April 2002

Wasserstoff aus Abwässern

30. Apr 2002 11:11 - Netzeitung

Druck, Hitze, ein Katalysator und landwirtschaftliche oder industrielle Abwässer. Aus diesen Zutaten könnte in Zukunft effizient Wasserstoff für die Energieversorgung gewonnen werden.

Abwässer aus der Landwirtschaft und der Papierindustrie und auch sehr nasse Klärschlämme könnten effizient Wasserstoff für Brennstoffzellen liefern. Eine neue Methode, die den doppelten Wirkungsgrad bisheriger, ähnlicher Techniken haben soll, haben der Forscher Ashok Bhattacharya und sein Team von der University of Warwick entwickelt. Die Abwässer sollen nach den Ideen der britischen Wissenschaftler Energie für Haushalte, Fabriken und Autos liefern.

Doppelte Wassersoff-Gewinnung

Zumindest in ersten Laborversuchen funktioniert das Prinzip: Die industriellen Abwässer, etwa von Papierfabriken, werden bei hohem Druck und hoher Temperatur in ihre einzelnen gasförmigen Bestandteile Methan, Wasser, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und einige Wasserstoffe zerlegt. Diese Gase werden dann in einen Reaktor eingespeist, der mit Hilfe eines Nanokristall-Katalysators große Mengen Wasserstoff aus Methan und Wasser freisetzt.

Dabei kommt nach Aussage der Forscher ein mit Palladium beschichteter Keramikfilter zum Einsatz, der nur für Wasserstoff-Teilchen durchlässig ist. Der entstehende Wasserstoff kann durch diesen Filter dem Reaktor entzogen werden, was auch die Reaktion weiter in gang hält, die sonst irgendwann einen Gleichgewichtszustand erreichen würde. Als Ergebnis gewinne man Wasserstoff mit einer Reinheit von 95 Prozent. Die Produktion sei besonders umweltfreundlich, weil als einziges Abfallprodukt Distickstoffmonoxid entstehe.

Der Reaktor kommt zum Abwasser

Am besten gewinne man den Wasserstoff direkt dort, wo die Abwässer anfallen, schlägt Bhattacharya vor. Der nötige Reaktor lasse sich in einem relativ kleinen Gebäude unterbringen. Die Forscher aus Warwick haben jetzt rund vier Millionen Euro an europäischen Fördergeldern erhalten, um ihre Labor-Version zu größeren Prototypen zu entwickeln. Eine erste größere Anlage soll nach Angaben der Universität Warwick bis 2005 fertiggestellt sein.

Wasserstoff gilt als möglicher sauberer Brennstoff der Zukunft. Er kann unter anderem in sogenannten Brennstoffzellen praktisch abgasfrei zur Energiegewinnung genutzt werden. Die größten Probleme mit der Technologie sind derzeit die umweltfreundliche und energieeffiziente Herstellung des Wasserstoffs und dessen Transport. Wasserstoff ist das kleinste natürlich vorkommende Molekül und durchdringt auch Materialien, die für alles andere dicht sind. Außerdem ist er hochexplosiv. (nz/jkm)

Wasser, Abwasser: Große Preisunterschiede

Leipziger Volkszeitung 25.4.2002

Leipziger Handwerkskammer verglich Ver- und Entsorgungspreise für durchschnittliche Unternehmen

Leipzig / Muldentalkreis. Zwölf Verbände kümmern sich im Regierungsbezirk Leipzig um die Trinkwasser-Versorgung, und knapp dreimal so viele Verbände sind mit der Abwasser-Entsorgung beschäftigt. So bunt wie diese Struktur, so verschieden sind die Kosten, die für die Einwohner und die Unternehmen entstehen. Zum Teil liegen die Kostenbelastungen um mehr als die Hälfte über dem Durchschnitt des Regierungsbezirks. Die Handwerkskammer Leipzig (HWK), die 11 200 Betriebe, davon 850 im Leipziger Land, vertritt, erarbeitete eine Analyse, die die Kosten für vier Betriebe beispielhaft hochrechnet. Der Versorgungsverband Grimma-Geithain (VVGG) taucht zweifach als Spitzenreiter bei den Trinkwasserpreisen auf, einmal bei den Abwasserpreisen.

