Aufrufe
vor 2 Monaten

07-08 | 2019

  • Text
  • Umweltmagazin
  • August
  • Juli
  • Unternehmen
  • Recycling
  • Anlagen
  • Energie
  • Deutschland
  • Deutlich
  • Umwelt

Markt Projekte

Markt Projekte Fraunhofer Eliminierung von Spurenstoffen durch nachhaltige Adsorbenzien BioSorb: Fraunhofer-Forschende wollen Aktivkohle durch proteinhaltige, nachwachsende Rohstoffe ersetzen. Nicht alle Substanzen werden in Kläranlagen abgebaut. Rückstände von Medikamenten, Bioziden und Industriechemikalien etwa gelangen daher in die Umwelt. Zwar verfügen Kläranlagen häufig über eine nachgeschaltete Aktivkohleadsorption, aber auch hier können diese Spurenstoffe nur zum Teil zurückgehalten werden. Hinzu kommt, dass Aktivkohle ein fossiler Rohstoff ist, der in erster Linie unpolare oder wenig polare Substanzen binden kann. Polare und ionisierte Stoffe hingegen bleiben meist im Wasser zurück. Hier setzt das Projekt BioSorb an. Das Fraunhofer Umsicht entwickelt gemeinsam mit dem Fraunhofer ITWM neue Adsorptionsmittel für die Eliminierung von Spurenstoffen in kommunalen Abwässern. Die Adsorptionsmittel sollen auf nachwachsenden Rohstoffen basieren und dabei deutlich ressourcenschonender und auch selektiver als herkömmliche Aktivkohle vorgehen. Besonders proteinbasierte Materialien sind vielversprechende Biosorbenzien, da diese weltweit in großem Umfang und endlos vorhanden sind; oft sogar als Abfallstoffe. Dazu wird beim Fraunhofer Umsicht zunächst ein Screening verschiedener proteinhaltiger Materialien durchgeführt. Die natürlich nachwachsenden Rohstoffe werden genau untersucht und in ersten Adsorptionsversuchen in kleinem Maßstab auf ihre Eignung getestet. Erste Versuche zeigen, dass oftmals eine einfache chemische Behandlung – wie eine Kombination aus Säure- und Wärmebehandlung – die Adsorptionsfähigkeit deutlich verbessern kann. Anschließend werden im Rahmen einer groß angelegten Versuchsreihe vielversprechende Materialien auf ihre Wirksamkeit als Adsorbenz gegenüber Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) geprüft. PFBS ist ein Bild: Fraunhofer Umsicht Vertreter der 850 verschiedene Substanzen umfassenden Stoffgruppe der perfluorierten Tenside. Diese sind nahezu überall verbreitet, kaum abbaubar und oft gesundheitsschädlich. Eingesetzt werden sie zum Beispiel als Imprägnierungsmittel für Papier, Kleidung und viele andere Materialien, in Feuerlöschschäumen und Reinigungsmitteln sowie als Antistatika bei der Chipherstellung. Über das Grund- und Oberflächengewässern gelangen sie in Kläranlagen, wo sie jedoch nicht abgebaut werden. Parallel zur Versuchsreihe erfolgt die Entwicklung eines numerischen Adsorptionsmodells. Das Fraunhofer ITWM nutzt dazu selbst entwickelte Simulationswerkzeuge. Dieses Vorgehen ermöglicht es, in Kombination mit hoher Rechnerkapazität und der Erfahrung mit Simulationsstudien, die Adsorbenzien und insbesondere Effekte chemischer Behandlungen mit einer Multiskalensimulation virtuell zu bewerten. Basierend auf den Laborexperimenten und Erkenntnissen aus