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Wie lassen sich Seen effektiver belüften?

Der Restaurierung von stark eutrophierten Seen (insbesondere Baggerseen, die als Bade-/Freizeitseen genutzt werden) und deren Wasserqualität kommt eine zunehmende Bedeutung zu. Das Projekt ist eine Machbarkeitsstudie zur Erprobung der Anwendung von Singulett-Sauerstoff im Rahmen von Seebelüftungsmaßnahmen am Beispiel des Flückiger Sees und des Waltershofener Sees in Freiburg. Singulett-Sauerstoff ist eine Form eines angeregten Sauerstoff-Moleküls, es ist sehr reaktiv und giftig. Es kann (photo-) chemisch hergestellt werden.

Die Kombination von Singulett-Sauerstoff und der Technik der Tiefenbelüftung von Seen ist ein innovativer Ansatz zur Sanierung von stark eutrophierten Seen. Wenn die Studie eine wirkungsvollere und zugleich kostengünstigere Sanierungsmöglichkeit aufzeigt, leistet sie einen Beitrag zum Gewässerschutz, aber auch zum Schutz des Grundwassers (Baggerseen sind sog. „Grundwasserblänken“ und stehen in intensivem Wasseraustausch mit dem Grundwasserkörper selbst).

Projektdaten

Projektnummer 2004-08
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Limnologie Büro Hoehn, Freiburg
Laufzeit Mai 2004 bis September 2005
Zuschuss 60.000

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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.

Feldversuch zur Nachbehandlung des Ablaufwassers der Teichkläranlage
Neuhausen

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.

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