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Anlage 19 - Schichtenverzeichnise Bohrung Gronau DEA 1

BUNDESGESELLSCHAFT FÜR ENDLAGERUNG Anlage 19 (zum Datenbericht Mindestanforderungen gemäß § 23 StandAG und geowissenschaftlichen Abwägungskriterien gemäß § 24 StandAG) Schichtenverzeichnise Bohrung Gronau DEA 1 Stand 21.09.2020 Hinweis: Vorliegender Datenbericht zeigt alle entscheidungserheblichen Daten, die mit Stand 20.01.2021 gemäß den Regelungen und Verfahren nach dem Geologiedatengesetz veröffentlicht werden können. Siehe auch BGE 2020l Teil 3 von 4. Geschäftszeichen: SG02102/7-1/26-2020#23– Objekt-ID: 828639– Revision: 000 Entscheidungserhebliche Daten und Tatsachen für die geowissenschaftlichen Abwägungskriterien Die Veröffentlichung von entscheidungserheblichen Tatsachen und Erwägungen, hier geologische Daten, erfolgt nach dem Gesetz zur staatlichen geologischen Landesaufnahme sowie zur Übermittlung, Sicherung und öffentlichen Bereitstellung geologischer Daten und zur Zurverfügungstellung geologischer Daten zur Erfüllung öffentlicher Aufgaben (Geologiedatengesetz – GeolDG). Das GeolDG löst das Lagerstättengesetz ab und nach § 1 GeolDG (GeolDG) regelt es die staatliche geologische Landesaufnahme, die Übermittlung, die dauerhafte Sicherung und die öffentliche Bereitstellung geologischer Daten sowie die Zurverfügungstellung geologischer Daten zur Erfüllung öffentlicher Aufgaben, um den nachhaltigen Umgang mit dem geologischen Untergrund gewährleisten und Geogefahren erkennen und bewerten zu können. Geologische Daten werden insbesondere auch für das Standortauswahlverfahren nach dem Standortauswahlgesetz (StandAG) benötigt. Das GeolDG trat mit dem 30.06.2020 in Kraft, so dass seitens der BGE, den Landesministerien und Landesbehörden ab diesem Zeitpunkt mit den Verfahren nach dem GeolDG zur Kategorisierung und öffentlichen Bereitstellung geologischer Daten begonnen werden konnte. Die erforderlichen Verfahren waren aufgrund ihres Umfangs nicht in dem bis zur Veröffentlichung bestehenden Zeitraum umzusetzen. Insofern werden nach dem 28.09.2020 weitere geologische Daten veröffentlicht werden. Die Veröffentlichung erfolgt mit Hilfe einer Revision des vorliegenden Datenberichtes. Dabei werden die bisher im vorliegenden Bericht weiß abgedeckten Bereiche nicht weiter abgedeckt, sondern die „darunter liegenden“ Daten sichtbar gemacht. Mit diesen Anlagen sind der untersetzenden Unterlage (BGE 2020l) die entscheidungserheblichen Daten zu den Mindestanforderungen und geowissen- schaftlichen Abwägungskriterien angefügt. Die darin angegebenen Koordinaten beziehen sich dabei immer auf die den identifizierten Gebieten und Teilgebieten zugrundeliegenden Daten und beschreiben damit nicht zwingend das Teilgebiet selbst. - 56 - Stammdaten - 2572/ 5787/ 1 - Bnum: 7302 . . Objekt / Name : Bohrungs- / Aufschluß-Nr. : Archiv-Nr. : Endteufe [m] : Stratigraphie der Endteufe : Gronau DEA 1 1890.00 Karbon . TK 25 : Ort / Gemarkung : GK Rechtswert/Hochwert [m] : UTM East/North [m] : Hoehe des Ansatzpunktes [mNN] : Koordinatenbestimmung : Hoehenbestimmung : Gronau i. Westf. [TK 3708] Gronau 2572068.00 / 5787715.00 32367056.51 / 5787100.99 40.00 von Einsender oder Firma angegeben von Einsender oder Firma angegeben . Hauptzweck des Aufschlusses : Aufschlussart : Aufschlussverfahren : Vertraulichkeit : Art der Aufnahme : Exploration, Lagerstättenerkundung Bohrung vertraulich, offen nur mit Einwilligung; Eigentümer: jurist. Personen des Privatrechts (Firma, etc.) Aufnahme durch Sachbearbeiter; überarbeitet nach geophysikalischen Messungen . Schichtenverzeichnis Version : Qualität : erster - letzter Bohrtag : 1 Schichtdaten von guter Qualität; genaue stratigrafische Einstufung 1.2.1950 - 14.2.1951 . Grundwasserstand [m] : Oberster Grundwasserstand [m] : . Gerät : . Bemerkung : . Originalschichtenverzeichnis : Original-Schichtenverzeichnis liegt vor . Geologischer Dienst NRW 02.12.2019

Anlage 20 - Schichtenverzeichnisse Bohrung llerburg Z1

BUNDESGESELLSCHAFT FÜR ENDLAGERUNG Anlage 20 (zum Datenbericht Mindestanforderungen gemäß § 23 StandAG und geowissenschaftlichen Abwägungskriterien gemäß § 24 StandAG) Schichtenverzeichnisse Bohrung llerburg Z1 Stand 21.09.2020 Hinweis: Vorliegender Datenbericht zeigt alle entscheidungserheblichen Daten, die mit Stand 20.01.2021 gemäß den Regelungen und Verfahren nach dem Geologiedatengesetz veröffentlicht werden können. Siehe auch BGE 2020l Teil 3 von 4. Geschäftszeichen: SG02102/7-1/26-2020#23 – Objekt-ID: 828640 – Revision: 000 Entscheidungserhebliche Daten und Tatsachen für die geowissenschaftlichen Abwägungskriterien Die Veröffentlichung von entscheidungserheblichen Tatsachen und Erwägungen, hier geologische Daten, erfolgt nach dem Gesetz zur staatlichen geologischen Landesaufnahme sowie zur Übermittlung, Sicherung und öffentlichen Bereitstellung geologischer Daten und zur Zurverfügungstellung geologischer Daten zur Erfüllung öffentlicher Aufgaben (Geologiedatengesetz – GeolDG). Das GeolDG löst das Lagerstättengesetz ab und nach § 1 GeolDG (GeolDG) regelt es die staatliche geologische Landesaufnahme, die Übermittlung, die dauerhafte Sicherung und die öffentliche Bereitstellung geologischer Daten sowie die Zurverfügungstellung geologischer Daten zur Erfüllung öffentlicher Aufgaben, um den nachhaltigen Umgang mit dem geologischen Untergrund gewährleisten und Geogefahren erkennen und bewerten zu können. Geologische Daten werden insbesondere auch für das Standortauswahlverfahren nach dem Standortauswahlgesetz (StandAG) benötigt. Das GeolDG trat mit dem 30.06.2020 in Kraft, so dass seitens der BGE, den Landesministerien und Landesbehörden ab diesem Zeitpunkt mit den Verfahren nach dem GeolDG zur Kategorisierung und öffentlichen Bereitstellung geologischer Daten begonnen werden konnte. Die erforderlichen Verfahren waren aufgrund ihres Umfangs nicht in dem bis zur Veröffentlichung bestehenden Zeitraum umzusetzen. Insofern werden nach dem 28.09.2020 weitere geologische Daten veröffentlicht werden. Die Veröffentlichung erfolgt mit Hilfe einer Revision des vorliegenden Datenberichtes. Dabei werden die bisher im vorliegenden Bericht weiß abgedeckten Bereiche nicht weiter abgedeckt, sondern die „darunter liegenden“ Daten sichtbar gemacht. Mit diesen Anlagen sind der untersetzenden Unterlage (BGE 2020l) die entscheidungserheblichen Daten zu den Mindestanforderungen und geowissen- schaftlichen Abwägungskriterien angefügt. Die darin angegebenen Koordinaten beziehen sich dabei immer auf die den identifizierten Gebieten und Teilgebieten zugrundeliegenden Daten und beschreiben damit nicht zwingend das Teilgebiet selbst. - 33 - Stammdaten - 3469/ 5801/ 1 - Bnum: 4226 . . Objekt / Name : Bohrungs- / Aufschluß-Nr. : Archiv-Nr. : Endteufe [m] : Stratigraphie der Endteufe : ELLERBURG Z1 2776.50 Karbon . TK 25 : Ort / Gemarkung : GK Rechtswert/Hochwert [m] : UTM East/North [m] : Hoehe des Ansatzpunktes [mNN] : Koordinatenbestimmung : Hoehenbestimmung : Lübbecke [TK 3617] Preußisch Oldendorf/Hedem Flur 4 Parzelle 5 3469475.00 / 5801998.00 32469414.68 / 5800117.82 49.50 von Einsender oder Firma angegeben von Einsender oder Firma angegeben . Hauptzweck des Aufschlusses : Aufschlussart : Aufschlussverfahren : Vertraulichkeit : Art der Aufnahme : Exploration, Lagerstättenerkundung Bohrung vertraulich, offen nur mit Einwilligung; Eigentümer: jurist. Personen des Privatrechts (Firma, etc.) Übertragung eines alten Archivbestandes . Schichtenverzeichnis Version : Qualität : erster - letzter Bohrtag : 1 Schichtdaten von guter Qualität; genaue stratigrafische Einstufung 30.10.1967 - 28.1.1968 . Grundwasserstand [m] : Oberster Grundwasserstand [m] : . Gerät : . Bemerkung : . Originalschichtenverzeichnis : Original-Schichtenverzeichnis liegt nicht vor . Geologischer Dienst NRW 02.12.2019

Schichtenverzeichnis_Anlage_20_nicht_barrierefrei.pdf

Schichtenverzeichnis_Anlage_19_nicht_barrierefrei.pdf

Wertstoffe aus Klärschlamm: Umsetzung der Klärschlammverordnung

Wertstoffe aus Klärschlamm: Umsetzung der Klärschlammverordnung Nach Einführung der Klärschlammverordnung im Jahr 2017 stellten sich zum Phosphatrecycling einige Fragen, etwa zum Potenzial rückgewinnbarer Nährstoffe aus Klärschlamm, die die neuen Vorschriften nicht ausreichend regelten. Eine Studie des UBA beantwortet diese Fragen und gibt Hinweise zu analytischen Methoden und Untersuchungsintervallen für die Klärschlammuntersuchung. Nährstoffpotenziale kommunaler Klärschlämme Als ein Ziel der Studie „ExtraWERT“ sollten die Potenziale an Wertstoffen ermittelt werden, welche durch die neue Rechtslage – insbesondere im Zuge der Umsetzung der Klärschlammverordnung (AbfKlärV) von 2017 – erfasst werden. Auch nicht genutzte Potenziale waren aufzuzeigen. Grundsätzlich sollen alle in Abwässern enthaltenen Nährstoffe umfassend zurückgewonnen werden, um so wertvolle Rohstoffe für die Düngerproduktion zu gewinnen. Dazu wurden die Abwasser- bzw. Klärschlammströme aus kommunalen, industriellen und gemischten Abwassereinleitungen betrachtet, relevante Stoffströme quantitativ erfasst und Wertstoffe, deren Rückholung sinnvoll sein könnte, identifiziert. Insbesondere Phosphor (P) wurde genauer untersucht, um Rückgewinnungsmöglichkeiten und -potenziale zu erfassen. Berechnungen für das Jahr 2016 ergaben, dass in kommunalen Klärschlämmen rund 54.000 Tonnen Phosphor enthalten sind. Die Umsetzung der Vorgaben der Klärschlammverordnung von 2017 wird zu einer deutlichen Steigerung der Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm im Vergleich zur derzeitigen bodenbezogenen Verwertung führen: Erwartet werden 65 Prozent Phosphor-Recycling im Jahr 2029, ausgehend von nur 20 Prozent im Jahr 2016. Daraus könnten 38 Prozent des in Deutschland für Mineraldünger benötigten Phosphors gedeckt werden. Die Anteile anderer Nährstoffe in kommunalen Klärschlämmen sind vergleichsweise gering und liegen im niedrigen einstelligen Prozentbereich. Verluste, die durch die neuen gesetzlichen Regelungen, vor allem durch die steigende thermische Behandlung entstehen, sind als eher gering einzustufen. Wertstoffe