Wussten Sie, dass in der Abwasserreinigung biologische Verfahren häufig eingesetzt werden aufgrund des Umweltaspektes? Diese Verfahren bestehen aus zwei Arten der Abwasserreinigung: aerob und anaerob. Besonders beeindruckend ist, dass Nitrifikation Ammoniak in Nitrat umwandelt, während Denitrifikation Nitrat in gasförmigen molekularen Stickstoff transformiert.
Klassische Kläranlagen arbeiten in einem dreistufigen System: mechanische Vorreinigung, biologische Stufe und Faulturm. Hierbei kommen Methoden wie Belebtschlammverfahren, Biofilmverfahren und Pflanzenkläranlagen zum Einsatz. Naturpools basieren ebenfalls auf dem Prinzip der biologischen Abwasserreinigung, wodurch sie besonders umweltfreundlich sind.
Wichtige Erkenntnisse
- Biologische Verfahren nutzen Mikroorganismen und höhere Organismen für Prozesse wie die Stoffumwandlung und Reinigung.
- In der Abwasserreinigung werden Verfahren nach Umweltaspekten besonders häufig eingesetzt.
- Die Verfahren lassen sich in aerob und anaerob unterscheiden.
- Klassische Kläranlagen durchlaufen mechanische, biologische und faulturmbasierte Reinigungsstufen.
- Verfahren wie Belebtschlamm, Biofilm und Pflanzenkläranlagen sind zentral für die biologische Reinigung.
Biologische Verfahren spielen eine zentrale Rolle im Umweltschutz und bei der Förderung nachhaltiger Technologien. Mit der Nutzung der Natur und ihren bioaktiven Komponenten bieten sie eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Methoden und tragen erheblich zur Erhaltung unserer natürlichen Ressourcen bei.
Einführung in biologische Verfahren
Biologische Verfahren nutzen lebende Organismen, um umweltfreundliche Lösungen in der Industrie und Technologie zu bieten. Diese Verfahren werden insbesondere in der Abwasserreinigung, Luftreinigung und Bodensanierung eingesetzt. Sie bieten eine effiziente Alternative zu rein chemischen Methoden, indem sie natürliche Prozesse und organismenbasierte Techniken verwenden.
Definition und Bedeutung
Die biologische Verfahren Definition umfasst die Nutzung von Mikroorganismen und Enzymen zur Reduzierung von Umweltbelastungen. Diese Technik basiert auf der natürlichen Zersetzung von organischen Stoffen durch Mikroorganismen, was zur Entgiftung und Reinigung führt. Die Bedeutung dieser Verfahren liegt in ihrer Fähigkeit, Schadstoffe effektiv abzubauen und gleichzeitig die Umwelt zu schonen.
Biologische Altlastensanierung ist zu einem der am häufigsten angewandten Bodenbehandlungsverfahren in der Altlastensanierung geworden. Die Bedeutung dieses Ansatzes hängt davon ab, wie viel dekontaminierte Böden für ökologische und ökonomische Wiederverwertung genutzt werden können. Selbst in Zeiten, in denen viele chemische Methoden versagen, bieten bakterielle und enzymatische Lösungen eine zuverlässige Alternative.
Anwendungsbereiche
Die biologische Verfahren Anwendung erstreckt sich über zahlreiche Sektoren:
- Umweltschutz: einschließlich der Reinigung kontaminierter Böden und Gewässer durch spezifische Mikroorganismen und Behandlungsverfahren wie Bioventing.
- Industrielle Prozesse: wie die Herstellung biobasierter Chemikalien und Lebensmittel, wobei Mikroorganismen als Produktionssysteme eine zentrale Rolle spielen.
- Medizintechnik: Entwicklung bioinspirierter Materialien und biokompatibler Oberflächen, die die Lebensdauer von Prothesen verlängern und Infektionsrisiken reduzieren.
- Diagnostik und Biomedizin: Anwendung neuer, auf NGS (Next-Generation Sequencing) basierender Diagnostikverfahren zur Identifikation genetischer Marker von Infektionskrankheiten.
