Zusammenfassung
Aufgrund von Bergbauaktivitäten versauern sowohl Grund- als auch Oberflächenwasser. Bei Rückgang der Tagebauaktivität steigt der Grundwasserspiegel an und in den zurückgelassenen Hohlformen bilden sich Seen. Dabei verhindern deren Wasserqualität oft die angestrebten Nutzungsziele (Tourismus, Landschaftsseen). Bei dem bislang im Tagebaufolgesee Burghammer (Lausitz, Sachsen) durchgeführten Sanierungskonzept der bilanzneutralen Flutung zeigte sich, dass die benötigten Wassermengen nicht zur Verfügung gestellt werden können.
In der vorliegenden Studie wurden daher die technologisch-wasserwirtschaftlichen Möglichkeiten untersucht, Kohlenstoffdioxid (CO2) zur Verbesserung der Wasserqualität einzusetzen. Darüber hinaus wurde das Potenzial zur weitergehenden CO2-Mineralisierung – als langfristige Strategie zur Speicherung des klimarelevanten Abbauproduktes – ermittelt. Beide Untersuchungen bedürfen eines alkalischen Feststoffs (Aschesedimente, Braunkohlefilteraschen) und eines anorganischen Kohlenstoffs (CO2 aus Abgasen). So wurden die Potenziale der Aschesedimente zur Verbesserung der Wasserqualität sowie CO2-Speicherung im Tagebausee Burghammer ermittelt. Die Versuche wurden dabei auf den unterschiedlichen Maßstabsebenen (Schüttel-, Batch-, Technikums- und Pilotversuche) durchgeführt.
Ergebnisse:
- Die Eignung der Aschesedimente zur Verbesserung der Wasserqualität und CO2-Mineralisierung konnte nachgewiesen werden.
- Aschesedimente können für die Seewasserbehandlung sowie einer weitergehenden Mineralisierung von CO2 (Strategie zur Minderung von CO2-Emissionen) eingesetzt werden.
- In sequenziellen Extraktionen konnte gezeigt werden, dass aus den Aschesedimenten große Mengen an Calcium und Magnesium mobilisiert werden können.
- Die Wasserqualität des schwefelsauren Tagebausees Burghammer konnte durch die Aufnahme und Umlagerung der Sedimente signifikant verbessert werden. Es wurden neutrale, von Eisen, Aluminium und Mangan bereinigte Ablaufwasserbeschaffenheiten erreicht.
- Durch den CO2-Einsatz wurde die spezifisch generierbare Alkalinität nachweislich auf >1 mol/kg gesteigert.
- Obwohl die CO2-Bilanz beim Einsatz von Saugspülbaggern zugunsten der CO2-Mineralisierung ausfällt, übersteigen die technologisch bedingten Kosten die aus CO2-Zertifikaten generierbaren Kosten.
- Eine umweltrelevante Kontamination bei der Verwendung der Aschen kann auf Grundlage der durchgeführten Untersuchungen ausgeschlossen werden.
- Eine Erhöhung der Konzentrationen der Spurenelemente konnte im behandelten Wasser nicht festgestellt werden, die Co-Konzentration sank auf 10 – 70 µg/l.