"Es geht uns nicht um die Preise eines einzelnen Verbandes. Es geht uns um die Gesamtsituation und die zum Teil erheblichen Differenzen", sagt Dr. Andreas Brzezinski, Hauptabteilungsleiter Grundsatzfragen und Wirtschaftsförderung bei der Handwerkskammer zu Leipzig. Neben anderen Kostenfaktoren seien die Preise für Wasser und Abwasser wichtige Aspekte, wenn eine Firma sich zwischen mehreren Standorten zu entscheiden habe. Über zu hohe Standortkosten und daraus resultierende Wettbewerbsprobleme wird in der regionalen Wirtschaft sehr oft gesprochen. Auch auf einer industriepolitischen Konferenz in Leipzig habe man das mit Unternehmern diskutiert, so Dr. Brzezinski: "Wir haben aber gesagt:Wir wollen nicht klagen, sondern das Problem an Zahlen festmachen." Ergebnis ist eine Analyse, die die Handwerkskammer den Landratsämtern und dem Regierungspräsidium übergab. Mit der Hoffnung, dass die Rechtsaufsicht daraus Konsequenzen zieht, denn: "Unsere Einflussmöglichkeit auf die Verbände ist sehr eingeschränkt."

Die Studie birgt durchaus politisch brisante Aussagen. Die Kostenunterschiede innerhalb des Regierungsbezirkes sind zum Teil beträchtlich. Das wird in dem Papier an Beispielrechnungen deutlich gemacht.

Beispiel A betrachtet die jährlichen Kosten für einen kleinen Handwerksbetrieb (vier Mitarbeiter, Grundstück 500 Quadratmeter, davon 200 versiegelt, jährlicher Trinkwasserbedarf 219 Kubikmeter). Am günstigsten ist das Wasser hier beim ZV Torgau/Westelbien zu haben (421 Euro)*. Am teuersten ist das Wasser beim ZV Mittleres Erzgebirgsvorland mit 715 Euro (Versorgt im Muldentalkreis einige Ortsteile von Zschadraß und Colditz). Der VVGG liegt mit 559 Euro in der Mitte. Die günstigsten Abwassergebühren hat die Gemeinde Laußig bei Eilenburg mit 443 Euro, die höchsten der AZV Beilrode/Arzberg (833 Euro). Beim VVGG müsste der Handwerksmeister mit 616 Euro rechnen.

Beispiel B: Bäckerei mit zehn Beschäftigten (Grundstück 3000 Quadratmeter, 2000 versiegelt, 730 Kubikmeter/Jahr). Spitzenreiter in Sachen Trinkwasser ist der VVGG (2551 Euro), billigster die Stadt Schildau (968 Euro). Beim Abwasser rangiert der VVGG mit 2539 Euro im Mittelfeld.

Beispiel C: Werkstatt mit 25 Beschäftigten (8000 Quadratmeter, 5000 versiegelt, 912,5 Kubikmeter Wasser/Jahr). Das teuerste Wasser kommt auch hier vom VVGG (3158 Euro), das preiswerteste fließt in Schildau. Den Spitzenplatz beim Abwasser hat der AZVLeisnig inne (5890 Euro), am billigsten ist die Entsorgung in Laußig (1848 Euro).

Beispiel D:Industriebetrieb (50 Beschäftigte, Grundstück 10 000 Quadratmeter, 7000 versiegelt, 31536 Kubikmeter Wasser/Jahr). Teuerster Wasseranbieter ist der ZV Mittleres Erzgebirgsvorland (81 200 Euro), billigster der Wasserverband Döbeln/Oschatz (5134 Euro). Beim VVGG bekäme das Unternehmen Wasser für 47 774 Euro. Bei der Entsorgung steht der VVGG mit 10 6417 Euro deutlich näher beim Spitzenreiter als bei den günstigsten Anbietern

Aus der Analyse der HWK ergeben sich folgende Durchschnittskosten für Trinkwasser und Abwasser zusammen im Regierungsbezirk Leipzig: für Beispiel A 2106 DM; für Beispiel B 7460 DM; für Beispiel C 9039 DM; für Beispiel D 212 223 DM. Der VVGG liegt oberhalb dieser Marke, bleibt aber noch deutlich vom Spitzenreiter entfernt.