Ein Trend zur kostengünstigeren biologischen Verfahren Anwendung zeigt sich auch in der Kombination von Verfahrenskombinationen wie slurry-Bioreaktoren und thermischen Behandlungen, die zur effektiven Behandlung schwieriger Schadensfälle beitragen. Methoden wie der hydraulische Spülkreislauf und die Schutzinfiltration verbessern zudem die Effizienz der in situ-Behandlungskonzepte.
Nachhaltige Technologien im Umweltschutz
Nachhaltigkeit und Umwelttechnologien spielen eine entscheidende Rolle im modernen Umweltschutz. Insbesondere durch die Förderung ökologischer Prozesse können Umweltschäden minimiert und natürliche Ressourcen geschont werden. Ein bemerkenswertes Beispiel ist der Studiengang „Nachhaltige Energie- und Umwelttechnologien“, der an der Hochschule Bremerhaven angeboten wird.
Dieser Studiengang vermittelt ingenieurtechnisches Wissen zur Entwicklung neuer Verfahren, die zur Ressourcenschonung beitragen und die Energiewende sowie den Klimaschutz unterstützen. Der Bachelor of Science-Abschluss ermöglicht Absolventen den direkten Einstieg als Ingenieurin oder Ingenieur in verschiedenen Branchen, darunter die stoffumwandelnde Industrie, Ver- und Entsorgungsbranchen sowie technische Überwachung und öffentlicher Dienst.
Ein weiterführendes Masterstudium in „Process Engineering and Energy Technology“ bietet sich an, um in Forschung und Entwicklung tätig zu sein. Dieser internationale Masterstudiengang wird ebenfalls an der Hochschule Bremerhaven angeboten und komplettiert das Studium im Bereich der Umwelttechnologien.
Die Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 verfolgt seit 2010 das Ziel, biologische Wissensplattformen und fortschrittliche Technologien zu fördern. Die Leitlinien und Ziele umfassen die Entwicklung einer nachhaltigen Bioökonomie und die Positionierung Deutschlands als führenden Innovationsstandort.
Im Folgenden sind die wichtigsten Aspekte der nachhaltigen Umwelttechnologien und Bioökonomie zusammengefasst:
| Aspekt | Beschreibung |
|---|---|
| Studiengang | Nachhaltige Energie- und Umwelttechnologien |
| Studiendauer | 7 Semester |
| Sprachanteil | 70% Deutsch, 30% Englisch |
| Berufsfelder | Ingenieurwesen, stoffumwandelnde Industrie, öffentliche Verwaltung |
| Forschungsbereiche | Biotechnologische Produktion, Umweltqualitätsmanagement |
Aerobe und anaerobe Prozesse in der Abwasserreinigung
Die Abwasserreinigung ist ein wesentlicher Bestandteil moderner Umweltschutzmaßnahmen. Dabei spielen sowohl aerobe als auch anaerobe Prozesse eine entscheidende Rolle. Diese Verfahren helfen, organische Verbindungen im Abwasser abzubauen und dabei die Umweltbelastung zu minimieren.
Biologisch-Aerobe Verfahren
Bei den aeroben Verfahren wird Sauerstoff eingesetzt, um organische Stoffe durch mikrobiellen Abbau zu entfernen. Diese Prozesse sind besonders effektiv bei der Behandlung von kommunalem und weniger stark verschmutztem industriellem Abwasser. Typische Beispiele sind Belebungsanlagen und Biofilmverfahren wie Tropfkörper und Rotationstauchkörper. Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) und der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) spielen dabei eine wichtige Rolle, indem sie die Menge an Sauerstoff messen, die für den Abbau organischer Verbindungen benötigt wird. Aerobe Verfahren produzieren größere Mengen Belebtschlamm, der weiterverarbeitet werden muss.
Biologisch-Anaerobe Verfahren
Die anaeroben Verfahren hingegen arbeiten ohne Sauerstoff. Diese Methode wird häufig in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sowie bei stark verschmutztem Abwasser eingesetzt. Während des anaeroben Abbaus entstehen Biogas (bestehend aus Methan und Kohlendioxid), welches zur Energiegewinnung genutzt werden kann. Daher ist der Energieaufwand bei anaeroben Verfahren geringer im Vergleich zu aeroben Verfahren. Auch die chemische Phosphorelimination oder die biologische Phosphorelimination, bei der Bakterien unter Stressbedingungen mehr Phosphor aufnehmen, sind wichtige Bestandteile dieses Prozesses, um die Eutrophierung der Gewässer zu verhindern.
