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Abbaupotential von Schadstoffen bei der Biomuellvergaerung

Der anaerobe Abbau von Xenobiotika bei der mesophilen und thermophilen Biomuellvergaerung wird untersucht, um die Entgiftung/Schadstoff-entfrachtung beurteilen zu koennen. Der Schwerpunkt der Untersuchungen liegt beim AOX.

Prozesswasserreinigung und -minimierung bei der Vergaerung von Bioabfall mit simultaner Schadstoffeliminination

Genehmigungsfaehige Detailplanung des Rueckstandsverwerters und Wirtschaftlichkeitsberechnung

MV Energieanlagen WFS

Informationen der staatlichen Umweltverwaltung Mecklenburg-Vorpommern: Karten von Windenergie- und Biogasanlagen in Mecklenburg-Vorpommern

Entwicklung einer neuartigen Prozessregelung im Rahmen der Vergaerung von Bioabfaellen - Schwerpunkt Bioabfallverwertung

Eine energetisch sinnvolle Beseitigung und Verwertung von Bioabfällen und anderen Biomassen ist allgemein erforderlich. Einzig durch den klimaneutralen Prozess der Vergärung ist eine nennenswerte Energieproduktion in diesem Zusammenhang möglich. Da dieser Prozess mikrobiologisch sehr sensibel ist, benötigt er ständig optimale Bedingungen (pH-Wert, Redoxwert, Temperatur, Nährstoffangebot). Um solch optimale Bedingungen betriebssicher zu gewährleisten, sollte im Rahmen des Projektes eine neu-artige online-Prozessregelung entwickelt werden. Ein Bedarf dafür ergibt sich auch durch das stark gestiegene Aufkommen von Vergärungsanlagen, andererseits aus dem bei Betreibern und Anlagenbauern zu beobachtenden Trend zu 'Quereinsteigern', die eigentlich nicht den notwendigen Erfahrungshorizont besitzen. Dies hat in der Vergangenheit immer wieder zu Ausfällen von Biogasanlagen geführt. Insbesondere kleinere Biogasanlagen können zu problematischen Situationen führen, die wirtschaftlich nur durch ein Experten-Regelsystem gelöst werden können, das es derzeit noch nicht auf dem Markt gibt.

Stickstoffdynamik in Komposten und bei der Anwendung

Die Frage nach den Risiken einer Kompostanwendung gewinnt aufgrund des steigenden Kompostaufkommens zunehmend an Bedeutung. Eine intensive Kompostnutzung koennte beispielsweise durch hohe Dosierungen oder lange Anwendungszeitraeume zu einer Auswaschung von Nitrat in das Grundwasser fuehren. Die Beurteilung der Komposte hinsichtlich ihres Auswaschungspotentials stellt ein Problem dar. Die Gesamtstickstoffgehalte sind nicht aussagekraeftig, da Stickstoff im Kompost nur zu geringem Teil in loeslicher Form vorliegt. Er ist groesstenteils in der mikrobiellen Biomasse und in Huminstofffraktionen gebunden und wird nach der Kompostaufbringung langsam und unkalkulierbar in die loesliche Form ueberfuehrt. Ziel des Projektes ist es, die Naehrstoffdynamik waehrend der Kompostierung bzw. der Vergaerung zu erfassen. Der Schwerpunkt wird hierbei auf den Stickstoff gelegt. Es sollen aber auch Kalium und Phosphor Beruecksichtigung finden. Weiterhin werden Moeglichkeiten zur Erzeugung von anwendungsgerechten Komposten mit definierten Naehrstoffzusammensetzungen und -gehalten fuer verschiedene Einsatzgebiete wie Duengung oder Erosions- und Verschlaemmungsschutz untersucht. Als Ausgangssubstrate fuer die Forschungsarbeiten kommen diverse Modellbioabfaelle zum Einsatz. Die Abfallbehandlungen werden in 100 L-Bioreaktoren mit regulierbarer Substrattemperatur und Belueftung durchgefuehrt. Zur Charakteristik und Bilanzierung der Naehrstoffumsetzungen werden die vorhandenen sowie die entstehenden stickstoffhaltigen Komponenten in der Gasphase, im Sickerwasser sowie in der Feststofffraktion erfasst. Weiterhin erfolgt eine Analyse der relevanten Kalium- und Phosphorverbindungen. Zur Erarbeitung von Steuerungsmoeglichkeiten fuer die Naehrstoffzusammensetzung im Kompost werden der Einfluss von Struktur und Zusammensetzung des Abfalls sowie von verschiedenen Betriebsparametern wie der Belueftung, der Temperatur, dem pH-Wert und dem Feuchtegehalt des Substrates untersucht. Der Bioabfall wird waehrend der biologischen Behandlung einer Vielzahl von Umsetzungen unterzogen. Fuer die Erzeugung von Qualitaetskomposten kristallisierte sich die Ammonifikation als besonders bedeutsam heraus. Bei dieser Reaktion werden Ameisensaeuren zu Ammonium/Ammoniak umgesetzt. Der Ammoniakaustrag ueber die Gasphase kann in Abhaengigkeit vom pH-Wert des Substrates und der Belueftungsrate variiert werden. Das im Feststoff verbleibende Ammonium wird weiter mikrobiell umgesetzt.

Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und Behandlung biogener Abfaelle

Im Rahmen des Projektes werden die folgenden Teilvorhaben bearbeitet: a) Energetische Nutzung biogener Reststoffe und Abfaelle: Deponierung, Kompostierung, Vergaerung und Verbrennung in Muellverbrennungsanlagen (MVA) sind gegenwaertig die wesentlichen Alternativen der Behandlung biogener Abfaelle. Sowohl bei der Biogas liefernden Vergaerung als auch in MVA erfolgt eine gewisse energetische Nutzung. Untersucht werden soll die Frage, inwieweit eine bessere energetische Nutzung von nicht oder nur schwach mit Schad- und Problemstoffen belasteten biogenen Abfaellen unter oekologisch und oekonomisch akzeptablen Bedingungen moeglich ist. Dabei kommen technische Anlagenarten in Frage, die in erster Linie auf die energetische Nutzung ausgerichtet sind und weniger Aufwand zum Emissionsschutz und zur Extraktion von Wertstoffen erfordern als die MVA. Zu diesem Thema wird in 1998 eine Studie begonnen, die auf etwa 2 Jahre angelegt ist. b) Begleitende systemanalytische Untersuchungen zu technischen FuE-Arbeiten zur Vergasung von Biomasse im FZK: Die Arbeiten hierzu schliessen an die Beitraege von ITAS im Rahmen einer institutsuebergreifenden Arbeitsgemeinschaft des FZK an, welche 1997 zu einem Abschlussbericht unter dem Titel 'Marktstudie zur Strohvergasung' fuehrte. Auf der Basis dieses Berichtes entstanden in den FZK-Instituten ITC und IATF FuE-Vorhaben zum Thema, zu denen ITAS systemanalytische Beitraege ausarbeiten wird. c) Moegliche Beitraege nachwachsender Rohstoffe zu einer zukunftsfaehigen Entwicklung: Ueber Fragen der energetischen Nutzung hinausgehend werden in diesem Teilprojekt zusaetzlich die aussichtsreichsten Produktlinien der stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe thematisch einbezogen. Das Thema 'Zukunftsfaehigkeit' erfordert einen groesseren Zeithorizont und den noch staerkeren Einbezug globaler Entwicklungen als bei a) und b). 1998 werden zunaechst konzeptionelle Fragen bearbeitet. Aktuelle Information zu dem Projekt finden Sie unter http://www.itas.fzk.de/deu/projekt/wintz-98.htm.

Graskraft

Entwicklung eines Verfahrens und einer Spezial-Anaerobanlage zur Vergaerung von ausschliesslich Gruengut zur Biogaserzeugung. Zur Zeit wird eine Versuchsreihe vorbereitet, um die Erfahrungen aus Laborversuchen auf einen halbtechnischen Massstab zu uebertragen. Grundlagenermittlung fuer Spezial-Anaerobanlagen.

Wissenschaftliche Begleitung Pilotprojekt Heilbronn zur biologisch-mechanischen Abfallbehandlung

In Heilbronn wird eine Pilotanlage mit drei biologischen Restabfall-Behandlungsverfahren gebaut: 1. aerobe Behandlung, 2. anaerobe Behandlung 1-stufig thermophil, 3. anaerobe Behandlung 2-stufig mesophil. Nach Fertigstellung der Anlage wird die Leistungsfaehigkeit verschiedener Behandlungsstufen und -aggregate waehrend eines zweijaehrigen Dauerbetriebes ueberprueft. Nach Durchlaufen der mechanisch-biologischen Behandlung wird das ausgerottete Material in eine Versuchsdeponie eingebaut und das Langzeitverhalten in der Deponie untersucht. An der TH Darmstadt soll dabei ein Instrument zur Prozessbeobachtung und -bewertung insbesondere im Vergleich zu thermischen Verfahren entwickelt werden.

Schwerpunkt Bioabfallverwertung: Verwertung von verpackten Altkosmetika und Körperpflegemitteln

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung von allgemeingültigen Prüfkriterien zur Beurteilung der anaeroben Verwertbarkeit von Abfällen in abfallwirtschaftlichen Vergärungsanlagen am Beispiel von verpackten Altkosmetika und Körperpflegemitteln. Mit Hilfe der Untersuchungen wurden Grundlagen für die Beurteilung der stofflichen Verwertbarkeit von komplexen Mischabfällen geschaffen. Fazit: Im Vorhaben wurde ein Prüfschema zur Beurteilung der biologischen Verwertbarkeit organischer Reststoffe erarbeitet und am Beispiel von kosmetischen Stoffen erfolgreich erprobt. Das Prüfschema bietet erstmals die Möglichkeit, die biologische Verwertbarkeit von Abfällen unter standardisierten Bedingungen zu prüfen. Außerdem wurde aufgezeigt, dass auch für nicht restentleerte Verpackungsmaterialien eine stoffliche Verwertung technisch machbar und ökologisch vorteilhaft sein kann.

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