Die Abwasseraufbereitung ist keine Geldverschwendung
Die Wissenschaftler des EU-finanzierten Projekts R3WATER (Demonstration of innovative solutions for Reuse of water, Recovery of valuables and Resource efficiency in urban wastewater treatment) arbeiteten mit 12 Partnern aus sieben europäischen Ländern, zu denen auch KMUs zählten, zusammen, um Technologien für ein effizienteres Recycling von Klärschlamm zu entwickeln, Wertstoffe aus dem Abwasser zurück zu gewinnen und Arzneimittelrückstände zu behandeln. Zur Aufrüstung der Aufbereitungsanlagen wurde ein Dutzend Technologien entwickelt oder optimiert. „Die Idee besteht darin, Abwasseraufbereitungsanlagen dabei zu unterstützen, eher eine Produktionsanlage für die Wiederverwendung von Energie, Nährstoffen und Wasser zu werden, als nur Aufbereitungsanlagen zu sein, die Abwasseremissionen vermeiden“, sagt Projektkoordinator Uwe Fortkamp vom IVL Schwedischen Institut für Umweltforschung. Zahlreiche der Technologien seien laut Fortkamp an Aufbereitungsanlagen in Schweden, Spanien und Belgien demonstriert worden und einige hätten bereits die Marktreife erreicht. Innowatt z. B., ein vom Projektpartner Catalan Institute for Water Research entwickeltes Gerät, greift auf eine Software zurück, um Echtzeit- und historische Daten zu Energieverbrauchsmustern an einer Anlage zu sammeln, damit die vereinbarte Stromleistung optimiert und Kosten eingespart werden können. Wiederverwendung von Wasser Die Projektwissenschaftler entwickelten ein automatisiertes Regelsystem zur Desinfektion des Wasserflusses unter variablen Bedingungen. Die Menge an Desinfektionsmitteln wie z. B Chlor und die ultraviolette Behandlung kann daraufhin reduziert werden, um eine Überdosierung zu vermeiden, die mitunter zu Nebenprodukten führen kann, sodass Kosten gesenkt und die Umweltfolgen verringert werden. Die Demonstrationsprojekte in Schweden und Spanien hätten laut Klara Westling, einer Forscherin am IVL, dazu geführt, dass der Stromverbrauch während der ultravioletten Behandlung bei Verwendung dieses unter der Marke „doscontrol“ rechtlich geschützten Verfahrens um bis zu 50 % gesenkt werden konnte. Pharmazeutische und mikrobielle Kontaminationen neutralisieren Eine weitere Technologie, ein vollständig automatisiertes Plug-and-Play-Gerät, das im Rahmen des Projekts entwickelt worden ist, nutzt eine Software zur Erstellung eines dynamischen Fingerabdrucks, der auf mikrobiologischen Kontaminanten und Abwasserrückständen basiert. Bei Abweichungen des Fingerabdrucks nimmt das System automatisch eine Wasserprobe, die auf Pathogene analysiert wird, sodass eine ständige Überwachung und Einsparungen in Bezug auf erforderliche Probennahmen und Tests gegeben sind. In Anbetracht dessen, dass die langfristigen Auswirkungen einer Exposition gegenüber Arzneimittelrückständen für die menschliche Gesundheit und Ökosysteme nach wie vor unbekannt sind, werden beim Ozon-Polishing die meisten Wirkstoffrückstände im Abwasser sicher entfernt sowie Bakterien und andere Pathogene desinfiziert, ohne dass vorher jede Kontaminante schnell positiv identifiziert werden muss. Das Projektteam war außerdem in der Lage dazu, die Ozonbehandlung und die Aktivkohlebehandlung weiter zu verbessern, um eine kosteneffizientere Entfernung von Arzneimittelrückständen und weiterer wichtiger Schadstoffe zu gewährleisten, damit die Ozondosis auf ein Minimum beschränkt bleibt. Wertstoffrückgewinnung Derzeit gibt es kein energieeffizientes, umweltfreundliches und wirtschaftlich machbares Verfahren für die Entsorgung und Wiederverwendung der 9 637 000 Tonnen an städtischem Abwasser, die in den Ländern der EU jährlich produziert werden. Die Verteilung von Abwässern auf landwirtschaftlichen Nutzflächen ist laut Fortkamp die günstigste Entsorgungsmethode, aber „aufgrund der sehr unterschiedlichen Vorgaben für den Umgang mit Klärschlamm ist dies nicht in jedem Land eine Option“. Das Projektteam entwickelte zudem eine Aufbereitungstechnik, die als hydrothermale Karbonisierung oder HTC (Hydrothermal Carbonisation) bezeichnet wird. Diese führt zu besseren Entwässerungseigenschaften des Klärschlamms und ermöglicht die Rückgewinnung von Wertstoffen wie bspw. Phosphaten, während qualitativ hochwertige Pflanzenkohle oder Aktivkohle zu einer Verbesserung des Bodens beitragen kann. Da weniger Wasser verdampft, wird im Zuge der thermischen Trocknung weniger Energie verbraucht. Durch Zersetzung wird ein Drittel der organischen Materie im Klärschlamm abgebaut, sodass die Behandlungskosten weiter gesenkt werden. Der Schwefel wird als Schwefelsäure aus dem HTC-behandelten karbonisierten Klärschlamm extrahiert und kann anschließend als Brennstoffquelle für die Zementindustrie genutzt werden.
Schlüsselbegriffe
R3WATER, Verschmutzung, Wasser, Wasseraufbereitung, Schwefel, Recycling, Arzneimittel, Energieeffizienz, Kontamination, Ozon-Polishing, Abwasser