Vergleich und Einsatzgebiete
Obwohl sowohl aerobe als auch anaerobe Verfahren zur Abwasserreinigung beitragen, unterscheiden sie sich deutlich in ihren Anwendungsgebieten und Prozessen. Aerobe Verfahren sind ideal für gering bis mittelstark verschmutztes Abwasser, während anaerobe Verfahren besser für mittelstark bis stark verschmutztes Abwasser geeignet sind. Die Belüftungssysteme in aeroben Verfahren können bis zu 70% der Energiekosten ausmachen, wohingegen anaerobe Verfahren weniger Energie benötigen. Eine genaue Überwachung des gelösten Sauerstoffs (DO) ist entscheidend für die Effizienz aerober Systeme, diese kann über Online-Messungen optimiert werden, um Überbelüftung zu vermeiden.
Ökologische Verfahrenstechnik in der Wasseraufbereitung
Die ökologische Verfahrenstechnik in der Wasseraufbereitung nutzt biologische Prozesse, um Wasser effizient und umweltfreundlich zu reinigen. Dabei kommen mehrere bewährte Verfahren zum Einsatz, darunter das Belebtschlammverfahren, die Biofiltration durch Biofilme und Pflanzenkläranlagen. Diese Methoden tragen wesentlich zur Verbesserung der Wasserqualität bei und finden in verschiedenen Industrien und Anwendungen Verwendung.
Belebtschlammverfahren
Das Belebtschlammverfahren ist ein etabliertes biologisches Verfahren zur Abwasserbehandlung. Hierbei werden Mikroorganismen eingesetzt, um organische Stoffe im Abwasser abzubauen. Dieses Verfahren ist besonders effektiv bei der Behandlung von kommunalem und industriellem Abwasser und reduziert die Umweltbelastung durch Schadstoffe signifikant.
Biofilmverfahren
Die Biofiltration mittels Biofilmverfahren stellt eine weitere wichtige Technologie in der Wasseraufbereitung dar. In Biofilmreaktoren siedeln sich Mikroorganismen auf einer festen Oberfläche an und bauen organische sowie anorganische Stoffe ab. Diese Methode wird oft in der Trinkwasseraufbereitung eingesetzt, da sie eine hohe Effizienz und Zuverlässigkeit bei der Entfernung von Verunreinigungen bietet.
Pflanzenkläranlagen
Pflanzenkläranlagen nutzen die natürliche Wechselwirkung zwischen Pflanzen und Mikroorganismen zur Wasserreinigung. In diesen Anlagen wird das Abwasser durch verschiedene Vegetationszonen geleitet, in denen Schadstoffe durch Pflanzenwurzeln und mikrobiellen Abbauprozesse entfernt werden. Diese Methode ist besonders nachhaltig und kann sowohl in ländlichen Gebieten als auch in kleinen Gemeinden angewendet werden.
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über verschiedene Wasseraufbereitungsverfahren und ihre wichtigsten Anwendungsbereiche:
| Verfahren | Hauptanwendungsbereich |
|---|---|
| Filtration | Entfernung von Partikeln, Lebensmittelindustrie |
| Umkehrosmose | Reduzierung von Schwermetallen, industrielle Prozesse |
| Ionenaustausch | Wasserenthärtung, Heizungsanlagen |
| Aktivkohlefilter | Adsorption von organischen Verbindungen, Trinkwasseraufbereitung |
| UV-Desinfektion | Trinkwasseraufbereitung, chemikalienfreie Reinigung |
Grünchemie und organische Synthese
Die Grünchemie und organische Synthese nutzen biologische Verfahren, um umweltfreundlichere chemische Reaktionen und Stoffumwandlungen zu fördern. Diese Methoden reduzieren die Abhängigkeit von schädlichen Chemikalien und leisten einen Beitrag zum Umweltschutz.
