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Biozide aus offenen Kühltürmen

Kraftwerke und Industrie nutzen Wasser aus Oberflächengewässern, um ihre Anlagen auf Betriebstemperatur zu halten. Dies geschieht in großen, meist offenen Kreislaufkühlsystemen. Um das Ökosystem von Flüssen und Seen zu schützen, darf das Kühlwasser auf maximal 25 °C erwärmt werden, wenn es zurück in die Gewässer gelangt. Um zu verhindern, dass sich im warmen Wasser krankheitserregende Keime und Bakterien ansiedeln, setzen die Anlagen oft Biozide ein. Diese Biozide jedoch gelangen, zusammen mit toxischen Abbaustoffen, zum Beispiel aus dem Korrosionsschutz, in die Gewässer und damit in den Wasserkreislauf. Die Menge und Art an toxischen Stoffen, die so ins Wasser gelangen, ist ebenso wenig bekannt, wie ihre Auswirkung auf Trinkwasserqualität und Ökosysteme.

Zusammen mit dem Karlsruher Technologiezentrum Wasser (TZW) evaluiert die Arbeitsgemeinschaft Wasserwerke Bodensee-Rhein (AWBR) Ausmaß und Risiken und schlägt schließlich umweltfreundlichere Alternativen vor. Hierzu erarbeiten die Wissenschaftler zuerst eine Liste der häufigsten Substanzen und ermitteln im Labor, ob herkömmliche Reinigungsverfahren diese Stoffe aus dem Wasser entfernen können. Außerdem untersuchen die Wissenschaftler, wie die Einsatzstoffe auf den menschlichen Organismus wirken und ermitteln Empfehlungen für die Wasserversorgung. Für die Kühlanlagen erstellt das Projekt Richtlinien, die den Betreiber hilft abzuschätzen, wann wie viele Chemikalien nötig sind. Die Betreiber können so ihren Verbrauch reduzieren und wenn möglich auf umweltfreundlichere Substanzen zurückgreifen.

Das Pilotprojekt liefert erstmals Daten für ein noch wenig erforschtes Problemfeld der Wasserwirtschaft. Die entstehende Datenbank bietet eine Übersicht über herkömmliche Anlagentypen, die Zusammenstellung und Risiken der Einsatzstoffe sowie Empfehlungen für einen effizienteren Einsatz. Für Wasserversorger, Behörden und Anlagenbetreiber ist das Projekt ein wichtiger erster Schritt, um den Risiken der Kühlwasserbehandlung kompetent zu begegnen.

Projektdaten

Projektnummer 2013-08
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Arbeitsgemeinschaft Wasserwerke Bodensee-Rhein
Laufzeit Juli 2013 bis Juni 2015
Zuschuss 174.170

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Abluftreinigungsanlage mit integrierter Wärmerückgewinnung zur Reduzierung von Methanolemissionen aus Textilveredelungsprozessen
Bad Säckingen

Abluftreinigung mit Wärmerückgewinnung

Abluftreinigungssysteme sind in Textilbetrieben bisher nicht vorgeschrieben und wegen ihrer hohen Betriebskosten und dem großen Energieverbrauch kaum im Einsatz. Außerdem entfernen die herkömmlichen Anlagen die Schadstoffe noch nicht effizient genug. Die Brennet AG, die in Bad Säckingen umweltfreundlich hochwertige Textilien herstellt, erprobt den Prototyp einer neuen Filteranlage. Mit einem Wirkungsgrad von 50 bis 90 Prozent verhindert sie, dass Treibhausgase wie CO2, Methan oder Schadstoffe wie Formaldehyd in die Luft geraten. Die Reinigung verläuft in mehreren Schritten: Verdampftes Wasser kühlt die Abluft zuerst ab, wobei das kondensierte Wasser teilweise schon Schadstoffe absorbiert. Danach lädt ein Ionisator die Partikel elektrostatisch auf und bindet sie mithilfe einer Wasserdrüse an Wassertröpfchen. Aufgeteilt in seine wasser- und ölhaltigen Bestandteile gelangt das Endprodukt schließlich ins normale Abwassersystem oder in einen Sammelbehälter. Dem Filterprozess vorgeschaltet ist ein Röhrenwärmeaustauscher, der den Energieverbrauch der Anlage um 15 % senkt, indem er die Hitze der Abluft nutzt. Die Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz Baden-Württemberg (LUBW) analysiert inwieweit der vielversprechende Prototyp schon geeignet ist, sich zum branchenüblichen Standard zu entwickeln. Pro Jahr spart die Anlage voraussichtlich 10. 000 Euro an Energiekosten und demonstriert so, dass sich Abluftreinigungssysteme trotz der Investitionskosten auch finanziell lohnen. Das Projekt wurde abgebrochen, da sich die Notwendigkeit einer Abluftreinigung nicht mehr stellt.

