Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Die Hamburger Phosphorrecyclinggesellschaft mbH übernimmt die Rückstände aus der Abwasserbehandlung des Klärwerks Hamburg und verwertet diese thermisch in einer Klärschlammmonoverbrennungsanlage. In der Anlage werden jährlich etwa 125.000 Tonnen getrockneter Klärschlamm verbrannt. Dabei fallen Nährstoffe wie Phosphor in relativ konzentrierter Form in der Asche an, was grundsätzlich die Möglichkeit einer Rückgewinnung und Wiederverwertung bietet. Bisher wurden die aus der Verbrennung resultierenden 20.000 Tonnen Klärschlammasche auf Deponien verbracht. Ziel des Vorhabens ist es, den in der Klärschlammasche enthaltenden Phosphor in Form von Phosphorsäure in den Stoffkreislauf zurückzuführen. Phosphorsäure wird aus bergmännisch abgebautem Phosphatgestein hergestellt, welches hohe Gehalte an Cadmium und Uran aufweist. Eine Schwermetallentfrachtung findet bei diesem Herstellungsprozess aktuell nicht statt, sodass die Schadstoffe mit den Düngemitteln auf die landwirtschaftlich genutzten Böden und somit in die Nahrungskette gelangen. Mit Hilfe der innovativen TetraPhos ® -Anlage der Hamburger Phosphorrecyclinggesellschaft mbH sollen der Phosphor in mehreren Prozessschritten durch Zugabe von Säure aus der Verbrennungsasche herausgelöst und gleichzeitig die Störstoffe abgetrennt werden. Die Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm ist seit Inkrafttreten der novellierten Klärschlammverordnung für die nach Monoverbrennung anfallenden Aschen ab 2029 zwingend vorgeschrieben. Bei erfolgreichem Projektverlauf ist von einem hohen Multiplikatoreffekt des REMONDIS TetraPhos ® -Verfahrens für die gesamte Abwasserwirtschaft, insbesondere für Betreiber von Klärschlammmonoverbrennungsanlagen auszugehen. Mit dem Vorhaben können jährlich etwa 1.600 Tonnen Phosphor zurückgewonnen werden, die am Markt vielfältig einsetzbar sind. Als Abnehmer des rückgewonnenen Phosphors kommen neben der Düngemittelindustrie auch Unternehmen der Automobil-, Galvanik- und Chemiebranche in Betracht. Des Weiteren entstehen bei der Aufbereitung der Asche durch das Herauslösen des Calciums verwertbarer Gips, und nennenswerte Anteile der enthaltenen Eisen- und Aluminiumverbindungen werden in eine Lösung überführt, die auf der Kläranlage wiederum zur Phosphatelimination eingesetzt werden kann. Die übrig bleibende Asche wird deutlich volumenreduziert und kann auf Deponien abgelagert oder in der Baustoffindustrie als Zuschlagsstoff verwertet werden. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Hamburger Phosphorrecyclinggesellschaft mbH Bundesland: Hamburg Laufzeit: seit 2017 Status: Laufend
Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Cadmium verdient unter den Schwermetallen besondere Beachtung, da seine Toxizität für Tiere und Menschen erheblich größer als die anderer Schwermetalle ist. Als Akkumulationsgift wird es im Körper angereichert und kann dort über Jahrzehnte verbleiben. Auf Grund seiner chemischen Verwandtschaft zum Zink kommt es fast ausschließlich mit diesem vor, insbesondere in allen zinkführenden Mineralen (u. a. Zinkblende, Galmei) und Gesteinen. Die durchschnittliche Cd-Konzentration der Gesteine der oberen kontinentalen Erdkruste (Clarkewert) beträgt 0,1 mg/kg, in Böden finden sich Gehalte in der Regel 0,50 mg/kg. Im Gegensatz zu As und anderen Schwermetallen (z. B. Cr, Ni) ist in den oberflächennah anstehenden sächsischen Hauptgesteinstypen keine geochemische Spezialisierung auf Cd nachweisbar. Die petrogeochemische Komponente liegt im Bereich des Clarkwertes um 0,1 mg/kg. In den Erzlagerstätten ist Cd vor allem an die Zinkerze der polymetallischen hydrothermalen Gänge und teilweise an die Skarnlagerstätten und stratigen-stratiformen Ausbildungen gebunden (chalkogene Komponente). Seit Beginn der Industrialisierung gelangt Cadmium über die Emissionen der Buntmetallhütten, die Verbrennung von Kohlen und Erdöl und in jüngerer Zeit über Galvanotechnik, Müllverbrennung, Düngemittel, Klärschlämme und Komposte anthropogen in die Umwelt. Während in den Oberböden Nord- und Mittelsachsens niedrige Gehalte dominieren (Cd-arme periglaziäre sandige bis lehmige Substrate; Löss), kommt es in den Verwitterungsböden über Festgesteinen zu einer relativen Anreicherung. Eine Abhängigkeit vom Tongehalt ist insofern festzustellen, dass die sandigen Substrate gegenüber lehmigen Substraten etwas niedrigere Cd-Gehalte aufweisen. Auf Acker- und Grünlandstandorten sind im Vergleich zu den Waldstandorten im Oberboden höhere Cd-Gehalte anzutreffen, da infolge der sehr