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Naturnahe Abwasserreinigung in Teichkläranlagen

In der Teichkläranlage Volkertsweiler der Gemeinde Neuhausen lagen die Werte für Ammonium-Stickstoff teilweise über der erlaubten Norm. Die Gemeinde erprobte deshalb, inwieweit sich Dämme aus verschiedenen Filtermaterialien dafür eignen, das Wasser natürlich zu filtern. Das Verfahren, an sich bekannt aber von Kommunen noch kaum genutzt, verwendet horizontale und vertikale Filter: Die Vertikalfilter bestanden aus Containern gefüllt mit Materialien wie Sand, Split oder Kies, durch die das Wasser floss. In den zwei horizontal durchflossenen Dämme filterten Kies und Kalksplit das Wasser. Schilfjungpflanzen bewachsen beide Varianten und verhindern, dass sich das Klärsubstrat zu stark verdichtet. Während die Vertikalfilter am besten bei warmen Wassertemperaturen in den Sommermonaten arbeiteten, waren die Horizontalfilter im Winter am effizientesten.

Nur der Vertikalfilter mit Lavasand schaffte es, den Ammoniomwert unter die Höchstgrenze zu bringen. Die Experten empfehlen deshalb, ihn künftig in ähnlichen Anlagen einzusetzen.

Projektdaten

Projektnummer 2003-01
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Bürgermeisteramt Neuhausen ob Eck
Laufzeit November 2002 bis September 2003
Zuschuss 4.416

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:

RIZ Regionales Energiezentrum für Energietechnik
Offenburg

Regionales Innovationszentrum für Energietechnik

Mit dem Projekt RegioWIN, gefördert vom Land Baden-Württemberg und der EU im gleichnamigen Förderprogramm, verfügt die Region Südbaden über eine wichtiges Instrument, um die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit und Innovationsbereitschaft der regionalen Industrie zu stärken. Das Gemeinschaftsprojekt RegioWIN wird getragen vom Verein Klimapartner Oberrhein und unterstützt durch den badenova Innovationsfonds. Das Leuchtturmprojekt „Vernetzte Energie“ bringt Partner aus Industrie und Forschung zusammen und investiert in Infrastruktur und Wissenstransfer. Ein weiterer Baustein von RegioWIN ist das Regionale Innovationszentrum für Energietechnik (RIZ), getragen von der RIZ-Energiestiftung, an der mehrere regionale Unternehmen, darunter auch badenova beteiligt sind. Zukünftiger Sitz des RIZ-Energie ist ein neues Gebäude mit großem Technikum auf dem Hauptcampus der Hochschule Offenburg. Das im Passivhausstandard entstehende Gebäude deckt seinen Energiebedarf für Heizen, Kühlen, Lüften und Beleuchtung ausschließlich über die eigene Photovoltaikanlage und verfügt über eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung. Nach der geplanten Eröffnung 2019 können Wissenschaftler und Studenten hier an 40 innovativen Arbeitsplätzen forschen und neue Entwicklungen in den Bereichen Energie, Umwelt und Ressourceneffizienz verfolgen. Besondere Schwerpunkte setzt die Hochschule bei den Themen regenerative Energiesysteme, Wasserstofftechnik, Gasanalytik, Biomasse, Strömungsmechanik und energieeffiziente Antriebskonzepte. Mit dem RIZ-Energie bauen die Hochschule Offenburg und die stiftenden Unternehmen die regionalen Forschungskapazitäten im Bereich Umwelt- und Energiewissenschaften weiter aus und tragen zur internationalen Wettbewerbsfähigkeit bei. Mehr Informationen auf der Webseite des RIZ-Energie .

Gülleanwendung auf Grünland: Verminderung gasförmiger und gelöster Stickstoffverluste durch Zusatz pyrogener Pflanzenkohle zum Güllelager
Merzhausen