Praktische Anwendungen
Biologische und chemische Technologien finden vielfältige praktische Anwendungen in der Industrie und Forschung. Beispielsweise verwendet das Green Chemistry Institute der American Chemical Society seit 1997 bahnbrechende Methoden zur Förderung der Grünchemie. Ein weiterer Meilenstein ist der Studiengang „Nachhaltige biologische und chemische Technologien“, der eine 12-wöchige Praxisphase im 6. Semester umfasst. Diese Ausbildung bereitet die Studierenden darauf vor, ökologische Produktionstechniken und organische Synthese effektiv in verschiedenen Branchen einzusetzen.
Vorteile für die Umwelt
Die Anwendung der 12 Prinzipien der grünen Chemie bietet zahlreiche Umweltvorteile. Diese Prinzipien unterstützen die Entwicklung umweltfreundlicher Produktionsmethoden und tragen zur Reduktion gefährlicher Abfälle bei. Experten betonen auch die Notwendigkeit klarer Preismechanismen für Bioenergieressourcen, um die biologische Landwirtschaft auf mindestens 30% der Nutzfläche zu fördern. Ein Beispiel dafür, wie effizient diese Methoden sein können, ist die optimal genutzte Stöchiometrie in der Wirkstoffsynthese, die eine hohe Ausbeute mit minimaler Ressourcenverschwendung ermöglicht.
Umweltfreundliche Methoden in der Abfallbehandlung
Umweltfreundliche Abfallbehandlung spielt eine zentrale Rolle in der nachhaltigen Abfallwirtschaft. Etwa 80 nordrhein-westfälische Anlagen verwenden biologische Abfallbehandlungsverfahren, wobei nur wenige eine Vergärungsstufe betreiben. Der Großteil dieser Anlagen arbeitet ausschließlich aerob, was zeigt, dass bewährte Methoden in der Abfallwirtschaft weit verbreitet sind.
Im Bereich des Recyclings und der Abfallverwertung gibt es etwa 20 landwirtschaftliche Biogasanlagen, welche Abfälle, vorwiegend aus der Lebensmittelindustrie, als Kofermente einsetzen. Diese Anlagen tragen aktiv zur nachhaltigen Abfallwirtschaft bei, indem sie organische Abfälle in Biogas umwandeln. Zu den angewandten umweltfreundlichen Methoden gehört auch die Kompostierung, die zur Behandlung von organischem Abfall eingesetzt wird.
| Verfahren | Beschreibung | Anwendungsbeispiel |
|---|---|---|
| Belebtschlammverfahren | Häufig in Kläranlagen eingesetzt | Effektive Reinigung von Abwasser in städtischen Kläranlagen |
| Anaerobe Behandlung | Geeignet für die Behandlung von Abfällen mit hohem organischen Gehalt | Umwandlung organischer Abfälle in Biogas |
| Biofiltration | Verwendung von Trägermaterialien für Mikroorganismen | Anwendung in der Abwasser- und Luftreinigung |
| Kompostierung | Zur Behandlung von organischem Abfall | Produktion von nährstoffreichem Kompost für die Landwirtschaft |
| Phytoremediation | Verwendung von Pflanzen zur Schadstoffbekämpfung | Sanierung von kontaminiertem Boden und Grundwasser |
Die Herausforderungen dieser umweltfreundlichen Ansätze liegen in ihrer Effizienz, die stark von den Betriebsbedingungen abhängt. Die Nachhaltigkeit dieser Verfahren wird jedoch stetig verbessert, was ihre Relevanz in der modernen Abfallwirtschaft unterstreicht. Umweltfreundliche Abfallbehandlung, kombiniert mit Recycling und nachhaltiger Abfallwirtschaft, ermöglicht es, Ressourcen effizienter zu nutzen und den Abfallkreislauf zu schließen.