in industriellen Abwässern Die Wertstoffpotenziale im Abwasser der Industriebranchen sind aufgrund der unzureichenden Datenlage kaum belastbar zu quantifizieren. Potenziale in Abwässern der Lebensmittelindustrie sind erkennbar, aber aufgrund der Heterogenität innerhalb der Branche schwer konkret zu beziffern. Die Studie kam zu dem Ergebnis, dass bestehende Potenziale in industriellen Abwässern durchaus besser genutzt werden könnten. Gesetzliche Regelungen können in der AbfKlärV nur für solche Abwässer getroffen werden, die zusammen mit kommunalem Abwasser behandelt werden. Der Absatz industrieller Klärschlämme direkt in der Landwirtschaft (vorwiegend über die Bioabfallverordnung) wird, vor allem wegen der Verschärfung des Düngerechts, merklich schwieriger. In Einzelfällen werden bereits Nährstoffe gezielt rückgewonnen (insbesondere mittels Struvitfällung), welche dann als Dünger eingesetzt werden können. Fragen aus dem Vollzug der Klärschlammverordnung Von der Phosphor-Rückgewinnungspflicht ausgenommen sind Abwasserbehandlungsanlagen, deren Klärschlamm weniger als 20 Gramm Phosphor pro Kilogramm Trockenmasse (TM) enthält. Dies sicher festzustellen wird insbesondere durch zum Teil erhebliche Schwankungen im Jahresverlauf erschwert. In dieser Studie sollten vor allem solche Schlämme analysiert werden, die um die für die Phosphor-Rückgewinnung ausschlaggebende Grenze von 20 Gramm pro Kilogramm liegen. Die Untersuchungen an neun kommunalen Klärschlämmen zeigen, dass die Phosphor-Schwankungen im Jahresverlauf nicht zu unterschätzen sind (Schwankungsbreite 4 bis 13 Prozent). Einige Schlämme weisen Messwerte auf, die deutlich oberhalb und unterhalb der Rückgewinnungsgrenze liegen. Klärschlämme, vor allem solche im Grenzbereich 18 bis 22 Gramm Phosphor pro Kilogramm Trockenmasse, sollten daher in vorgegebenen zeitlichen Abständen beprobt werden, um eine Unterschreitung der 20 Gramm pro Kilogramm verlässlich feststellen zu können (z. B. monatlich mit Überschreitungsmöglichkeit in 3 von 12 Fällen). Auch die Zuverlässigkeit der verschiedenen gemäß AbfKlärV zulässigen Analysemethoden zur Untersuchung des Phosphor-Gehalts im Klärschlamm und der dazugehörigen Aufschlussverfahren wurden im Vorhaben untersucht. Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) organisierte zudem einen Ringversuch, in dem die Methoden zusätzlich von akkreditierten Laboren angewandt wurden, um Messunterschiede verschiedener Laboratorien darzustellen. Die Verfahren zur Phosphor-Bestimmung wurden an 15 Klärschlämmen durchgeführt. Die Untersuchungen liefern signifikant unterschiedliche Ergebnisse, die jedoch keine Methode als klar unzulänglich identifizieren lassen. Photometrie und ICP-MS ergeben grundsätzlich niedrigere Messergebnisse als ICP-OES, und Rückflussaufschlüsse niedrigere Ergebnisse als Mikrowellenaufschlüsse. Im Ringversuch mit insgesamt 28 Laboren an einem Klärschlamm bestätigte sich dieser Befund. Signifikant niedrigere Messwerte wurden hier lediglich für die Kombination Photometrie/Rückfluss im Vergleich zur ICP-OES und ICP-MS nach Mikrowellenaufschluss festgestellt. Die Photometrie ist in der Praxis kaum noch relevant. Aus den Untersuchungsergebnissen heraus kann zur Phosphor-Analytik in Klärschlamm der Königswasseraufschluss in der Mikrowelle in Kombination mit der Phosphor-Bestimmung an der ICP-OES empfohlen werden.