Biokohle gegen Stickstoffverluste in der Gülledüngung

Gülle ist ein altbewährtes Düngemittel. Beim Austragen von Gülle wie auch von mineralischen Düngern lösen sich jedoch Stickstoffverbindungen. Ammoniak oder Nitrat sickern ins Grundwasser; Lachgas trägt zur Klimaerwärmung bei. Verschiedene Ansätze bekämpfen dieses Problem seit Jahren und haben schon wesentlich dazu beigetragen, die Gülledüngung effizienter und nachhaltiger zu machen. Der Einsatz von Pflanzenkohle aus Pyrolyseanlagen bietet einen weiteren innovativen Baustein, um Stickstoffemissionen zu vermindern. Pyrolyseöfen wandeln bei hoher Hitze Biomasse in Verbrennungsgas und Biokohle um. Zum Einsatz kommt vor allem Material, das anderweitig kaum verwertbar ist. Ein Innovationsfondsprojekt aus dem Jahr 2011 beispielsweise nutzt eine mobile Pyrolyseanlage, um Biomasse aus Rebstockrodung direkt am Weinberg zu verkohlen. Die so gewonnene Kohle reduziert das Volumen der eingesetzten Biomasse drastisch, lässt sich somit leicht transportieren und ist vielseitig einsetzbar. Besonders in der Landwirtschaft zeigt die Biokohle ihr Potential: In den Boden eingearbeitet, speichert sie Wasser und Nährstoffe und wirkt als Kohlenstoffsenke. Aus Praxisberichten ist bekannt, dass im Boden eingearbeitete Biokohle auch Stickstoffemissionen vermindert. Wie genau die Biokohle die Stickstoffverbindungen bindet und den Nitratstoffwechsel verändert ist noch wenig bekannt. Am Mathislehof in Buchenbach erforschten Wissenschaftler vom Institut für Bodenkunde der Universität Freiburg und einer unabhängigen Agentur nun, inwiefern Biokohle Stickstoffemissionen reduziert. Dafür stellten die Forscher am Mathislehof, einem Mutterkuhbetrieb mit Weidewirtschaft, mehrere Versuchsbehälter auf. Die Fässer enthielten Gülle angereichert mit Biokohle in unterschiedlichen Konzentrationen. In regelmäßigen Abständen maßen die Forscher, welche Mengen an Stickstoffverbindungen, unter anderem Ammoniak und Lachgas, aus den Fässern entweichen. Im Frühjahr brachte der Mathieslehof diese verschiedenen Güllegemische mehrmals auf Versuchsflächen aus. Auf diesen Gebieten maßen die Forscher dann über ein Jahr hinweg die gasförmigen und flüssigen Stickstoffemissionen. Das einjährige Projekt maß außerdem, wie lange die Biokohle im Boden verbleibt, ob sie in Hanglagen stark auswäscht und wie sie sich auf das Ökosystem des Weidelandes auswirkt. Das Projekt erforschte damit ein Verfahren, das mit minimalem Aufwand Gülledüngung effizienter und gleichzeitig klimafreundlicher macht. Biokohle verwertet klimaneutral landwirtschaftliche Reststoffe und macht die Nährstoffe der Gülle für Pflanzen besser verfügbar. Weil die Biokohle Ammoniak und andere Geruchsstoffe bindet, nimmt auch der typische Geruch ab und macht so die Gülleausbringung gesellschaftlich akzeptabler. Darstellung dreier wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt Aufgrund einer Befragung mit Blindgeruchsproben zeigte sich, dass acht Gramm Kohle pro Liter Gülle ausreichend sind, um eine Geruchsminderung um 40 Prozent zu erzeugen Die Kohlen erwiesen sich in diversen Biotests gut verträglich für die Umwelt und Lebenswelt des Bodens. Für Regenwürmer wirkte Gülle sogar anziehender, wenn diese mit Kohle behandelt worden war Keine messbaren Unterschiede in der Ausgasung von Ammoniak oder Lachgas. Auch nach Gülleausbringung auf Grünland war die N-Freisetzung gleich, ob gasförmig oder flüssig, hier einschließlich Nitrat und Ammonium. Sehr geringe Kohlemengen im ersten Anwendungsjahr könnten die Ursache fehlender Unterschiede sein. Für die beiden verwendeten Pflazenkohlen wurden Unterschiede in ihrer Wirkungsstärke festgestellt. Inwiefern diese jedoch bestimmt werden von Parametern der Herstellungsweise oder Biomassequelle ist aufgrund der vorliegenden Daten nicht ersichtlich The main results were as follows In olfactory tests, however, significant effects were visible in the presence of biochar. Due to blind tests and interviews only 8 g biochar per liter slurry were necessary to reduce the odor by 40 percent. In various bioassays the biochars proved to be without consequences for the soil environment. For earthworms cattle manure seemed even more attractive if it was treated with bochar before. Measurable differences in the emission of ammonia and nitrous oxide were undetectable. Similarly, no effect on the N-release (gaseous or liquid) emerged after slurry spreading on grassland, here including nitrate and ammonium. The lack of differences might be due to very small amounts of biochar in the first year of application (0,08 an 0,4 t/ha). The two biochars displayed different effects during several assays. But determining the criteria responsible for these differences (either parameters of manufacture or biomass source) is not apparent from the available data.