Abwasser als Ressource

Prozess- und Abwasser als Quelle für Rohstoffe und Energie#

Die technologischen Herausforderungen rund um das Thema Wasser sind vielfältig. Sollen die vorhandenen Ressourcen besser genutzt oder neue erschlossen werden, müssen innovative Wege beschritten werden: Dezentrale und anpassbare Infrastruktursysteme, die Wasser sammeln und verteilen, spielen hierbei eine ebenso entscheidende Rolle wie Möglichkeiten der Mehrfachnutzung. Eine bedarfsgerechte Reinigung von Abwasser kann mit moderner, kostengünstiger Filtertechnik und angepassten biologischen Prozessen erreicht werden. Im Idealfall werden die Inhaltsstoffe des Abwassers bei der Reinigung nahezu vollständig energetisch und stofflich verwertet.

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Stoffliche oder energetische Nutzung organischer Fracht#

Abwässer enthalten einerseits eine teilweise hohe organischen Fracht. Liegen hohe Konzentrationen einer bestimmten Verbindung vor, kann es sich auch lohnen, diese selektiv für eine weitere Nutzung abzutrennen. Schlamm auf Kläranlagen lässt sich mit einem Hochlastverfahren effizient zu Biogas umsetzen.

Rückgewinnung von Nährstoffen#

Neben der organischen Fracht enthalten Abwässer typischerweise größere Mengen an Nährstoffen wie Stickstoff, Phosphor, Magnesium, Kalium oder Schwefel. Sie werden mit großem Aufwand und teilweise enormem Energieverbrauch durch Nitrifikation, Denitrifikation und biologische Phosphorelimination (sogenannte Bio-P-Prozesse) aus Abwässern entfernt, damit sie nicht in die Oberflächengewässer gelangen und hier zur Eutrophierung führen.

Neue am Institut entwickelten Konzepte und Verfahren zielen darauf ab, diese Nährstoffe als direkt einsetzbare Düngemittel zurückzugewinnen.

Entfernung und Rückgewinnung von Metallen – Biosorption und Biofällung#

Durch Biosorption können Metalle aus Prozessabwässern an mikrobielle Oberflächen gebunden werden. Bei der Biofällung werden in der wässrigen Phase gelöste Metalle (CuSO4, NiSO4, ZnSO4) durch mikrobielle Prozesse, beispielsweise mit anaeroben Mikroorganismen als Katalysatoren, gefällt und in schwer lösliche partikuläre Bestandteile überführt (CuS, NiS, ZnS). Für eine effektive Prozessführung setzen wir immobilisierte oder suspendierte Biomasse ein. Auf diese Weise können beispielsweise Schwermetalle aus Kühlschmierstoffen gewonnen werden.