Biologische Verfahren in der Abfallwirtschaft
In der modernen Abfallwirtschaft spielt die biologische Behandlung von Abfällen eine zentrale Rolle. Diese Verfahren zielen auf die Umwandlung von organischen Abfällen in nützliche Produkte wie Kompost oder Biogas ab. Die seit Jahren bewährten Methoden tragen nicht nur zur Ressourcenschonung bei, sondern mindern auch die Umweltbelastungen.
Kompostierungsverfahren
Die Kompostierung ist ein aerober Prozess, bei dem Mikroorganismen organische Materialien unter Sauerstoffeinfluss zersetzen. Dieser Prozess führt zur Erzeugung von nährstoffreichem Kompost, der in der Landwirtschaft und im Gartenbau als Bodenverbesserungsmittel verwendet wird. Wichtig ist hierbei die richtige Mischung aus Grünschnitt, Gartenabfällen und organischen Küchenabfällen, um optimale Bedingungen für die Mikroorganismen zu schaffen.
Vergärungsverfahren
Im Gegensatz dazu steht die Vergärung, ein anaerober Prozess, bei dem organische Abfälle unter Luftabschluss von Bakterien zersetzt werden. Dabei entsteht Biogas, das als erneuerbare Energiequelle genutzt werden kann. Vergärungsanlagen sind in Deutschland weit verbreitet und tragen erheblich zur Energiegewinnung und Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei.
Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung
Die Mechanisch-Biologische Abfallbehandlung (MBA-Verfahren) kombiniert sowohl mechanische als auch biologische Prozesse zur effizienten Trennung und Verarbeitung von Restabfällen. Der mechanische Teil beinhaltet das Zerkleinern, Sieben und Sortieren der Abfälle, wodurch wiederverwertbare Materialien wie Kunststoffe, Metalle und Holz getrennt werden. Anschließend durchläuft die biologisch abbaubare Feinfraktion entweder die Kompostierung oder Vergärung.
Aktuell gibt es in Deutschland 45 mechanisch-biologische Abfallbehandlungsanlagen mit einer Gesamtkapazität von etwa fünf Millionen Tonnen. Diese Anlagen zielen darauf ab, Abfälle zu stabilisieren und biogene Komponenten zu Retentionsstoffen mit hohem Heizwert umzuwandeln. Der Prozess trägt nicht nur zur Reduzierung des Deponievolumens bei, sondern ermöglicht auch eine effektive Rückgewinnung von Energie und Materialien.
Die mechanisch-biologische Abfallbehandlung stellt somit sicher, dass Abfälle maximal verwertet und möglichst geringe Restmengen umweltgerecht deponiert werden. Daher ist das MBA-Verfahren ein wichtiges Element der nachhaltigen Abfallwirtschaft und Ressourcenschonung.
Biologische Verfahren zur Boden- und Grundwassersanierung
Moderne biologische Verfahren zur Boden- und Grundwassersanierung verwenden natürliche oder eingeführte Mikroorganismen, um Kontaminationen effektiv abzubauen. Der Einsatz solcher Methoden bietet eine umweltfreundliche und kostengünstige Alternative zu traditionellen Verfahren.
In-Situ-Verfahren
In-Situ-Verfahren beinhalten die direkte Behandlung am Kontaminationsort, was insbesondere an schwer zugänglichen Orten mit Vorhandensein von Gebäuden oder Versorgungsleitungen ein bedeutender Vorteil ist. Ein wesentlicher Teil dieser Methoden ist das Belüften des Bodens (Bioventing), bei dem durch die Extraktion von Luft aus dem Boden der aerobe Abbau beschleunigt wird. Aerobe Verfahren sind in der Regel effizienter als rein mikrobieller Schadstoffabbau. Für chlorierte Kohlenwasserstoffe, die sich unter anaeroben Bedingungen besser abbauen, wird organischer Kohlenstoff hinzugefügt, um die anaerobe Dechlorierung zu unterstützen. Die unterschiedlichen Abbauprozesse – sowohl aerob als auch anaerob – bieten flexible Lösungen für diverse Bodensanierungsanforderungen.
Statistiken zeigen, dass im Jahr 2014 insgesamt 541 biologische In-Situ-Methoden gestartet wurden, was die Popularität und Effektivität dieser Technik unterstreicht. Oftmals sind Genehmigungen nach dem Wasserhaushaltsgesetz (WHG) erforderlich, insbesondere wenn Eingriffe in das Grundwasser vorgenommen werden.