	Machbarkeitsstudie zum Einsatz einer innovativen Technologie zur Bioenergieerzeugung mittels Pyrolyse mit niedrigen Staubemissionen und hohem CO2-Reduktionspotential
Freiburg

Studie zur Pyrolyse von Biomasse

Anders als beim Vergasen oder Verbrennen von Biomasse benötigt die Pyrolyse (auch Verschwelung genannt) keinen Sauerstoff, um Stoffe zu zersetzen. Deshalb nennt man dieses Verfahren, dessen Name sich vom griechischen ‚pyr’ für Feuer und ‚lysis’ für Auflösung ableitet, auch eine thermo-chemische Spaltung. Alleine durch das Erhitzen verschwelt der eingesetzte Stoff zu einer kohleartigen Masse. Das macht das Verfahren interessant, um biogene Reststoffe, wie sie in der Landwirtschaft oder der Lebensmittelproduktion anfallen, energetisch zu verwerten. Bei vielen Stoffen ist noch nicht bekannt, ob sie sich für eine Pyrolyse eignen. Ein Freiburger Projektteam testet das Pyrolyseverfahren für Kleegrasmischungen und für Okara, einem wässrigen Nebenprodukt der Tofuproduktion. Während man in Asien Okara in Suppen oder Gebäck verwendet, entsorgen hiesige Produzenten die Masse überwiegend als Abfallstoff oder verkaufen sie als Viehfutter. Wegen des hohen Wassergehaltes war es bisher schwierig, den Restenergiegehalt von Okara zu nutzen, ohne vorher viel Energie in die Trocknung zu stecken. Mit einer Pilotanlage testet das Projekt deshalb, ob sich Okara und Kleegras für Pyrolyseverfahren nutzen lassen. Hierbei wird die Biomasse im luftdichten Reaktor zu Synthesegas und Biokohle umgesetzt, die als konzentrierter Kohlenstoff (C) anfällt. In einem zweiten Reaktor verbrennt das Synthesegas emissionsarm zur Wärmenutzung. Biokohle – d. h. verkohlte Biomasse – zeichnet sich durch zwei Eigenschaften aus: In den Boden eingearbeitet verbessert sie dessen Fähigkeit, Wasser und Nährstoffe zu speichern. Unter dem Namen Terra Preta ist dieses Prinzip aus Südamerika bekannt, wo die Ureinwohner in präkolumbianischer Zeit so die Erträge auf den nährstoffarmen Böden verbesserten. Das Projekt untersucht, wie sich Biokohle aus Okara auf das Pflanzenwachstum und Stoffflüsse auswirkt, ob sie eventuell Schadstoffe enthält und ob sie sich überhaupt für hiesige Böden eignet. Noch eine zweite Eigenschaft macht die Biokohle zu einem besonderen Stoff. Sie speichert einen Großteil des Kohlenstoffes, einem Hauptbestandteil von Biomasse. Anders als bei fossilen Brennstoffen, deren Nutzung große Mengen an CO2 freisetzt oder beim Verbrennen von Biomasse bzw. Biogas, bei dem die ausgestoßene Menge an CO2 dem entspricht, was die Pflanzen während ihres Wachstums aufgenommen haben, hat die Pyrolyse eine negative CO2-Bilanz. Mit dieser sogenannten C-Sequestrierung bindet man durch die langsame Zerfallsrate der Biokohle den klimaschädlichen Stoff langfristig im Boden. Damit hat die Pyrolyse das Potential, bisher unbrauchbare oder gemischte biogene Resstoffe zu nutzen und mit dem Düngepotential der Biokohle die CO2-Bilanz verschiedenster Produktionskreisläufe zu verbessern. Ein weiteres Projekt