Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energie und Düngemittel aus Abwasser

27.09.2006
Trinkwasser wird knapp und verschmutztes Wasser belastet die Umwelt.

Neue Wege gehen Wasser und Abwasser - zunächst probeweise - im baden-württembergischen Knittlingen bei Pforzheim: Das Abwasser des Neubaugebiets "Am Römerweg" wird zusammen mit Küchenabfällen semi-dezentral mit fortschrittlicher Anaerobtechnik gereinigt und gleichzeitig Biogas und Dünger als Wertstoffe gewonnen. Das Regenwasser des 100 Wohngrundstücke umfassenden Gebiets wird gesammelt, mit modernster Filtertechnik aufbereitet und den Bewohnern als Pflegewasser in Trinkwasserqualität zur Verfügung gestellt.

Nach Abschluss der zweijährigen Bauarbeiten für die neuartige Wasserinfrastruktur nimmt Staatssekretär Prof. Dr. Frieder Meyer-Krahmer, BMBF, die vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart entwickelte Anlage am Donnerstag, den 12. Oktober 2006, offiziell in Betrieb.

Ein Neubaugebiet wie jedes andere: Unkrautbewachsenes Gelände, hier ein Haus, dort ein Haus, eine frisch asphaltierte Straße. Doch "Am Römerweg" in Knittlingen springt nach zwei Jahren etwas anderer Tiefbauarbeiten ein ansprechender zweistöckiger, würfelförmiger Holzbau ins Auge: Es ist das "Wasserhaus", in dem alle unterirdischen Wasserwege zusammenfließen. Das Wasserhaus ist Betriebsgebäude für Regenwasseraufbereitung, Abwasservakuumstation und eine nachhaltige anaerobe Abwasserreinigung, bei der die Inhaltsstoffe des Abwassers nahezu vollständig verwertet werden.

... mehr zu:
»Abwasser »Biogas »Bioreaktor »Regenwasser

Unter Federführung des Stuttgarter Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB wird hier eine neue Art der Wasserwirtschaft erprobt, um die Umwelt zu schonen und gleichzeitig Kosten zu sparen. Das Vorhaben wird unter dem Namen DEUS 21 (Dezentrales urbanes Infrastruktursystem) vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert und mit dem Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI, Karlsruhe, und dem ISA der RWTH Aachen als Forschungspartnern sowie neun Industriepartnern realisiert.

Die effektivste Art, Ressourcen zu schonen, ist sie einzusparen. Zusätzlich zur klassischen Trinkwasserleitung aus dem örtlichen Wasserwerk führt in Knittlingen eine separate Ringleitung aufbereitetes Regenwasser aus dem "Wasserhaus" in die Haushalte. Das Regenwasser der gesamten Wohnsiedlung wird über eigene Regenwasserkanäle zentral in 300 Kubikmeter fassenden unterirdischen Regenwasserzisternen gesammelt. Im Wasserhaus wird das Regenwasser aufbereitet mit Rotationsscheibenfiltern, die am Fraunhofer IGB entwickelt wurden.

"Die feinen Poren der keramischen Membranfilterscheiben sind im Mittel 0,06 Mikrometer groß - kleiner als Bakterien und Viren. Das gefilterte Regenwasser ist somit keimfrei und erreicht die Bewohner als Pflegewasser, das die Anforderungen der Trinkwasserverordnung erfüllt" erläutert Prof. Walter Trösch vom Fraunhofer IGB. Es kann zum Waschen und Duschen, zum Geschirrspülen, für die Toilettenspülung oder zur Gartenbewässerung genutzt werden. Regenwasser ist bekanntlich besonders weich: Entkalkungsmittel für Spül- und Waschmaschine werden überflüssig, ebenso Weichspüler für die Wäsche.

Das Abwasser der bisher 20 Häuser (fertiggestellt oder im Bau) wird nicht in das örtliche Abwassernetz geleitet, sondern komplett mit dem im Haushalt anfallenden Biomüll über eine Vakuumkanalisation einer modernen Abwasserreinigungsanlage zugeführt. Die Haushalte haben so die Möglichkeit, noch einmal spürbar Wasser zu sparen, wenn sie anstatt der herkömmlichen Wasserspülklos Vakuumtoiletten installieren, die nur ein Zehntel des Wassers verbrauchen. Sie sind schon weit verbreitet in Skandinavien oder Japan. Das restliche Abwasser wird vor jedem Haus konventionell in einen Schacht eingeleitet, der für den Übergang zur Vakuumkanalisation sorgt. Die Vakuumleitungen sind ein Vielfaches dünner als übliche Abwasserleitungen, dadurch kostengünstiger und ressourcenschonend und münden in die zentrale Vakuumstation im Wasserhaus.