Aktivierung der Mikroflora
Die Aktivierung der vorhandenen Mikroflora ist ein wichtiger Schritt für den Abbau von Schadstoffen im Boden. Dies umfasst die Zugabe von Nährstoffen wie Natriumnitrat und Natriumpolyphosphat, um ein optimales C:N:P-Verhältnis von 100:10:1 zu erreichen und so die Effizienz der Bioremediation zu maximieren. Die Überwachung der Sanierungsreaktionen erfolgt durch regelmäßige Probenahme und chemische Analysen, um den Fortschritt und die Wirksamkeit der Behandlung zu bewerten.
Innovative In-Situ-Sanierungstechnologien wurden entwickelt, um Grundwasserkontaminationen schneller und ressourceneffizienter zu behandeln. Zu diesen Technologien gehören unter anderem Dampf-Luft-Injektion, Multiphasenextraktion und Airsparging-Sanierung. Diese Methoden nutzen physikalische, chemische und biologische Prozesse in der gesättigten Bodenzone und bieten vielversprechende Ergebnisse für eine schnelle und nachhaltige Sanierung.
Biologische Verfahren im Pflanzenschutz
Biologischer Pflanzenschutz verwendet natürliche Feinde von Schädlingen und Krankheitserregern, um Pflanzen ohne den Einsatz chemischer Mittel zu schützen. Das Hauptziel ist es, das ökologische Gleichgewicht zu bewahren und gleichzeitig die landwirtschaftliche Produktivität zu steigern. Durch den Anbau von Zwischen- und Zweitfrüchten kann die Populationsdichte von Schaderregern wie Nematoden reduziert werden.
Ein weiterer Ansatz ist der Gemengeanbau. Dieser reduziert Krankheiten und Unkräuter, während die Ertragssicherheit erhöht wird. Der biologische Pflanzenschutz umfasst auch die Verwendung von Pheromonen zur Überwachung von Schädlingen, welche insbesondere bei bestimmten Wickler-Arten im Obst- und Weinbau sowie bei Lebensmittelmotten im Vorratsschutz zum Einsatz kommen.
Durch angepasste Bodenbearbeitung kann die Infektionskette von Pflanzenkrankheiten unterbrochen werden. Zudem bietet biologischer Pflanzenschutz durch den Einsatz von natürlichen Mechanismen nachhaltige Lösungen, die keine Resistenz bei Schädlingen hervorrufen. Biologische Schädlingsbekämpfungsmittel basieren auf lebenden Organismen oder deren Derivaten und sind somit umweltfreundlich und hinterlassen kaum Rückstände auf den Pflanzen.
Letztlich fördert der biologische Pflanzenschutz nicht nur die Gesundheit der Pflanzen, sondern auch die des Bodens und der biologischen Vielfalt. Langfristig zeigt sich, dass der biologische Pflanzenschutz dazu beiträgt, nachhaltige ökologische Landwirtschaft und somit ein gesünderes Umfeld für alle Beteiligten zu schaffen.
Ökologische Prozesse zur Luftreinigung
Ökologische Luftreinigung mithilfe von Biofiltern stellt eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen chemischen Methoden dar. Diese Verfahren nutzen die natürliche Filterwirkung von Mikroorganismen zur Reduktion von Luftschadstoffen. Durch den Einsatz ökologischer Methoden können sowohl Kosten gesenkt als auch die Umwelt geschont werden.
Biofilter und ihre Funktion
Biofilter spielen eine zentrale Rolle in der Luftreinigung. Sie bestehen aus Filtermaterialien, die mit Mikroorganismen besiedelt sind. Diese Mikroorganismen bauen Schadstoffe wie flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und Gerüche ab. Die ökologische Luftreinigung mittels Biofiltern ist besonders effektiv in industriellen Anwendungen, wo große Mengen an Schadstoffen behandelt werden müssen.