Untersuchung der Bildung und der Struktur gebundener Rückstände des Fungizids Cyprodinil in Pflanzen

Das Projekt "Untersuchung der Bildung und der Struktur gebundener Rückstände des Fungizids Cyprodinil in Pflanzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Fachbereich 01 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, Lehrstuhl Biologie V - Umweltanalytik durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, die gebundenen Rückstände des Fungizids Cyprodinil, die in Weizenstroh bis zu 45 Prozent und in Körnern bis zu 30 Prozent des applizierten Wirkstoffs betragen können, bezüglich ihrer Struktur und der Art der Bindung zu charakterisieren. Die in den unlöslichen Pflanzenfraktionen festgelegten Rückstände sollen durch klassische Aufschlüsse und, als zu entwickelnde neue Methode, durch Silylierung freigesetzt, in organische Lösungsmittel überführt und mit hochauflösender NMR-Spektroskopie sowie mit chromatographischen Methoden untersucht werden. Weiterhin sind Festkörper-NMR-Untersuchungen der Rückstände in festen Pflanzenproben und -fraktionen vorgesehen. Cyprodinil wird für die geplanten NMR-Untersuchungen vom Hersteller, Novartis, an geeigneten Molekülpositionen mit 13C markiert. Für die Lokalisation und quantitative Erfassung der Rückstände wird zusätzlich 14C-markierter Wirkstoff eingesetzt. Um größere Mengen von Metaboliten und gebundenen Rückständen für die geplanten Charakterisierungen herzustellen, soll Cyprodinil auch in Weizen-Zellkulturen inkubiert werden. Zur Verminderung der NMR-Untergrundsignale der Pflanzenmatrix ist vorgesehen, die Inkubation in Pflanzen bzw. Zellkulturen durchzuführen, deren natürlicher 13C-Gehalt abgereichert wurde. Für spektroskopische Vergleichsmessungen ist die Kopplung des Fungizids an synthetische Ligninpolymere geplant.

