Aufrufe
vor 1 Jahr

12 | 2016

  • Text
  • Umweltmagazin
  • Dezember
  • Unternehmen
  • Wasser
  • Luft
  • Anlagen
  • Umwelt
  • Energie
  • Anforderungen
  • Deutschland

Umweltmarkt Projekte

Umweltmarkt Projekte Ressourceneffizienz Methanisierung von CO 2 Kommerziell erzeugtes Biogas besteht zu etwa 60 % aus Methan, zu 35 % aus CO 2 und zu 5 % aus Wasserdampf, Stickstoff und weiteren Störstoffen. Um es in das vorhandene Erdgasnetz einspeisen zu können, muss es zurzeit kostenintensiv gereinigt werden. Im Rahmen der Förderinitiative „CO 2 Plus – Stoffliche Nutzung von CO 2 zur Verbreiterung der Rohstoffbasis“ soll im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projekts „MIKE“ mit Hilfe der mikrobiellen Elektrosynthese der Methananteil des Biogases aus einer industriellen Anlage deutlich erhöht werden. Das soll die nachfolgende Reinigung vereinfachen. Koordinator des Projektes ist Dr.-Ing. Dirk Holtmann vom Dechema-Forschungsinstitut mit Sitz in Frankfurt am Main. In Kooperation mit der ifn FTZ GmbH in Elsteraue, der Infraserv GmbH & Co. Höchst KG, Frankfurt am Main, sowie der Provadis School of International Management and Technology AG, Frankfurt am Main, wird das Verfahren entwickelt. In mikrobiellen Elektrosynthesen (MES) nehmen elektroaktive Mikroorganismen Elektronen von einer Kathode Der Industriepark Höchst in Frankfurt am Main. auf und reduzieren damit CO 2 zu verschiedenen chemischen Produkten wie beispielsweise Methan. Dabei zeichnen sich MES vor allem durch eine hohe Elektronenausbeute von > 80 % im Gegensatz zu anderen Verfahren aus. Dabei lässt sich elektrischer Strom aus erneuerbaren Energien oder auch Überschussstrom verwenden. Dieses Projekt beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Biokatalysators zur mikrobiellen Elektrosynthese von CH 4 aus unreinem CO 2 einer industriellen Biogasanlage, auf dessen Grundlage ein MES- Prototyp gebaut und im Labormaßstab er- probt wird. Anschließend soll dieser unter realen industriellen Bedingungen in den Industriepark Höchst integriert und dort mehrere Monate betrieben werden. Aus den gewonnen Daten lässt sich daraufhin ein CO 2 -Footprint für die entwickelten Verfahren sowie Wirtschaftlichkeitsrechnungen erstellen. Durch das Projekt kann nicht nur der Methanertrag erhöht, sondern zugleich auch anfallender Überschussstrom chemisch gespeichert werden, wodurch eine Sektorenkopplung mit dem Erdgasnetz erreicht wird. www.dechema-dfi.de Bild: Infraserv Biogasproduktion Güllevolumen reduzieren In landwirtschaftlich geprägten Regionen existiert ein hohes Gülle- und Gärrestaufkommen; die Flächenkapazitäten zur Nährstoffaufnahme sind begrenzt. Restriktive Gesetze werden in Zukunft für eine zusätzliche Verschärfung des Nährstoffüberschusses sorgen. Daher wird es für Betriebe immer kostenintensiver, Gülle und Gärreste zu lagern und zu entsorgen. Mit der Weiterentwicklung der Kumac Aufbereitung, die von der Weltec Biopower GmbH aus Vechta angeboten wird, wurde eine nachhaltige und wirtschaftliche Lösung zur Mengenreduktion geschaffen. Das Funktionsprinzip greift auf Einzelverfahren zurück, die in Kombination mit eigenen Entwicklungen als Gesamtprozess wirksam sind. Um im ersten Schritt die festen und flüssigen Stoffe voneinander zu trennen, werden der Gülle und den Gärresten Flockungsmittel beigemischt. Das fixiert bestimmte Nährstoffe und ermöglicht, die Feststoffe effizienter mit der Siebbandpresse von der flüssigen Phase zu trennen. Des Weiteren sorgen die Additive für eine Reduk- Aus dem Ausgangsstoff wird in einem vierstufigen Verfahren klares Wasser, flüssiges Düngerkonzentrat sowie ein wertvoller Feststoff gewonnen. tion der Geruchsemissionen. Der entwässerte Feststoff weist einen Trockensubstanz-Gehalt von rund 30 % auf und kann als Dünger, Kompost, Tiereinstreu oder beim Einsatz von Gülle als Biogas- Substrat genutzt werden. Die verbleibende flüssige Phase wird anschließend durch ein Flotationsbecken geführt, so dass sich weitere kleine Partikel und Schwebstoffe abtrennen. Ein Feinfilter entfernt letzte feste Teilchen. Im nächsten Prozessschritt durchläuft das Filtrat eine dreistufige Umkehrosmose, um Salze und Nährstoffe zu konzentrieren. Der Bild: Weltec daraus resultierende flüssige und stickstoffreiche Dünger macht nur noch ein Viertel des Ausgangsvolumens aus. Den mit rund 50 % größten Anteil der Aufbereitungsprodukte bildet klares Wasser, das im Anschluss an die Behandlung im Ionentauscher in den Wasserkreislauf zurückgeführt werden kann. Das System ist modular skalierbar und kann bereits ab 50 000 t Gülle oder Gärrest pro Jahr eingesetzt werden. Bei einem erhöhten Verarbeitungsbedarf ist eine Kombination mehrerer Kumac-Linien realisierbar. www.weltec-biopower.de 28 UmweltMagazin Dezember 2016