den Simulationen optimieren die Forschenden daraufhin die Biosorbenzien. In einem nächsten Schritt werden sie in Wasser getestet, das aus dem Kläranlagenablauf in Wuppertal-Buchenhofen stammt. www.umsicht.fraunhofer.de Effizienz-Agentur NRW Effiziente Abwärmenutzung schont Klima und Geldbeutel Die Jean Schaap GmbH aus Heek setzte ein effizientes Abwärmekonzept um und nutzt heute im Tochterunternehmen KVM GmbH die anfallende Abwärme zur Klärschlammtrocknung. Für diese Wärmenutzungsmaßnahme erhielt das Unternehmen eine Förderung aus dem KfW-Energieeffizienzprogramm „Abwärme“. Unterstützt wurde es dabei durch die Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW. Das Münsterländer Unternehmen produziert in drei Verarbeitungslinien an zwei Standorten hochwertige Endprodukte für die Futtermittel- und Heimtiernahrungsindustrie, Oleochemie und Biodieselindustrie. In dem Verarbeitungsbetrieb für tierische Nebenprodukte und tierische Rohstoffe wie Knochen, Fette und Schwarten werden bis zu 540 Tonnen Rohmaterialien pro Tag verarbeitet. Zunächst wird das Rohmaterial zerkleinert. Es folgen die Drucksterilisation, Trocknung, Trennung und Aufbereitung der Endprodukte Mehl und Fett. In diesem Prozess fallen große Mengen an Wärme aus der Kondensation der Brüdendämpfe an. Die Jean Schaap GmbH hatte bereits 2016 eine erste Klärschlammtrocknungsanlage zur Nutzung der Brüdenabwärme beim Tochterunternehmen KVM GmbH errichtet. Die Pilotanlage wurde aus Eigenmitteln finanziert. Es folgte eine lange Einfahr- und Optimierungsphase. Als Sekundärbrennstoffe werden Klärschlämme zum Beispiel in Kraftwerken und Zementwerken eingesetzt. CO 2 -neutral ersetzten sie in solchen Anlagen Brennstoffe wie Steinkohle, Braunkohle und andere fossile Energieträger. Mit dem Bau einer zweiten Klärschlammtrocknungsanlage bei der KVM GmbH und der Installation eines weiteren Rohrbündelwärmetauschers und den damit verbundenen Gewerken kann der Betrieb heute auf den Einsatz fossiler Brennstoffe zur Klärschlammtrocknung vollständig verzichten. Mit der Auskopplung der Wärme aus dem Brüdensystem und der Übertra- gung an die Trocknungsanlage bei KVM wird der Energieverbrauch um rund 5 Mio. kWh pro Jahr gesenkt und gleichzeitig ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet, da jährlich rund 990 t Kohlendioxid eingespart werden. Klimaschutz und Energieeffizienz haben sich für den Betrieb ausgezahlt: Das Heeker Unternehmen reduziert seine Energiekosten durch die Maßnahme um jährlich etwa 100.000 Euro. Die Jean Schaap GmbH nutzte 2018 im Vorfeld der Umsetzung die Unterstützung der Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW, die auf Vermittlung der Volksbank Gronau- Ahaus e. G. zustande kam. Das Vorhaben wurde schließlich mit einem Darlehen aus dem KfW-Energieeffizienzprogramm Abwärme gefördert, das mit einem anteiligen Tilgungszuschuss in Höhe von 62.990 Euro versehen war. Insgesamt investierte die Jean Schaap GmbH etwa 157.500 Euro in die Maßnahme. www.ressourceneffizienz.de 34 UmweltMagazin Juli - August 2019

