Urbanes Wassermanagement

Wasser ist unser wichtigstes Lebensmittel. Wassermanagement – das heißt der Zugang zu sauberem Wasser, eine gesicherte Wasserversorgung, die Installation hygienisch einwandfreier Sanitärsysteme und eine effiziente und kompakte Abwasserreinigung – ist daher eine der wichtigsten globalen Herausforderungen dieses Jahrhunderts.

Um diese Herausforderungen zu meistern, setzt das Fraunhofer IGB auf ein fortschrittliches semi-dezentrales Wasser- und Abwassermanagement, verknüpft mit einem entsprechenden Energiemanagement. Dabei berücksichtigen wir auch geographische und klimatische Gegebenheiten, etwa jahreszeitlich bedingten Wassermangel in ariden und semi-ariden Gebieten.

Herausforderung Wasserverbrauch und Versorgungsengpässe

Der weltweite Wasserverbrauch für landwirtschaftliche, industrielle und private Nutzung steigt stetig, auch wenn regional Maßnahmen zur Senkung des Wasserverbrauchs durchaus greifen. Dennoch werden – auch in unseren hochindustrialisierten Zonen – ernst zu nehmende Versorgungsengpässe prognostiziert. Intelligente Konzepte zur Reinigung und zur Verteilung von Wasser sind daher gefragt.

Unser Lösungsansatz: Semi-dezentrales Wassermanagement

Das Fraunhofer IGB übernimmt hier eine Vorreiterrolle und hat Technologien entwickelt, die kostengünstige Lösungen des Wassermanagements in urbanen Strukturen durch dezentrale Aufbereitung von Abwasserströmen ermöglichen. Das IGB-Verfahren zeichnet sich besonders durch seine größere Effizienz und Wirtschaftlichkeit als die heutigen zentralen Verfahren aus und ermöglicht die wirtschaftliche Generierung und Nutzung unterschiedlicher im Siedlungsgebiet anfallender Wasserströme.

Einsatzgebiete

Mit unserem Konzept bieten wir Systemlösungen für ein zukunftsfähiges kommunales Wassermanagement in ländlichen Regionen, Neubaugebieten und Stadtteilen mit Sanierungsbedarf sowie für Freizeitressorts, Touristikzentren und Hotelkomplexe. Das System kommt überall dort zum Tragen, wo noch keine Wasserinfrastruktur mit Kanalisationsnetz und Zentralkläranlage vorhanden ist. Oder dort, wo die Altinfrastruktur an neue Herausforderungen, die sich durch Klimawandel oder Wegzug der Bevölkerung ergeben, nicht mehr angepasst werden kann.

Kombination mit Abfall- und Energie-Management

Gekoppelt mit nachhaltigen Abfallwirtschaftskonzepten, einer Energieversorgung aus regenerierbaren Quellen und zukunftsweisender Gebäudetechnik bietet das Wassermanagement-Konzept eine ganzheitliche und autarke Versorgungsinfrastruktur, die unabhängig von zentralen Ver- und Entsorgungsnetzen funktioniert.

Wir sind Partner im Innovationsnetzwerk Morgenstadt

Morgenstadt

Die »Morgenstadt« ist die Vision einer nachhaltigen, lebenswerten und zukunftsfähigen Stadt und ihrem suburbanen Umland. Die Herausforderung liegt in der langfristigen Zusammenführung optimierter Technologien zu einem ganzheitlichen System.

 

Wie eine Stadt zukunftsfähig wird, untersucht das Innovationsnetzwerk aus 15 Städten, 25 Unternehmen und zehn Fraunhofer-Instituten im Projekt »Morgenstadt: City Insights«. Ein eigens entwickeltes Arbeitsmodell kommt in der Projektphase zum Einsatz, bei dem das IGB mit dem Projekt »Tiflis wird Morgenstadt City Lab« dabei ist.