Abfall Zerlegung quecksilberhaltiger Bildschirme durch Roboter LCD-Bildschirme enthalten oft eine quecksilberhaltige Hintergrundbeleuchtung und sind deshalb im Sinne der Abfallverzeichnis-Verordnung als gefährliche Abfälle und im Elektro- Gesetz unter der Sammelgruppe 3 einzustufen. Die Erdwich Zerkleinerungssysteme GmbH aus Kaufering hat ein Verfahren zur automatisierten Aufbereitung von LCD-Bildschirmen entwickelt, um Quecksilber und wertvolle Rohstoffe umweltschonend zu entnehmen und wiederzuverwerten. Die Bildschirme werden über ein Förderband in einen geschlossenen Verarbeitungsraum transportiert. Flachbildschirme bestehen aus bis zu sieben Schichten. Diese enthalten neben der wertvollen Metallverbindung Indium-Zinn-Oxid auch Quecksilber in der Hintergrundbeleuchtung. Laut Gesetzgeber müssen die Geräte deshalb so behandelt werden, dass weder die Natur noch der Mensch durch den giftigen Stoff belastet werden. Da das Umweltbundesamt Verwertungsquoten für Elektroschrott festgelegt hat, dürfen die Bildschirme nicht auf Mülldeponien entsorgt werden. Für Maschinen war die Zerlegung bisher jedoch zu komplex, so dass diese vorerst noch manuell erfolgte. Besonders die Demontage von LCD-Bildschirmen mit flächiger Hintergrundbeleuchtung war mit einem hohen Zeitaufwand verbunden. „Allein um die Gehäusehälften zu trennen, müssen bis zu 30 Schrauben entfernt werden. Je nach Aufbau des Bildschirmes und Art der Hintergrundbeleuchtung dauert die Zerlegung durch geschultes Personal zwischen acht und 20 Minuten“, sagt Harald Erdwich, Leiter Vertrieb und Marketing beim Recyclingunternehmen. Aufbereitung in vier Prozessschritten Als Alternative hat das Unternehmen eine Anlagentechnik entwickelt, die Ein Gelenkroboter mit Frässpindel vermisst mittels Kamerasystem die Bildschirme und fräst diese anschließend auf. mittels Kamerasystem und Roboter Bildschirme mit einer Diagonale von bis zu 55 Zoll automatisch unter sicheren Bedingungen auffräst und zerlegt. Die Aufbereitung erfolgt in vier Schritten: Zunächst werden die einzelnen Geräte auf ein Förderband aufgegeben, in einen geschlossenen Verarbeitungsraum transportiert und dort in die Prozessposition gebracht. Ein Roboter mit vier verschiedenen Arretierungsarmen zentriert jeden Bildschirm und hebt ihn anschließend in die Endposition für den Bearbeitungsprozess. Dort vermisst ein Gelenkarmroboter die Konturen des Monitorglases mittels Kamerasystem. Sobald die Koordinaten berechnet wurden, fräst er das komplette Gehäuse auf. Dabei anfallende Späne werden automatisch über ein Filtersystem abgesaugt. Nach jedem Fräsvorgang werden die Werkzeuge selbsttätig per Kamera- Bilder: Erdwich UmweltMagazin Dezember 2016 29

Ausgabenübersicht