Teil ICT

Das Projekt "Teil ICT" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Pflanzliche Biomasse ist ein geeigneter Rohstoff zur nachhaltigen Gewinnung von Wertstoffen und Energie, wenn bei der Produktion, dem Aufschluss und der Konversion zu Energieträgern die Anforderungen des Marktes und des Klima- und Umweltschutzes berücksichtigt werden. Durch die biotechnologische Bearbeitung geeigneter Pflanzen und die Auswahl der Anbauflächen muss ein hoher Nettoenergieertrag pro Flächeneinheit erzielt und eine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion vermieden werden. In diesem Projekt sollen neue Modell- und Energiepflanzen entwickelt werden, die einer effizienten Konversion der Biomasse zu Wertstoffen und Energie zugänglich sind. Bisher war der kostengünstige Aufschluss von Biomasse und die Verwertung der in Pflanzen enthaltenen Wertstoffe (z.B. Malat, Cellulose, Lignin) ein Problem, da die für einen Aufschluss benötigten Cellulasen teuer und unter den verwendeten Bedingungen nicht sehr stabil sind. Eine neue effiziente Methode ist der fraktionierte Aufschluss der Biomasse unter Verwendung von ionischen Flüssigkeiten (ILS) bei gleichzeitiger enzymatischer Verzuckerung der Cellulose. Die dabei gebildete Glucose kann zu Biogas oder Bioethanol umgesetzt werden. Der ligninhaltige Reststoff soll durch einen chemo-enzymatischen Abbau zu Phenolderivaten umgewandelt oder zu Methan oder Synthesegas vergast werden. In diesem Projekt sollen entsprechende stabile Enzyme für einen effektiven ILs-Aufschluss von Energiepflanzen wie Luzerne, Schilf und Zuckerrüben entwickelt werden. Geeignete Cellulasen und Peroxidasen werden gesucht, durch 'gelenkte Evolution' optimiert, und für den effektiven Abbau von Cellulose vor der Ernte gezielt in den Energiepflanzen produziert. Analog wird auch die gentechnische Produktion von Malat und D-Lactat als zusätzlichem Wertstoff und als Hilfsstoff für den chemo-enzymatischen Aufschluss zunächst an Modellpflanzen getestet und nach dem Nachweis der Machbarkeit auf industrierelevante Energiepflanzen übertragen.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (740) durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines vollkommen neuen Verfahrens zur Erzeugung von gasförmigen Kraftstoffen aus organischen Abfallstoffen. Dazu werden erstmals fermentative Verfahren und bio-elektrische Systeme zu einem neuen Prozess kombiniert. In diesem Prozess werden die Abfallstoffe zunächst in einem 'dark fermentation reactor' fermentativ in organische Säuren umgewandelt und anschließend einer bio-elektrochemischen Konversion, bestehend aus einer Anoden- und einer Kathodenkammer zugeführt werden. An der Anode werden die gelösten organischen Säuren durch exoelektrogene Bakterien zu CO2, H+ und e- oxidiert. Während die Protonen durch eine PEM (proton exchange membrane) der Kathode zugeführt werden, geben die Bakterien die freiwerdenden Elektronen an die Anode ab, so dass diese über eine elektrische Verbindung an die Kathode weiter geleitet werden. Das gebildete CO2 wird ergänzend bedarfsgerecht der Kathode zugeführt. Die Einzelziele des Projektes sind wie folgt definiert: - Entwicklung und Erprobung eines geeigneten Anoden- und Kathodenmaterials und Optimierung der Elektrodenstruktur - Untersuchung der biologischen Diversität der Mikroorganismen an den Elektroden - Optimierung des fermentativ bioelektrochemischen Gesamtverfahrens unter technischen Aspekten im Labormaßstab. Im Berichtszeitraum wurden im Wesentlichen folgende Arbeiten durchgeführt: Ausgehend von Vorarbeiten zur Wasserstoffproduktion mit Edelstahlkathoden in dem für die Methanogenen geeigneten Kulturmedium, wurde iterativ ein auf die Anforderungen der Kathodenentwicklung hin optimiertes Reaktorkonzept entwickelt. Eine Hauptanforderung an den Reaktor ist dabei die integrierte