Die hohe Abgabenlast in beiden Bereichen trage zumindest partiell dazu bei, dass die ohnehin schon schwachen Regionen weiter ausbluten werden, heißt es in der Studie. Bemühungen zur Mittelstandsförderung und Neuansiedlung von Betrieben durch die Staatsregierung würden so konterkariert. "Wir fordern daher die Staatsregierung auf, ressortübergreifend nach Abhilfemöglichkeiten für diese unhaltbaren, einer gedeihlichen Wirtschaftsentwicklung nicht zuträglichen strukturellen Probleme zu sorgen", heißt es in der Analyse weiter. Die Konsequenzen werden in der Zusammenlegung unrentabler kleiner Einheiten und Privatisierungen gesehen.

Ekkehard Schulreich

*Preise aus DM umgerechnet und gerundet.

Kläranlage ohne Kanalanschluss! 

Siegener Zeitung 24.4.2002

Verbandsgemeinde in Verhandlungen mit Landwirten/Gestattung im Vorfeld nicht geklärt

thor Steeg. Es ist die derzeit größte Baumaßnahme in der Verbandsgemeinde Kirchen: die neue Kläranlage in Steeg. Rund 5 Mill. e kostet das Projekt (inklusive aller Nebenleistungen), das einen Meilenstein im Bereich der Abwasserentsorgung für das Wildenburger Land setzen soll. Mitte Dezember war der symbolische Spatenstich erfolgt, die Arbeiten an der Landesstraße zwischen Steeg und Morsbach wurden aufgenommen. Freude und Zuversicht, wohin man auch schaute, alles schien seinen gewohnten Gang zu nehmen. Pustekuchen.

Zwar sind die verschiedenen Elemente der Anlage schon deutlich zu erkennen, aber ob sie – wie geplant – Ende des Jahres ihren Betrieb aufnehmen kann, ist fraglich. Denn dazu gehört bekanntlich der so genannte Verbindungssammler, sprich Kanal, der das Klärwerk mit seinem »Rohstoff« versorgt. Während der Standort ausgesucht und die moderne Kläranlage konzipiert wurde, hat man diesem Teil der Baumaßnahme offensichtlich eine untergeordnete Rolle beigemessen. Warum auch, verlief die 4,2 Kilometer lange Kanaltrasse doch komplett über unbebaute Wiesenflächen? Der kleine Haken: Diese befanden und befinden sich ebenso komplett in Privatbesitz. Da haben die Herren der Deutschen Abwasser-Reinigungs-GmbH als zuständige Planer weder Orts- und erst recht keine Menschenkenntnis bewiesen.

Zusammengefasst: Der Startschuss zum Bau der Kläranlage wurde gegeben, ohne dass auch nur für einen Quadratzentimeter Boden eine »Gestattung« von Seiten der Eigentümer vorlag.

Dabei hatten die Warnglocken zuletzt wenige Tage vor dem Spatenstich bei einer Bürgerversammlung geschrillt. Dort äußerten sich manche betroffene Bürger sehr kritisch zur Trassenführung des Kanals zwischen Friesenhagen und der neuen Kläranlage. Und sollte es tatsächlich schon damals Skeptiker gegeben haben, so dürfen sie sich jetzt mehr als bestätigt fühlen. Denn nach wie vor befindet sich die Verbandsgemeinde in äußerst schwierigen Verhandlungen mit den Landwirten. Soll der Zeitplan eingehalten werden, müssten aber schon im Juli die Bagger anrollen.

Dem Vernehmen nach ist das Thema von Bürgermeister Wolfgang Müller schon zur Chefsache gemacht worden. Was konkret bedeutet, dass sich der Verwaltungschef seit Wochen und Monaten gemeinsam mit weiteren hochrangigen Beamten aus seinem Haus intensiv um ein Weiterkommen bemüht. Das Problem bei der ursprünglichen Planung: Die Wiesen wären für die Landwirte eine Zeit lang nicht zu nutzen gewesen, und in Abständen von etwa 150 Metern hätte man Schächte einlassen müssen, um bei Verstopfungen Spülungen durchzuführen. Zu allem Überfluss war die Trasse von den Planern offenbar derart gerade mit dem Lineal gezogen worden, wie es die europäischen Großmächte zur Kolonialzeit mit den Grenzen in Nordafrika nicht besser hätten machen können.