niedrigen pH-Werte unter Forst eine Cd-Mobilisierung und Verlagerung in größere Bodentiefen stattfindet. Besonders hohe Cd-Belastungen befinden sich im Freiberger Raum, die durch die geogene Cd-Anreicherung bei der Bildung buntmetallführender Erzgänge aber vor allem anthropogen durch die Verhüttung von Zinkerzen verursacht werden. Die höchsten Gehalte sind in den Oberböden in unmittelbarer Nähe der Hüttenstandorte sowie in geringeren Konzentrationen östlich davon (in Hauptwindrichtung) festzustellen. Andere Lagerstättengebiete mit Zinkverzungen im Westerzgebirge und in der Erzgebirgsnordrandzone weisen nur schwach erhöhte Gehalte auf. Eine besondere Stellung bei der Belastung mit Cadmium nehmen die Auenböden der Freiberger und der Vereinigten Mulde ein. Durch die Abtragung von Böden mit geogen verursachten Anreicherungen im Einzugsgebiet und den enormen anthropogenen Zusatzbelastungen durch die Erzaufbereitung und die Hüttenindustrie, kommt es bei Ablagerung der Flusssedimente und Schwebanteile in den Überflutungsbereichen zu hohen Cd-Anreicherungen. In den Auenböden der Elbe und Zwickauer Mulde treten dagegen deutlich niedrigere Gehalte auf. Die geogenen und anthropogenen Prozesse führen im Freiberger Raum und in den Auenböden der Freiberger und Vereinigten Mulde zu flächenhaften Überschreitungen der Prüf- und Maßnahmenwerte der Bundes-Bodenschutz- und Altlastenverordnung (BBodSchV) für Cadmium.
Die thermische Behandlung des stickstoffreichen Abfallstoffs Klärschlamm erfolgt überwiegend in stationären Wirbelschichten. Die Betriebsführung dieser Anlagen fokussiert auf eine weitgehende Minderung der Stickoxidemissionen und berücksichtigt bisher nur teilweise die Minderung des klimarelevanten Abgasparameters Lachgas (N2O). Die Treibhausgaswirkung von N2O ist um den Faktor 300 höher im Vergleich zu CO2 und kann bei hohen Emissionen die Klimabilanz der Klärschlammverbrennung deutlich verschlechtern. Infolge der Umsetzung der Vorgaben der AbfKlärV wird zu den bestehenden Anlagen ein massiver Zubau an neuen Monoverbrennungsanlagen ( 30) erwartet, welcher bis 2029 weitgehend abgeschlossen sein soll. In diesem Zusammenhang bietet sich durch Anwendung geeigneter Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte die Möglichkeit, die Klimawirkung der thermischen Klärschlammbehandlung insgesamt zu mindern. Im Rahmen des Vorhabens sollen Emissionsdaten von NOx/N2O unter Berücksichtigung der angewandten Feuerungs- und Abgasreinigungskonzepte ermittelt und ausgewertet werden. Basierend hierauf werden Einsatzbereiche und Minderungseffizienzen primärer und sekundärer Schadgasminderungsmaßnahmen identifiziert und praktische Handlungsempfehlungen zur Minderung der NOx/N2O-Emissionen abgeleitet.
Ziel des hier beantragten Projekts ist es, Maßnahmen zu erforschen, um Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung zu reduzieren und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung zu optimieren. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst ein online Agglomerationswächter erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig zu überwachen und dadurch höhere Temperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität auf. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen erprobt. Der hier vorgeschlagene technologische Ansatz zeichnet sich durch einen sehr hohen möglichen Impact durch die aktuelle und künftig noch steigende Bedeutung der Mono-Klärschlammverbrennung in Wirbelschichten sowie den strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen aus. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Tool dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.
Ziel des hier beantragten Projekts ist es, Maßnahmen zu erforschen, um Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung zu reduzieren und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung zu optimieren. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst ein online Agglomerationswächter erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig zu überwachen und dadurch höhere Temperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität auf. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen erprobt. Der hier vorgeschlagene technologische Ansatz zeichnet sich durch einen sehr hohen möglichen Impact durch die aktuelle und künftig noch steigende Bedeutung der Mono-Klärschlammverbrennung in Wirbelschichten sowie den strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen aus. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Tool dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.