CO2-Versorgung. Hinsichtlich der Entwicklung eines geeigneten Biofilm-Trägermaterials wurden vergleichende Untersuchungen mit Glasfasern und Nanofasern aus Polyacrylnitril (PAN) in einer Kultur von M. barkeri durchgeführt. Die PAN-Nanofasern wurden teilweise zusätzlich mit (3-Aminopropyl)triethoxysilan (ATPES) behandelt, um deren Oberfläche mit positiven Ladungen auszurüsten und so die Biofilmansiedlung zu verbessern. In verschiedenen Langzeitexperimenten mit bioelektrochemischen Systemen, die mit Perkolat als Substrat betrieben wurden, konnte gezeigt werden, dass die bereits im Perkolat bestehende Community an Organismen in der Lage ist, die enthaltenen organischen Säuren komplett zu oxidieren. Dabei konnten Stromstärken von bis zu 0,5 mA/cm2 Anodenfläche gemessen werden. Die durchgeführten Untersuchungen zum fermentativen Aufschluss der Abfallstoffe belegen, dass die gewählten Substrate sehr gut in organische Säuren überführt werden können. Es traten keinerlei Prozessstörungen auf. In HPLC-Untersuchungen konnten keine Alkohole und Zucker im Perkolat nachgewiesen werden. Die Untersuchung des Perkolats zeigte für pH-6,0 die höchsten Konzentrationen an organischen Säuren, besonders die Gehalte an Essigsäure und Buttersäure lagen im Vergleich deutlich über den Werten bei pH-5,5.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Albert-Ludwigs-Universität Freiburg, Institut für Mikrosystemtechnik durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines vollkommen neuen Verfahrens zur Erzeugung von gasförmigen Kraftstoffen aus organischen Abfallstoffen. Dazu werden erstmals fermentative Verfahren und bio-elektrische Systeme zu einem neuen Prozess kombiniert. In diesem Prozess werden die Abfallstoffe zunächst in einem 'dark fermentation reactor' fermentativ in organische Säuren umgewandelt und anschließend einer bio-elektrochemischen Konversion, bestehend aus einer Anoden- und einer Kathodenkammer zugeführt werden. An der Anode werden die gelösten organischen Säuren durch exoelektrogene Bakterien zu CO2, H+ und e- oxidiert. Während die Protonen durch eine PEM (proton exchange membrane) der Kathode zugeführt werden, geben die Bakterien die freiwerdenden Elektronen an die Anode ab, so dass diese über eine elektrische Verbindung an die Kathode weiter geleitet werden. Das gebildete CO2 wird ergänzend bedarfsgerecht der Kathode zugeführt. Die Einzelziele des Projektes sind wie folgt definiert: - Entwicklung und Erprobung eines geeigneten Anoden- und Kathodenmaterials und Optimierung der Elektrodenstruktur - Untersuchung der biologischen Diversität der Mikroorganismen an den Elektroden - Optimierung des fermentativ bioelektrochemischen Gesamtverfahrens unter technischen Aspekten im Labormaßstab. Im Berichtszeitraum wurden im Wesentlichen folgende Arbeiten durchgeführt: Ausgehend von Vorarbeiten zur Wasserstoffproduktion mit Edelstahlkathoden in dem für die Methanogenen geeigneten Kulturmedium, wurde iterativ ein auf die Anforderungen der Kathodenentwicklung hin optimiertes Reaktorkonzept entwickelt. Eine Hauptanforderung an den Reaktor ist dabei die integrierte CO2-Versorgung. Hinsichtlich der Entwicklung eines geeigneten Biofilm-Trägermaterials wurden vergleichende Untersuchungen mit Glasfasern und Nanofasern aus Polyacrylnitril (PAN) in einer Kultur von M. barkeri durchgeführt. Die PAN-Nanofasern wurden teilweise zusätzlich mit (3-Aminopropyl)triethoxysilan (ATPES) behandelt, um deren Oberfläche mit positiven Ladungen auszurüsten und so die Biofilmansiedlung zu verbessern. In verschiedenen Langzeitexperimenten mit bioelektrochemischen Systemen, die mit Perkolat als Substrat betrieben wurden, konnte gezeigt werden, dass die bereits im Perkolat bestehende Community an Organismen in der Lage ist, die enthaltenen organischen Säuren komplett zu oxidieren. Dabei