Neue Druckleitung geplant

Kurzum: In dieser Form wäre nie und nimmer eine Einigung mit den Landwirten möglich gewesen. So wurde in Kirchen bereits »umgeplant«: Eine Druckleitung, die etwas höher im Erdreich liegen würde, soll nun Schächte überflüssig machen. Außerdem wären hierfür weniger Maschinen erforderlich. Der Nachteil stellt sich in Form höherer Folgekosten dar, weil eine Pumpstation gebaut werden müsste. Auch hat man sich dazu entschlossen, weitere Wege in Kauf zu nehmen und mit der Trasse nahe an die Landesstraße zu rücken, damit die betroffenen Flächen nur am Rand tangiert würden. Und nicht zuletzt will sich die Verwaltung offensichtlich großzügig zeigen, wenn es um Ausgleichsflächen, Entschädigungen und andere »Geschäfte« geht.

Im Prinzip bleibt ihr auch keine andere Wahl. Sollte es tatsächlich zu keiner Einigung kommen, wäre die Alternative der finanzielle »Super-GAU« für die Verbandsgemeinde Kirchen: Der Kanal müsste unter der Teerdecke der Landesstraße verlegt werden, und das auf einer Strecke von knapp 6 Kilometern. Man muss kein Ingenieur sein, um sich die dann entstehenden Kosten ausmalen zu können. Und weil es diese Möglichkeit gibt, würde die Verbandsgemeinde wahrscheinlich auch mit jedem Antrag auf Enteignung scheitern.

Aber dieser Schritt stand für Bürgermeister Müller ohnehin nie zur Diskussion. Es bleibt die Hoffnung auf eine gütliche Einigung, und zwar im Interesse aller Menschen in der Verbandsgemeinde Kirchen, die nicht nur in Sachen Abwasserbeseitigung eine Solidargemeinschaft ist. Zur Sicherheit hat Müller beim Wasserwirtschaftsamt in Montabaur schon einmal vorsichtig angeklopft und mitgeteilt, dass es eventuell Schwierigkeiten mit dem festgelegten Zeitplan geben könnte.

Aachen baut erstes unterirdisches Abwasser-Kraftwerk

Quelle: strom-kaufen.de/msc Aachen (18.04.2002) - In Aachen nimmt dieses Jahr ein unterirdisches Abwasser-Kraftwerk den Betrieb auf. Begleitet wird dieses Pilotprojekt vom Forschungsinstitut für Wasser- und Abfallwirtschaft (FIW) an der TH Aachen. Der Tiefsammler Süd-Ost ist mit einem so genannten Absturzbauwerk konstruiert, dessen Fallhöhe 14 Meter beträgt. Davon werden für die künftige unterirdische Stromgewinnung sechs Meter genutzt. Ende Oktober 2001 wurde ein Wasserrad mit einem Durchmesser von 5,5 Metern und einer elektrischen Leistung von sechs Kilowatt in den Schacht des Kanalbauwerkes eingelassen. Die Schätzungen über den Stromertrag belaufen sich auf jährlich maximal 40000 Kilowattstunden. Die örtlichen Stadtwerke haben aber schon zugesagt, jede Kilowattstunde mit 15 Pfennigen wie im Erneuerbare-Energien-Gesetz vorgeschrieben zu vergüten.

Aus Abwasser wird Schnee zum Skifahren

Bild der Wissenschaft, 15.4.2002

Ein australisches Skigebiet hat ein System entwickelt, das Abwasser zu Schnee verarbeitet. Mit der Inbetriebnahme einer Großanlage ist in drei Jahren zu rechnen.