Messtechnik Hochsensible Sensoren für die Klimatisierung Längst werden Klimaanlagen nicht mehr nur danach ausgewählt, wie schnell sie einen Raum auf eine bestimmte Temperatur bringen können, sondern auch nach ihrer Energieeffizienz. Eine optimale Ausnutzung der Energie ermöglichen etwa Differenzdrucksensoren. Bild: FirstSensor Bei der Beschaffung von Heizung, Lüftung, Klimatechnik-Anlagen entscheidet immer öfter die Energieeffizienz einer „HLK-Anlage“ und damit mögliche Einsparungen über Kauf oder Nichtkauf. Eine hohe Effizienz beim Heizen, Kühlen und Lüften von Innenräumen ist zum elementaren Wettbewerbsfaktor der Klimatechnikbranche geworden. Dafür sorgen auch immer strengere gesetzliche Vorgaben zum Klimaschutz. Um Luftströme effizient zu steuern, werden Differenzen im Luftdruck genutzt. Dazu benötigen Hersteller und Betreiber detailgenaue Informationen zu Luftdruck und Strömungsgeschwindigkeit in den einzelnen Bereichen sowie in den zu klimatisierenden Räumen. Hier kommen hochsensible Sensoren ins Spiel. Je genauer sie messen können, desto effizienter kann die Anlage arbeiten – und Energie sparen. Ein klarer Vorteil im Wettbewerb, insbesondere unter dem Gesichtspunkt, dass HLK-Anlagen auf jahre- und mitunter sogar jahrzehntelangen Betrieb angeschafft werden und die gesetzlichen Anforderungen über diese Zeit weiter steigen könnten. Hohe Genauigkeit Intensive Forschung und Entwicklung hat modernste digitale Sensoren hervorgebracht, die Unterschiede im Luftdruck im Bereich von 0 bis 25 Pascal (Pa) messen können – eine Genauigkeit, die auch beim Einsatz in der Medizintechnik große Fortschritte bei der Präzision medizinischer Geräte ermöglicht. Dies bedeutet einen großen Schritt nach vorn, war doch noch vor wenigen Jahren die Messung von Differenzdruckbereichen um die 250 Pa die Regel. Dank eben dieser Genauigkeit können Betreiber den Überblick über die Zufuhr warmer und kühler Luft in allen Innenräumen behalten. Der Luftaustausch zwischen Innen- und Außenluft erfolgt durch moderne Wärmetauscher. Um die hier aufgenommene Luft nicht übermäßig zu kühlen oder zu erhitzen, werden Sensoren eingesetzt, die unter anderem den Zustand und die Verschmutzung des Filters kontrollieren und die Strömungsgeschwindigkeit der Luft in beiden Richtungen überwachen. Das dient der bedarfsgerechten Steuerung für Anlagen in Bürogebäuden mit vergleichsweise überschaubaren Raumgrößen ebenso wie in großen Fabrikhallen mit enormen Deckenhöhen und großen Grundflächen. Und mit dem wachsenden Bewusstsein für Energieverschwendung bei Endverbrauchern kommen sie langsam verstärkt auch im Privatgebrauch zum Einsatz – etwa bei Holzpelletanlagen. Damit die Energieeffizienz hoch bleibt, wird bei HLK-Anlagen buchstäblich an allen Ecken und Enden per Sensoren gemessen – in den Druck- und Strömungskontrollmodulen, an den Ventilen, den Luftausgängen in sämtlichen Räumen und auch an den Entlüftern auf dem Dach. Hier lässt sich etwa prüfen, ob und wie gut die eingesetzten Filter ihre Aufgabe meistern. Der Sensor ohne Gehäuse. Diese Aufgaben erfüllen etwa Differenzdrucksensoren von First Sensor mit Hauptsitz in Berlin. Dazu gehören in diesem Bereich vor allem die Sensoren der Serien LDE, LME und LMI, die auf thermischer Messung von Mikroströmung bzw. Massendurchfluss basieren. Ihre sehr hohe Empfindlichkeit ermöglicht die Messung niedrigster Drücke, während sie dank des integrierten Strömungskanals im Vergleich zu anderen Differenzdrucksensoren sehr unempfindlich gegen Staub, Feuchtigkeit und lange Verbindungsschläuche sind. Darüber hinaus bieten diese Sensor-Serien eine sehr hohe Offset-Stabilität und liefern auch nach jahrzehntelangem Betrieb noch extrem genaue Ergebnisse. Diese Sensoren im Miniaturgehäuse erlauben dank Oberflächenmontage auf der Leiterplatte zudem platzsparende und flexible Montagemöglichkeiten. Für Hersteller solcher Anlagen kann dies ein entscheidender Faktor sein. Lassen sich benötigte Standardkomponenten nicht in ein System einbauen, sind individuelle Designs gefragt, die Herstellern Freiheiten bei der Konstruktion erlauben. So ermöglichen verlässliche Sensoren effizientes Heizen, Kühlen und Lüften von Innenräumen und erlauben modernen HLK-Anlagen gleichzeitig, ein maximales Energiesparpotenzial zu nutzen. Michael Berg, First Sensor, Sales Manager for Denmark and South of Sweden, Contact.fsm@first-sensor.com UmweltMagazin Juli - August 2019 35

Ausgabenübersicht