Masterarbeiten

Biokohle als adsorptiver Nährstoffträger für den Pflanzenbau

Das Thema:
Durch den Einsatz von Biokohle als Prozessadditiv in anaeroben Vergärungsprozessen konnten teils signifikante Steigerungen des Biogasertrags nachgewiesen werden. Insbesondere die durch Anwesenheit von Kohle vergrößerte Aufwuchsfläche sowie die Adsorption biochemischer Hemmstoffe trägt mitunter maßgeblich zu stabileren und leistungsfähigeren Prozessbedingungen bei. Demgegenüber noch weitestgehend unerforscht ist der Verbleib der Biokohle in den späteren Gärresten sowie eine potentielle Veränderung der chemisch-physikalischen Partikeleigenschaften im Vergleich zur Ursprungsform. Insbesondere bei Letztgenannten sind durchaus überzeugende Vorteile zu erwarten, woran diese Themenstellung anknüpft.

Das Ziel:
Die Arbeit untersucht und beschreibt die Veränderung von Biokohle beim chronologischen Durchlauf eines Vergärungsprozesses. Dabei unterliegt insbesondere die Aufnahme und Pufferung von Nährstoffen auf und in den Kohlekompartimenten einem gesonderten Interesse, wobei die Folgenutzung der Kohle als extraktiv wirkender Nährstoffträger in der regionalen Landwirtschaft andenkbar erscheint.

Der Weg:

• Literaturrecherche zu Biokohle und deren Adsorptionsfähigkeit hinsichtlich pflanzenrelevanter Makro- und Mikronährstoffe,
• Entwicklung eines Versuchsprogramms zur quantitativen Untersuchung der Adsorptions- und Desorptionseigenschaften ausgewählter Kohlen,
• Durchführung des entwickelten Versuchsprogramms,
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Diskussion unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit,,
• Auswertung, Diskussion und Ergebnispräsentation.

Betreuung: David Gaeckle, M. Sc.

Wassermanagement der Trockenfermentation Erfurt

Das Thema:
Seit 2009 betreiben die Stadtwerke Erfurt am Standort Schwerborn auf eine Fläche von 10.000 m² eine BEKON-Trockenfermentationsanlage. Jährlich werden etwa 23.500 t kommunale und gewerbliche Bioabfälle sowie Grünschnitt verwertet. Dafür werden im Regelbetrieb 600 m³ Perkolat vorgehalten und zur Aufrechterhaltung des Perkolationskreislaufes wöchentlich 30 – 50 m³ Prozesswasser aus Niederschlägen zugeführt. Für Niederschlagswasser aus der Nachkompostierung besteht jedoch keine Einleitgenehmigung. Stattdessen muss das Niederschlagswasser separat vorgehalten und kostenintensiv mit Tanklastzügen in die Kläranlage Kühnhausen entsorgt werden.

Das Ziel:
Ein intelligentes Wassermanagementsystem am Standort der Trockenfermentationsanlage kann erhebliche Trinkwasserressourcen und Entsorgungskosten einsparen und so zum Ressourcenschutz beitragen. Ziel ist die bestmögliche Schließung des Wasserkreislaufs am Standort, die Entwicklung von Anpassungsstrategien auf klimawandel-bedingte Trockenwetterphasen und die Sicherstellung eines stabilen Betriebs der Anlage sicherzustellen.

Der Weg:

• Aufnahme und Bilanzierung der Situation vor Ort,
• Aneignung detaillierter Verfahrenskenntnisse zur Wasserbilanzierung der anaeroben Abfallbehandlung sowie industrieller Abwasserreinigung,
• Ausarbeitung und Bewertung von Maßnahmen (baulich/betrieblich),
• Simulation von Niederschlagsereignissen und Resilienzprüfung auf Trocken- und Extremwetterereignisse.

Betreuung: Gregor Biastoch, M. Sc.