Wasser ist auf dem Fünften Kontinent Mangelware. Das System nimmt das Wasser auf, reinigt es und verwandelt es in Schnee, der laut Angaben der Betreiber von natürlichem Schnee nicht zu unterscheiden ist. In großem Stil soll die Anlage 70 bis 80 Prozent des Abwassers, von dem in der Skisaison 150 Millionen Liter produziert werden, verarbeiten, berichtet der New Scientist.

Das Versuchsmodell besteht aus einem dreiteiligen Desinfektionssystem, das durch ein Schneebildungs-Verfahren ergänzt wird. Im ersten Schritt werden demzufolge Mikroorganismen wie Viren, Sporen und Bakterien durch einen Chlor-Zusatz zerstört. Anschließend werden die Mikroben durch Ultrafiltration entfernt. Die Entfernung der Chemikalien erfolgt über ein Aktivkohle-System.

Ultraschall reinigt Schlamm und Abwässer

Umwelt: Umwelttechniker entdecken die Sonographie für Trinkwasser- und Abwasserbehandlung

VDI nachrichten, Hamburg, 5. 4. 02

Ultraschall spielt in der Werkstoffprüfung und der medizinischen Diagnostik eine große Rolle. Ultraschall kann aber noch mehr: Seine Spaltkraft für Zellen oder Moleküle wird für die Abwasser- und Trinkwasserbehandlung entdeckt. Ultraschall vernichtet störendes Plankton im Trinkwasser. Die Kraft, die hinter der "biologischen" Wirkung von Ultraschall steckt, heißt Kavitation. Durch Unterschreitung des Dampfdrucks verdampft hierbei das Wasser in einem kleinen Bereich und bildet Bläschen, die anwachsen, um dann bei einer kritischen Größe von 150 um ganz plötzlich zu kollabieren. Wenn diese Gasblasen wieder zusammenfallen, entstehen Gasstrahlen mit extrem hohen Geschwindigkeiten. Dadurch entstehen einerseits so genannte Scherkräfte, die dazu geeignet sind, größere Zellhaufen zu zerschlagen oder einzelne Zellen zu zerstören. Andererseits entstehen bei der Implosion der Bläschen Drücke bis 500 bar und Temperaturen bis 5000 Kelvin. Das reicht aus, um biologisch schwer abbaubare chlorhaltige Verbindungen zu zerstören und in abbaubare Verbindungen zu zerlegen.

Immer stärkere Ultraschallreaktoren lassen den Einsatz von Ultraschalltechnik in der Umwelttechnologie mittlerweile praxisreif erscheinen. An der Wahnbachtalsperre bei Siegburg ging jetzt die erste Trinkwasseraufbereitungsanlage in Deutschland in Betrieb, die Ultraschall einsetzt. "Dabei geht es uns um die zuverlässige Entfernung von beweglichem Plankton aus dem Rohwasser", erklärte Dr. Jürgen Glasen, Laborleiter der Anlage auf einem Symposium Ende März an der Technischen Universität Hamburg-Harburg.

In der Aufbereitung von Oberflächenwasser zu Trinkwasser gibt es das Problem, dass sich zu bestimmten Zeiten Plankton im Oberflächenwasser stark vermehrt. Dieses Plankton lässt sich nur schwer durch herkömmliche Flockungs- und Filteranlagen entfernen. "Gerät Plankton in die öffentliche Wasserversorgung, verursacht es bakterielle Verunreinigungen", so Glasen. Vor allem Zooplankton habe sich als problematisch erwiesen, da es durch Eigenbewegungen oder seine Physiognomie der Flockung und dem anschließenden Filterprozess entgeht. Der Einsatz von zusätzlichen Mikrosiebfiltern sei zwar möglich, habe sich aber als sehr aufwendig erwiesen. "Und auf den Einsatz von Chemie möchte man bei der Trinkwasseraufbereitung ebenfalls gern verzichten," betont Glasen.

An der Wahnbachtalsperre hat man sich deshalb nach ausgiebigen Pilotversuchen dazu entschieden, eine Ultraschallanlage bei der Trinkwasserreinigung anzuwenden. Die Anlage kann bei Bedarf eingeschaltet werden, wobei die Leistung der optimalen Wirksamkeit regelbar ist. Angewendet wird niedrig frequenter Ultraschall von 40kHz und geringer Intensität (10 kW/m2). Durch die ausgelöste "weiche" Kavitation wird das Plankton inaktiviert und kann in der nachfolgenden Filterstufe zu 90 % ausgefiltert werden. Dazu ist lediglich eine 20 s dauernde Beschallung notwendig.