konnten Stromstärken von bis zu 0,5 mA/cm2 Anodenfläche gemessen werden. Die durchgeführten Untersuchungen zum fermentativen Aufschluss der Abfallstoffe belegen, dass die gewählten Substrate sehr gut in organische Säuren überführt werden können. Es traten keinerlei Prozessstörungen auf. In HPLC-Untersuchungen konnten keine Alkohole und Zucker im Perkolat nachgewiesen werden. Die Untersuchung des Perkolats zeigte für pH-6,0 die höchsten Konzentrationen an organischen Säuren, besonders die Gehalte an Essigsäure und Buttersäure lagen im Vergleich deutlich über den Werten bei pH-5,5.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Angewandte Biowissenschaften, Abteilung Angewandte Mikrobiologie durchgeführt. Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines vollkommen neuen Verfahrens zur Erzeugung von gasförmigen Kraftstoffen aus organischen Abfallstoffen. Dazu werden erstmals fermentative Verfahren und bio-elektrische Systeme zu einem neuen Prozess kombiniert. In diesem Prozess werden die Abfallstoffe zunächst in einem 'dark fermentation reactor' fermentativ in organische Säuren umgewandelt und anschließend einer bio-elektrochemischen Konversion, bestehend aus einer Anoden- und einer Kathodenkammer zugeführt werden. An der Anode werden die gelösten organischen Säuren durch exoelektrogene Bakterien zu CO2, H+ und e- oxidiert. Während die Protonen durch eine PEM (proton exchange membrane) der Kathode zugeführt werden, geben die Bakterien die freiwerdenden Elektronen an die Anode ab, so dass diese über eine elektrische Verbindung an die Kathode weiter geleitet werden. Das gebildete CO2 wird ergänzend bedarfsgerecht der Kathode zugeführt. Die Einzelziele des Projektes sind wie folgt definiert: - Entwicklung und Erprobung eines geeigneten Anoden- und Kathodenmaterials und Optimierung der Elektrodenstruktur - Untersuchung der biologischen Diversität der Mikroorganismen an den Elektroden - Optimierung des fermentativ bioelektrochemischen Gesamtverfahrens unter technischen Aspekten im Labormaßstab. Im Berichtszeitraum wurden im Wesentlichen folgende Arbeiten durchgeführt: Ausgehend von Vorarbeiten zur Wasserstoffproduktion mit Edelstahlkathoden in dem für die Methanogenen geeigneten Kulturmedium, wurde iterativ ein auf die Anforderungen der Kathodenentwicklung hin optimiertes Reaktorkonzept entwickelt. Eine Hauptanforderung an den Reaktor ist dabei die integrierte CO2-Versorgung. Hinsichtlich der Entwicklung eines geeigneten Biofilm-Trägermaterials wurden vergleichende Untersuchungen mit Glasfasern und Nanofasern aus Polyacrylnitril (PAN) in einer Kultur von M. barkeri durchgeführt. Die PAN-Nanofasern wurden teilweise zusätzlich mit (3-Aminopropyl)triethoxysilan (ATPES) behandelt, um deren Oberfläche mit positiven Ladungen auszurüsten und so die Biofilmansiedlung zu verbessern. In verschiedenen Langzeitexperimenten mit bioelektrochemischen Systemen, die mit Perkolat als Substrat betrieben wurden, konnte gezeigt werden, dass die bereits im Perkolat bestehende Community an Organismen in der Lage ist, die enthaltenen organischen Säuren komplett zu oxidieren. Dabei konnten Stromstärken von bis zu 0,5 mA/cm2 Anodenfläche gemessen werden. Die durchgeführten Untersuchungen zum fermentativen Aufschluss der Abfallstoffe belegen, dass die gewählten Substrate sehr gut in organische Säuren überführt werden können. Es traten keinerlei Prozessstörungen auf. In HPLC-Untersuchungen konnten keine Alkohole und Zucker im Perkolat nachgewiesen werden. Die Untersuchung des Perkolats zeigte für pH-6,0 die höchsten Konzentrationen an organischen Säuren, besonders die Gehalte an Essigsäure und Buttersäure lagen im Vergleich deutlich über den Werten bei pH-5,5.

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Förderprogramm	373
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