Vorteile gegenüber chemischen Methoden
Biofilter bieten mehrere Vorteile gegenüber chemischen Methoden:
- Umweltfreundlichkeit: Es werden keine schädlichen Chemikalien verwendet, was die Umweltbelastung reduziert.
- Kostenersparnis: Die Betriebskosten sind geringer, da Biofilter weniger Energie verbrauchen und keine teuren Chemikalien benötigen.
- Effizienz: Biofilter entfernen eine Vielzahl von Schadstoffen, inklusive organischer Verbindungen und Gerüche, effektiv.
Neben Biofiltern gibt es auch alternative Filtermethoden, die in verschiedenen Anwendungen zum Einsatz kommen:
| Filtertyp | Funktion | Anwendungsbereich |
|---|---|---|
| HEPA-Filter | Entfernen mindestens 99,97 % aller Partikel mit einem Durchmesser von 0,3 Mikrometern | Lebensmittelproduktion, industrielle Anwendungen |
| Aktivkohlefilter | Absorbieren Gerüche und Gase | Wohn- und Gewerberäume, Industrieanlagen |
| UV-C Licht | Bekämpfung von Viren und Bakterien | Krankenhäuser, Laboratorien, gewerbliche Gebäude |
| Ionisatoren | Setzen negativ geladene Ionen frei, die an Partikeln haften | Wohn- und Gewerberäume, Industrieanwendungen |
Die Kombination verschiedener Filtermethoden kann zu einer höheren Effizienz der Luftreinigung führen, besonders in industriellen Anwendungen, wo die Entfernung von Partikeln, Gasen und pathogenen Organismen erforderlich ist. Der Fortschritt in der ökologischen Luftreinigung zeigt, dass nachhaltige Technologien nicht nur möglich, sondern auch wirtschaftlich vorteilhaft und umweltfreundlich sind.
Anwendungen biologischer Verfahren in der Industrie
Industrielle Anwendungen biologischer Verfahren haben in Deutschland in den letzten Jahren erheblich zugenommen. Mit biotechnologischen Methoden werden viele Produktionsprozesse nachhaltiger und umweltverträglicher gestaltet. In Deutschland waren 2012 etwa 11% der 565 Biotech-Unternehmen vorrangig im Bereich der industriellen Biotechnologie tätig. Dieses Wachstum zeigt die zentrale Rolle, die biologische Verfahren in der modernen Industrie spielen.
Ein prominentes Beispiel für nachhaltige Industrieprozesse ist die Produktion von Bioethanol. Dieser wird auf großer Skala aus zucker- und stärkehaltigen Quellen wie Zuckerrüben, Mais, Getreide und bestimmten organischen Abfallmaterialien zur Verwendung als Kraftstoff hergestellt. Antibiotika, wie Cephalosporin, werden ebenfalls durch biotechnologische Prozesse gewonnen. Diese Verfahren sind oft umweltschonender, da sie Raumtemperatur, Wasser als Lösungsmittel und minimal toxische oder Schwermetallkomponenten erfordern.
Biologische Verfahren kommen auch in der Lebensmittelindustrie zum Einsatz. Funktionelle Lebensmittel, die spezifische Verbindungen enthalten, werden hergestellt, um den Nährwert zu erhöhen. Ein weiteres Beispiel ist die Produktion von Vitaminen wie Riboflavin (Vitamin B2), die biotechnologisch einfacher herzustellen sind als chemische Prozesse und dabei helfen, essentielle Körperfunktionen zu unterstützen.
Die industrielle Biotechnologie verzeichnete 2012 in Deutschland ein Umsatzwachstum von 9,1%, was einem Ertrag von 193 Millionen Euro entspricht. Diese positive Entwicklung wird durch starke Investitionen in Forschung und Entwicklung unterstützt. In Baden-Württemberg forschen sieben Unternehmen sowie diverse Hochschulen und Forschungsinstitute, um die Anwendung biologischer Verfahren weiter zu optimieren. Die Förderung seitens der Bundesregierung stieg von 31 Millionen Euro im Jahr 2007 auf rund 67 Millionen Euro im Jahr 2011, was den Übergang zu einer biobasierten Wirtschaft untermauert.