Auch unter ökonomischen Gesichtspunkten macht laut Clasen die Eingliederung des Ultraschallreaktors in die Trinkwasseraufbereitung Sinn. Die Kosten für den laufenden Betrieb lägen bei 1,3 Cent/m3, die Investitionskosten bei 0,9 Cent/m3 Wasser.

Ein anderes Ziel haben sich Forscher der TU Hamburg-Harburg und der aus der Uni ausgegründeten Firma "Waves Wasser und Umwelttechnologien" gesetzt: Sie wollen Abwasser mit Ultraschall so behandeln, dass es deutlich weniger Keime oder biologisch schwer abbaubare Halogene enthält. "Bei der Entkeimung von Abwasser ist natürlich der Einsatz von UV-Licht die erste Wahl, sagt Torben Blume, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Arbeitsbereich Abwasserwirtschaft der TU. In Abwässern, in denen jedoch relativ große Partikel vorhanden sind, werden auf diese Weise aber längst nicht alle Keime zerstört, weil sie vom UV-Licht nicht erreicht werden. Hier kann die Vorbehandlung mit Ultraschall helfen. Der Hamburger Experte hat das Abwasser einer Kombination aus Ultraschall und UV-Licht ausgesetzt. "Der Ultraschall reduziert schon bei kurzer Schalldauer von etwa zehn Sekunden die Partikelgröße um 25 % bis 60 %, abhängig von der Intensität der Ultraschalldosis", sagt Blume. Bei der Kombination von Ultraschall (5 s) und UV-Licht (10 s) ergab sich das beste Ergebnis bei einer Ultraschallintensität von 900 W/l. Der Wert der fäkalen Coli-Bakterien lag nach der Behandlung deutlich unter der kritischen Konzentration von 100 pro 100 ml Abwasser.

Auch industrielle Abwässer lassen sich mit Ultraschall gut bearbeiten. Hier bereiten vor allem schwer abbaubare organische Verbindungen, Pflanzenschutzmittelrückstände und Phenole Probleme. "Eine Kombination von Ultraschall und Mikrobiologie beschleunigt den Abbauprozess", sagt Dr. Andreas Tiehm vom Technologiezentrum Wasser, einer Einrichtung des Deutschen Vereins des Gas- und Wasserfachs in Karlsruhe. Bei seinen Untersuchungen wurden die sonografischen Effekte von Ultraschall bei Frequenzen zwischen 41 kHz und l MHz beobachtet. Dabei stellte sich heraus, dass der Ultraschall seine größte Wirkung bei 360 kHz entfaltete. "Insbesondere die Kombination von Ultraschall und mikrobiologischen Abbauprozessen ist vielversprechend bei der Reinigung industrieller Abwässer oder von Deponiesickerwässern", so Tiehm.

ANDREA NITZSCHMANN

Gifte auf hoher See

VDI nachrichten, Hamburg, 5. 4. 02

Bergungsunlernehmen und Schlepperreedereien haben im vergangenen Jahr wellweit 247 havarierte Seeschiffe mit insgesamt 539 000 t Umweltgiften an Bord geborgen. Das teilte die Internationale Bergungsorganisation ISU Anfang der Woche in London mit. Geborgen wurden u.a. 340413t Rohöl, 60476t Chemikalien und 65 273 t Schinstreibstoff. Zahl und Ausmaß der erfassten Unglücke seien stark zurückgegangen, hieß es. Mitte der 90iger Jahre noch haben die Unternehmen pro Jahr rund viermal so viel Gefahrgut in Sicherheit gebracht. Dies ist vor allem Folge der Sicherheitsverschärfungen in der Tankschifffahrt. So beobachtet die ISU immer weniger schwere Tankerhavarien. Gegenüber 2000 sank die Zahl der Schiffsunglücke, bei denen ISU-Mitgliedsfirmen Hilfe leisteten, um 25 %.mph