Über einen durchmischten Vorlagebehälter wird hieraus die derzeit für 50 Einwohner ausgelegte, problemlos erweiterbare biologische Abwas-serreinigungsanlage mit integrierter Mikrofiltration gefüttert: Diese besteht aus einem etwa 2,5 Kubikmeter fassenden Bioreaktor mit einer nachgeschalteten Membranfilterstufe aus zwei Rotationsscheibenfiltern. "Wir betreiben den Bioreaktor anaerob, das heißt unter Ausschluss von Luftsauerstoff und bei hiesigen niedrigen Tempera-turen. Das ist eine Weltneuheit, denn herkömmliche Kläranlagen nut-zen aerobe Biologie für die Endreinigung des Abwassers" sagt Trösch. "Anaerobe Mikroorganismen bilden weniger Biomasse als aerobe und produzieren Biogas, ein Gemisch aus Methan und Kohlendioxid. So entsteht praktisch kein Schlamm aber Biogas als regenerativer Energieträger, der die Anlage kostensparend mit Strom und Wärme versorgt" hebt Trösch die Vorzüge des neuen Verfahrens hervor.

Überschussstrom kann in das Versorgungsnetz eingespeist werden. Das entstehende Biogas wird gleichzeitig zur Durchmischung des Bioreaktors verwendet. Die anaerobe Betriebsführung bei niedrigen Temperaturen hat gegenüber aeroben Verfahren zudem den Vorteil, dass Energiekosten für die Belüftung entfallen. Der Filter zieht nicht nur gereinigtes Wasser ab, sondern sorgt auch dafür, dass die Bakterien im Reaktor zurückgehalten werden und sich vermehren, so dass der Abbau weiter verbessert wird.

Das gereinigte Abwasser, das als Filtrat die Membranfilterstufe des Bioreaktors verlässt, hat eine hohe Ablaufqualität, das heißt einen niedrigen CSB (chemischer Sauerstoffbedarf), weil es kaum organische Kohlenstoffverbindungen mehr enthält. "Was es noch enthält sind Phosphat und Ammoniumstickstoff - Nährstoffe, die wir als wertvolle Düngemittel aufbereiten" sagt Trösch. Phosphat wird als Magnesium-Ammonium-Phosphat gefällt, Ammonium aus dem Regenerat einer Ionenaustauschersäule per Luftstrippung zurückgewonnen. Nachdem nahezu alle Inhaltsstoffe aus dem Abwasser verwertet wurden, ist das verbleibende Abwasser auch hygienisch unbedenklich: Es erfüllt Badegewässerqualität und kann direkt in einen Fluss eingeleitet, versickert oder zur Bewässerung genutzt werden.

In den kommenden zwei Jahren soll die Anlage für den Betrieb in der Praxis optimiert werden. Das Konzept kann auch für regenarme Regionen angepasst werden. Dann eignet es sich für viele Schwellen- und Entwicklungsländer, denen Zugang zu sauberem Trinkwasser und eine angemessene Abwasserentsorgung oft noch fehlen. Damit eröffnen sich Exportchancen für die beteiligten Industriepartner Bellmer, Eisen-mann, EnBW, Festo, Gemü, GEP, Kerafol, Prov und Roediger.

Ihre Ansprechpartner für weitere Informationen:

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
Nobelstraße 12, 70569 Stuttgart
Prof. Dr. Walter Trösch
Tel.: +49 (0) 7 11 / 9 70 - 42 20
Fax: +49 (0) 7 11 / 9 70 - 42 00
walter.troesch@igb.fraunhofer.de
Stadt Knittlingen
Bürgermeister Heinz-Peter Hopp
Tel.: +49 (0) 62 21 / 45 72 - 0
Fax: +49 (0) 62 21 / 45 72 - 21

Dr. Claudia Vorbeck | idw
Weitere Informationen:
http://www.igb.fraunhofer.de/
http://www.igb.fhg.de/WWW/Presse/Jahr/2006/dt/PI_Knittlingen_Wasser.html

Weitere Berichte zu: Abwasser Biogas Bioreaktor Regenwasser

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Elektrodenmaterialien aus der Mikrowelle
18.10.2017 | Technische Universität München

nachricht Metallisches Fused Filament Fabrication - Neues Verfahren zum metallischen 3D-Druck
12.10.2017 | Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise