahlenschutzverordnung im Jahr 2018 überarbeitet. Beide gesetzlichen Regelungen sind seit dem 31.12.2018 in Kraft. In der Anlage 1 zum Strahlenschutzgesetz werden Filterkiese, Filtersande und Kornaktivkohle erstmals in der Liste der zu berücksichtigenden Rückstände mit aufgeführt und unterliegen somit den Regelungen des Strahlenschutzgesetzes. Weitere Vorgaben Sofern Rückstände aus Wasserwerken in Bauprodukten wiederverwertet werden, sind zudem die Vorgaben der europäischen Empfehlung zur natürlichen Radioaktivität in Baumaterialien einzuhalten, nach der von handelsüblichen Baustoffen keine erhöhte Strahlenexposition für die Bevölkerung ausgehen sollte. Im Strahlenschutzgesetz sind auch Regelungen für Bauprodukte niedergelegt, die ebenfalls zum 31.12.2018 in Kraft traten. Weiterhin ist zu prüfen, ob die geplante Verwertung oder Beseitigung abfallrechtlich zulässig sind. Insbesondere bei einer Verwertung im Landschaftsbau oder im Straßenbau sind die Anforderungen an die stoffliche Verwertung von mineralischen Reststoffen/Abfällen der Bund/Länder-Arbeitsgemeinschaft Abfall (LAGA) zum Auslaugverhalten von mineralischen Reststoffen zu berücksichtigen. Für den Transport von Materialien muss das Europäische Übereinkommen über die internationale Beförderung gefährlicher Güter auf der Straße (ADR) eingehalten werden. nach oben Expositionspfade und Expositionsszenarien Je nach Menge, Radionuklidgehalt im Rückstand und Entsorgungsvariante können Beschäftigte - in Wasserwerken oder bei Entsorgungs- beziehungsweise Verwertungsfirmen - beim Umgang mit Rückständen aus Wasserwerken einer erhöhten Strahlenexposition ausgesetzt sein. Ob tatsächlich eine erheblich erhöhte Strahlenexposition (mehr als einem Millisievert pro Jahr zusätzlich zur natürlichen Umweltradioaktivität) für Beschäftigte zu befürchten ist, lässt sich anhand einer Dosisabschätzung ermitteln. Bei einer Dosisabschätzung sollten die Situationen Aufenthalt der Beschäftigten in Räumen, in denen Rückstände lagern, Umgang mit den Rückständen bei Lagerung, Verwertung, Transport oder Beseitigung und Wartung beziehungsweise Reinigung von Betriebsanlagen betrachtet werden. Aus Sicht des Strahlenschutzes sind dabei die Expositionspfade äußere Gammastrahlung , Inhalation von Staub und Inhalation von Radon und Radonzerfallsprodukten zu berücksichtigen. Weiterhin können bei einer Deponierung oder einer Verwertung im Straßenbau und vor allem im Landschaftsbau Radionuklide aus den Rückständen mit dem Sickerwasser freigesetzt und ins Grundwasser eingetragen werden. Für die Allgemeinbevölkerung ergibt sich bei einer Nutzung dieses Grundwassers unter Umständen ein zusätzlicher Expositionspfad. Die Verwendung beeinträchtigten Grundwassers aus einem Privatbrunnen zu Trinkwasserzwecken oder zur Beregnung ist daher bei einer Dosisabschätzung zwingend zu berücksichtigen. Abschätzung der Strahlenexposition für Beschäftige in Wasserwerken, bei Entsorgungsbetrieben und bei Verwertern In verschiedenen Studien wurde für den Umgang mit Eisen-, Mangan- und Kalkschlämmen die Strahlenexposition für Beschäftige in Wasserwerken, bei Entsorgungsbetrieben und bei Verwertern abgeschätzt ("Ermittlung von Arbeitsfeldern mit erhöhter Exposition durch natürliche Radionuklide und überwachungsbedürftige Rückstände – Rückstände aus der Trinkwasseraufbereitung, Teil I und Teil II "). Im Ergebnis ist selbst unter ungünstigen Annahmen eine Überschreitung des Dosisrichtwerts für die Bevölkerung von einem Millisievert pro Jahr nicht zu befürchten. Aus den bisher veröffentlichten Aktivitätsgehalten zu Aktivkohle und Inkrustation aus Wasserwerken ist ebenfalls keine erhöhte Strahlenexposition für die Bevölkerung abzuleiten. Bei der Entsorgung oder Verwertung von Filterkiesen aus der Manganentferung/Eisenentfernung sowie von hochbeladenen Austauschharzen, die bei der gezielten Entfernung von Uran entstehen, kann eine Überschreitung des Dosisrichtwertes nach bisherigem Kenntnisstand unter ungünstigen Umständen nicht gänzlich ausgeschlossen werden. In diesen Fällen wird eine Einzelfallbetrachtung empfohlen. Sollte nach dieser Prüfung der Dosisrichtwert tatsächlich überschritten sein, ist in diesen Fällen zu klären, welche Maßnahmen zur Dosisminderung mit vertretbarem Aufwand eingeführt werden können. Hierzu zählen beispielsweise das Tragen persönlicher Schutzausrüstung oder die Suche nach alternativen Entsorgungswegen. Berechnungsvorschriften Das BfS erstellt aktuell Berechnungsvorschriften, mit denen sich die effektive Dosis für Beschäftigte und Personen der Bevölkerung aufgrund einer Exposition durch NORM -Stoffe abschätzen lässt (Berechnungsgrundlagen NORM ). Bis zur Fertigstellung dieser Berechnungsvorschrift bietet das BfS Empfehlungen für eine vereinfachte Abschätzung der Strahlenexposition für Beschäftigte und Personen der Bevölkerung an. nach oben Literatur [1] DVGW (2014): Rückstände und Nebenprodukte aus Wasseraufbereitungsanlagen; Teil 3: Vermeidung, Vermarktung und Verwertung. DVGW -Arbeitsblatt W221-3 [2] DVGW (2020): Radionuklidhaltige Rückstände aus der Aufbereitung von Grundwasser – Bewertung und Entsorgung. DVGW -Arbeitsblatt W256 Stand: 27.07.2026

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.

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