Ziel des hier beantragten Projekts ist es, Maßnahmen zu erforschen, um Lachgasemissionen stationärer Wirbelschichten zur thermischen Klärschlammverwertung zu reduzieren und gleichzeitig die Aschequalität mit dem Ziel der Phosphorrückgewinnung zu optimieren. Eine Erhöhung der Wirbelschichttemperatur ist dafür unerlässlich. Um dies zu realisieren, soll zunächst ein online Agglomerationswächter erforscht und erprobt werden, um den Fluidisierungszustand zuverlässig zu überwachen und dadurch höhere Temperaturen in der Wirbelschicht realisieren zu können. Anschließende Versuche an zwei Laboranlagen dienen erstens als Proof of Concept des Agglomerationswächters und zeigen zweitens den Einfluss von Temperaturerhöhungen und Additiveinsatz auf Lachgasemissionen und Aschequalität auf. Final werden die in der Laboranlage ermittelten optimalen Betriebsparameter und Additive sowie der Agglomerationswächter in drei Industrieanlagen erprobt. Der hier vorgeschlagene technologische Ansatz zeichnet sich durch einen sehr hohen möglichen Impact durch die aktuelle und künftig noch steigende Bedeutung der Mono-Klärschlammverbrennung in Wirbelschichten sowie den strenger werdenden regulatorischen Anforderungen hinsichtlich Aschequalität und Emissionen aus. Zusätzlich stellt er ein einfach, kostengünstig und modular nachrüstbares Tool dar, welches bereits kurzfristig am Markt verfügbar sein kann.
In dem Vorhaben OxyCO2 wird die Kopplung einer Elektrolyse und einer Wirbelschichtfeuerung untersucht. Dabei soll der Elektrolyse-O2 genutzt werden, um eine Klärschlamm-Monoverbrennung im Oxyfuel-Betrieb zu ermöglichen. Aus der Verbrennung entstehendes CO2 kann zusammen mit Elektrolyse-H2 genutzt werden, um Methanol herzustellen. Durch die experimentelle Klärschlammverbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung sollen unter Variation einiger Parameter (z.B. Rauchgaszirkulation, Lambda, Feedgas-Vorwärmung) optimale Betriebsbedingungen ermittelt werden. Es wird eine modulare Rauchgasreinigungsanlage im Technikumsmaßstab errichtet, um den Einfluss einer partiellen und vollständigen Oxyfuel-Verbrennung auf die Rauchgasreinigung untersuchen zu können. Zusätzlich wird das Verfahren mithilfe der experimentellen Daten simulativ untersucht. Darunter werden unterschiedliche Modi für die Oxyfuelverbrennung sowie die Optimierung der Wärmeintegration betrachtet. Aufbauend auf den experimentellen und simulativen Ergebnissen, wird ein gekoppelter Betrieb von Wirbelschicht-Technikumsanlage und Rauchgasreinigungsanlage für die partielle und vollständige Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlamm demonstriert.
In dem Vorhaben OxyCO2 wird die Kopplung einer Elektrolyse und einer Wirbelschichtfeuerung untersucht. Dabei soll der Elektrolyse-O2 genutzt werden, um eine Klärschlamm-Monoverbrennung im Betrieb mit einer O2-Anreicherung bis zur vollständigen Oxyfuel-Verbrennung zu ermöglichen. Aus der Verbrennung entstehendes CO2 kann zusammen mit Elektrolyse-H2 genutzt werden, um Methanol herzustellen. Durch die experimentelle Klärschlammverbrennung in einer Wirbelschichtfeuerung sollen unter Variation einiger Parameter (z.B. Rauchgasrezirkulation, Lambda, Feedgas-Vorwärmung) optimale Betriebsbedingungen gefunden werden. Es wird eine modulare Rauchgasreinigungsanlage im Technikumsmaßstab errichtet, um den Einfluss einer partiellen und vollständigen Oxyfuel-Verbrennung auf die Rauchgasreinigung untersuchen zu können. Zur Bereitstellung von CO2 bei einer O2-Angereicherten Verbrennung, sollen experimentelle Versuche an einer angepassten Aminwäscheanlage durchgeführt werden um den Einfluss des erhöhten CO2-Gehaltes auf die Abscheideleistung und den spezifischen Energiebedarf aufzuzeigen. Durch den Vergleich der vollständigen und partiellen Oxyfuelverbrennung mit der Aminwäsche sollen beide Verfahren gegenübergestellt und energetisch und wirtschaftlich bewertet werden. Zusätzlich wird das Verfahren mithilfe der experimentellen Daten simulativ untersucht. Darunter werden unterschiedliche Modi für die Oxyfuelverbrennung sowie die Optimierung Wärmeintegration betrachtet. Aufbauend auf den experimentellen und simulativen Ergebnissen, wird ein gekoppelter Betrieb von Wirbelschicht-Technikumsanlage und Rauchgasreinigungsanlage für die partielle und vollständige Oxyfuel-Monoverbrennung von Klärschlamm demonstriert.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 78 |
| Land | 27 |
| Type | Count |
|---|---|
| Chemische Verbindung | 1 |
| Daten und Messstellen | 3 |
| Förderprogramm | 46 |
| Text | 25 |
| Umweltprüfung | 15 |
| unbekannt | 15 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 48 |
| offen | 53 |
| unbekannt | 2 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 101 |
| Englisch | 24 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Datei | 2 |
| Dokument | 22 |
| Keine | 52 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 34 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 75 |
| Lebewesen und Lebensräume | 74 |
| Luft | 58 |
| Mensch und Umwelt | 103 |
| Wasser | 74 |
| Weitere | 89 |