Leistungsangebot Wassermanagement

Mischwasserüberlauf am Strand von Da Nang, Vietnam.
© Fraunhofer IGB
Mischwasserüberlauf am Strand von Da Nang, Vietnam.
Landwirtschaftliche Nutzflächen in der vietnamesischen Stadt Da Nang: Zukünftig können die Bewohner gereinigtes Abwasser nutzen, um die Beete zu bewässern.
© Fraunhofer IGB
Landwirtschaftliche Nutzflächen in der vietnamesischen Stadt Da Nang: Zukünftig können die Bewohner gereinigtes Abwasser nutzen, um die Beete zu bewässern.

Das in Demonstrationsprojekten in Heidelberg-Neurott und Knittlingen realisierte Wassermanagementkonzept DEUS 21 eignet sich besonders auch für den Export in Wassermangelgebiete, weil es speziell auf die Bedürfnisse arider und semi-arider Regionen angepasst werden kann.

Wasser und Kosten sparen

Industrienationen gehen in der Regel verschwenderisch mit Trinkwasser um. Mit entsprechenden Vorrichtungen wie Wasserspararmaturen oder -toiletten kann in jedem Haushalt Wasser gespart werden. Vakuum- oder Drucksysteme sind gangbare Alternativen zur herkömmlichen Schwemmkanalisation. Wasserspültoiletten können durch Vakuumtoiletten ersetzt werden, wie sie in Flugzeugen, Schiffen und Zügen oder in Haushalten einiger skandinavischer Länder bereits üblich sind.

Wir konzipieren für Sie passende Systeme.

Regenwassernutzung

In zahlreichen Fällen, beispielsweise bei der Gartenbewässerung und der Toilettenspülung, muss das verwendete Wasser keine Trinkwasserqualität aufweisen. Besonders in wasserarmen Regionen lohnt es sich daher, Regenwasser und aufbereitetes Waschwasser für den Eigenbedarf zu nutzen.

Das Fraunhofer IGB hat entsprechende Technologien entwickelt, um Regenwasser zur Verwendung im Haushalt aufzubereiten. Wir passen diese Technologien auf Ihre Bedarfe an.

Anaerobe Abwasseraufbereitung

Eine attraktive Alternative zur heute üblichen aeroben Abwasserreinigung, speziell für dezentrale oder semi-dezentrale Wasserinfrastruktursysteme, bietet die anaerobe Biotechnologie, mit der organische Kohlenstoffverbindungen zu Biogas, einem Gemisch aus Kohlenstoffdioxid und Methan, umgewandelt werden. Biogas kann als regenerativer Energieträger in Blockheizkraftwerken zur Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. Alternativ wird Biogas in das bestehende Erdgasnetz eingespeist. Zudem kann Biomethan, analog zu Erdgas, zur Verwendung als Kraftstoff für Fahrzeuge aufgereinigt werden.

Im Gegensatz zum herkömmlichen aeroben Belebtschlammverfahren verbleiben bei der anaeroben Abwasserreinigung in geschlossenen Bioreaktoren die Stickstoff- und Phosphorverbindungen im gereinigten Wasser und in den zurückbleibenden Feststoffen. Mikroorganismen werden durch Mikrofiltration mit Rotationsscheibenfiltern entfernt. Die Behandlung liefert Wasser, das hygienisch unbedenklich ist und sich zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen eignet. So wird nicht nur sauberes Wasser, sondern auch Dünger gespart. Alternativ ist es möglich, die Nährstoffe als Dünger aus dem gereinigten Wasser zurückzugewinnen. In diesem Fall kann das Wasser direkt in ein Gewässer eingeleitet oder wiederverwendet werden.

Wir untersuchen die Gegebenheiten für neue Projekte, auch in Stakeholder-Dialogen vor Ort, und entwickeln mit allen beteiligten Parteien die bestmögliche Lösung.

Module des dezentralen Wassermanagements

Detailinformationen zu den einzelnen technologischen Komponenten erhalten Sie hier.

 

Nexus Wasser – Energie – Ernährung – Rohstoffe

Wir entwickeln integrierte Lösungen für ein nachhaltiges Zusammenspiel der Bereiche Wasser, Energie, Ernährung und Rohstoffe für Kommunen, Landwirtschaft und Industrie.