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entdeckt 01/2014

entdeckt 01.14 TITEL WWW.Hzdr.DE ungleichmäßig; Zonen am Rand sind oft kaum durchmischt. „Was im Gärbehälter abläuft, lässt sich zwar berechnen“, sagt der Strömungsexperte, „aber nicht verlässlich prüfen.“ Die Betreiber von Biogasanlagen brauchen Durchblick Hinzu kommt, dass Mikroorganismen beim Vergären oft Sym- biosen bilden. Das hilft, die Stoffe umzusetzen. Die Mikroben sollen sich möglichst gleichmäßig in der Biomasse verteilen. Rührt man aber zu viel, stört sie das. Das wirkt sich negativ auf die Gasausbeute aus. „Was dort biochemisch im Detail abläuft, ist noch nicht gut verstanden“, sagt Hampel. Zumal der Prozess im Spätsommer, wenn mehr Mais hineinkommt, ein anderer ist als im Winter, wenn mehr Gülle reinfließt. Die Betreiber arbeiten daher häufig mit Erfahrungswerten. Meist schalten sie den Rührer aber zu oft ein. Das frisst viel Strom und verschlechtert die Energiebilanz. Ziel ist daher, möglichst wenig zu rühren und dennoch einen hohen Gas-Ertrag zu erwirtschaften. Sebastian Reinecke kam nun auf die Idee, diese kleinen Mini-U-Boote zu bauen, sie ins Substrat zu werfen und sie mittreiben zu lassen. „Ihre Dichte passen wir genau an das Medium an“, sagt er. Nach einer Weile schwappen sie über den Überlauf aus dem Behälter. Dann sammelt er sie und liest die Daten aus. „Die Informationen gleichen wir mit einem Rührwerksmodell ab“, erklärt Hampel. Daraus entwickeln die Forscher Empfehlungen für den optimalen Rührvorgang. „Künftig versuchen wir, die Partikel mit Funk auszustatten, damit wir sie im Behälter orten und mit ihnen kommunizieren können“, sagt er. Nächstes Ziel: Kläranlagen Auch die Betreiber von Klärwerken sind mittlerweile auf die Technik aufmerksam geworden. In Klärwerken verdauen Mikroben in so genannten Belebtschlamm-Becken organische Abfälle. Dafür benötigen sie Sauerstoff. Deswegen pressen die Betreiber Luft von unten ins Becken und verquirlen das Ganze. Auch das braucht viel Energie. In einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Pilotprojekt will ein Konsortium aus dem Institut für Wasser & Energie Bochum GmbH (IWEB), der TU Dortmund, der Süd-Oberlausitzer Was- serversorgungs- und Abwasserentsorgungsgesellschaft mbH (SOWAG), des Ruhrverband KöR sowie des HZDR nun ebenfalls das pfiffige Messverfahren testen. Ein Ziel ist, die vom Abwas- ser aufgenommene Sauerstoffmenge messbar zu steigern – und damit den Prozess deutlich effizienter zu machen. Kontakt _Institut für Fluiddynamik am HZDR Sebastian Reinecke s.reinecke@hzdr.de 10.000 BILDER PRO SEKUNDE: Bis heute weiß tatsächlich niemand, wie genau sich eine Luft- blase in einer Flüssigkeit bewegt – erst recht nicht, wenn sie sich im Wasser verformt, sich in der Flüssigkeit auflöst oder mit anderen Blasen vereinigt. Mit Hilfe des im HZDR entwickelten Röntgentomographen ROFEX, der Einblicke selbst in trübste Brühen erlaubt, soll genau das im Labor untersucht werden. Bild: AIFilm EIFÖRMIG: Nur etwas größer als die bekannten Überraschungs- eier für Kinder und mit intelligenter Messtechnik ausgestattet ist der im HZDR entwickelte Sensor.

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