Projektkurzbeschreibung

Das Ziel der Pilotmaßnahme AWAREGIO („Modulare Abwasserreinigungsverfahren zur Wiederverwendung von Wasser, Nährstoffen und Energie als Chance für kleine und mittlere Unternehmen im regionalen Strukturwandel“) ist es, durch die Entwicklung innovativer, modular aufgebauter Abwasserreinigungsverfahren zur Wiederverwendung von Wasser, abwasserbürtigen Nährstoffen und Energie aus dem Abwasser im Pflanzenbau, in der Fischzucht und zur Trinkwassersubstitution neue Marktchancen insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen in vom Strukturwandel betroffenen Regionen zu eröffnen. In einer Koorperation zwischen Aachener und Leipziger Forschungsinstituten, kleinen und mittleren Unternehmen aus Brandenburg, Sachsen und Nordrhein-Westfalen und dem Wasserverband in der Region am linken Niederrhein wird eine modulare Versuchsanlage mit angeschlossener Aquaponik auf der Kläranlage Moers-Gerdt errichtet.

Das mehrstufige, modular aufgebaute Abwasseraufbereitungssystem setzt auf ressourcensparende Technologien und soll ein hohes Maß an Flexibilität bzgl. der Arten der Wiederverwendung und bzgl. der Verteilung der Teilströme auf verschiedene Nutzungen ermöglichen. Es wird ein Wiederverwendungspotential aus dem aufbereiteten Abwasser von ca. 90 % anvisiert. Dabei spielen die Nährstoffnutzung und (Teil-)Entsalzung ebenso eine wichtige Rolle wie die Ressourceneffizienz bei der Abwasserbehandlung und Wiederverwertung, um die Wasserverfügbarkeit in den verschiedenen Nutzungsbereichen zu erhöhen. Vorgesehener Anwendungsbereich sollen kommunale Abwasserbehandlungen sowohl in Ballungs- als auch in ländlichen Räumen sein.

Die Pilotmaßnahme soll in dreifacher Weise zur Stärkung strukturschwacher Regionen Deutschlands beitragen:

  • Entwicklung modularer, an die Anforderung dünn besiedelter bzw. von Abwanderung gekennzeichneter Regionen angepasster Abwasserreinigungstechniken,
  • Aufzeigen neuer Erwerbsstrukturen in der Fisch- und Gemüseproduktion in Hydroponik/Aquaponik, sowie
  • Stärkung regionaler Innovationscluster und Schaffung von Arbeitsplätzen in Unternehmen der Abwassertechnik.

Um die hohen Anforderungen an die hygienischen und stofflichen Produktqualitäten für die Nahrungsmittelproduktion und Stützung der Trinkwasserversorgung unter realen Betriebsbedingungen sicherzustellen, werden in AWAREGIO praxistaugliche Analyse- und Überwachungsmethoden entwickelt und getestet.

Durch seine ressourcenschonende und wartungsarme Bauweise können von dem vorgeschlagenen Anlagenkonzept auch neue Impulse für die Wiederverwendung kommunalen Abwassers in wasserarmen Schwellen- und Entwicklungsländern gewonnen werden. Dabei wird die geplante Verwendung der halbtechnischen Versuchs- und Demonstrationsanlage zur Aus- und Weiterbildung internationaler Fach- und Führungskräfte dazu beitragen, regionale Entscheidungsträger mit innovativen abwassertechnischen Lösungen in Deutschland vertraut zu machen und dadurch nebenbei neue Marktchancen für hiesige Unternehmen zu erschließen.

Versuchs- und Demonstrationsanlage

Die Aufbereitung des Abwassers soll in einem mehrstufigen, modularen System erfolgen (siehe nachfolgendes Bild); nach einer primären Abwasserreinigung kommen parallel unterschiedliche sekundäre Aufbereitungstechniken zum Einsatz.

Bild: Anlagenkonzept und Teilströme AWAREGIO

Die primäre Abwasserreinigung besteht aus einem wartungsarmen, weiter entwickelten Anaerobreaktor (ABR+), einer anoxisch-aeroben Biofilmstufe (MBBRD) und einem Schüttbettfilter (SBF).

Für die Nachbehandlung in der sekundären Reinigungsstufe stehen mehrere Technologien zur Verfügung, die unterschiedliche Produktqualitäten erzeugen. Als betrieblich sehr einfache Variante 1 (Q1) wird eine optimierte bepflanzte Bodenfilterstufe (BF) vorgesehen. Variante 2 (Q2) ersetzt den Bodenfilter durch eine UV-Stufe. Bei der Variante 3 (Q3) schließt sich an die primäre Reinigung eine Ultrafiltration an und bei Variante 4 wird die Ultrafiltration durch eine Niederdruck-Revers-Osmose (RO) ergänzt (Q4). Zusätzlich erfolgt ein N+P-Recycling in einer nachgeschalteten chemisch-physikalischen Stufe (Q5).

Für die Aquaponik sollen die Qualitäten Q1 (Bodenfilter), Q2 (UV) und Q3 (UF) eingesetzt werden.

Das RO-Konzentrat soll nochmals oxidativ zur Reduzierung des inerten CSB aufgearbeitet werden, bevor es zurückgeführt bzw. abgeleitet wird (Q6).

Für den aus den Stufen der Primärreinigung anfallenden Klärschlamm bestehen als Optionen die Entsorgung bzw. nach ggf. Nachstabilisierung bzw. Entwässerung (Q7) die landwirtschaftliche Verwertung. Dies kann direkt oder nach thermischer Konditionierung (z.B. Mineralisierung) erfolgen.