26.11.2018Technische Universität Kaiserslautern

Bessere Abwasser-Aufbereitung in China

Wie Abwasser in China ressourceneffizienter aufbereitet werden kann, ist Thema eines neuen deutsch-chinesischen Forschungsvorhabens. Dabei geht es unter anderem darum, wie Phosphor aus Abwasser gewonnen werden kann und um neue Verfahren, die das Wasser energieschonender reinigen. Koordiniert wird das Projekt „PIRAT-Systems“ von Professorin Dr. Heidrun Steinmetz. Sie leitet an der TU Kaiserslautern (TUK) das Fachgebiet Ressourceneffiziente Abwasserbehandlung. Das Team um Steinmetz wird mit Projektpartnern in Deutschland erprobte Techniken für den chinesischen Markt anpassen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben für drei Jahre mit drei Millionen Euro.

Professorin Heidrun Steinmetz bei einem Versuch — Forschungsprojekt PIRAT Professorin Heidrun Steinmetz© Technische Universität Kaiserslautern/Thomas Koziel

Weltweit steht die Abwasserentsorgung vor einem Paradigmenwechsel. „Sie entwickelt sich weg von einer Entsorgungswirtschaft hin zu einer ressourcenorientieren Herangehensweise“, sagt Professorin Steinmetz von der TUK. „Zukünftig sollen Inhaltsstoffe aus Abwasser genutzt und rückgewonnen werden.“ Außerdem arbeiten Entsorger daran, mithilfe von neuen Techniken den Energieeinsatz bei der Reinigung des Wassers zu senken. „Die Herausforderung liegt darin, dabei auch noch eine bessere Reinigungsleistung zu erreichen“, fährt sie fort. Hinzu kommt, dass organische Abfallstoffe und Klärschlamm für die Produktion von Biogas Verwendung finden sollen.

In Deutschland gibt es hierzu schon eine Reihe von Verfahren. „Sie lassen sich aber nicht ohne Weiteres auf andere Länder übertragen, da die Randbedingungen wie etwa die Zusammensetzung des Abwassers und die Reinigungsanforderungen unterschiedlich sind“, erläutert die Professorin. Im neuen Forschungsvorhaben „Energetische Prozessoptimierung und Implementierung von Ressourceneffizienten Abwassertechnologien auf kommunalen Kläranlagen“ (PIRAT-Systems) arbeitet ein interdisziplinäres Team aus Deutschland mit der Tongji University Shanghai und weiteren chinesischen Partnern daran, ausgewählte Technologien angepasst für den chinesischen Markt zu entwickeln. Beteiligt sind Planer, Anlagenbauer, Betreiber, Firmen aus der Düngemittelverarbeitung, Behörden und Forschungseinrichtungen. Darüber hinaus wird das internationale Team für zwei chinesische Kläranlagen Konzepte entwickeln, um deren Energieeffizienz zu steigern, die Ablaufqualität des Wassers zu verbessern – vor allem hinsichtlich der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor – und Phosphor aus Abwasser zurückzugewinnen.

Das Team wird außerdem passende Maßnahmen erarbeiten, um die Neuentwicklungen im Anschluss auf andere Abwasseranlagen innerhalb und außerhalb Chinas zu übertragen. Ferner zielt das Vorhaben darauf ab, die Aufgaben einer Kläranlage zu erweitern. „Wir werden untersuchen, welche Vermarktungsmöglichkeiten sich für Recyclingprodukte bieten und wie Biogas aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist werden kann“, so Steinmetz. Dabei spiele auch die Unterstützung und Akzeptanz der Bevölkerung eine Rolle.

Insgesamt streben die Beteiligten an, geschlossene Stoffkreisläufe zu entwickeln und dabei dank der sehr guten Reinigungsleistung der Kläranlagen die strengen Grenzwerte in China einzuhalten.

Damit leistet PIRAT-Systems einen wichtiger Beitrag, um die Umweltsituation in den Bereichen Gewässerschutz, Klimaschutz und nachhaltiger Ressourcenbewirtschaftung zu verbessern. Die Koordination des Projekts liegt bei Professorin Steinmetz. Neben der TUK sind als deutsche Partner beteiligt: Dresdener Grundwasserforschungszentrum e.V., Hochschule Emden-Leer, Hochschule Magdeburg-Stendal, Universität Hohenheim, BHU Umwelttechnik GmbH, LUG Engineering GmbH, SF-Soepenberg GmbH, Thorsis Technologies GmbH, UMTEC Silo- und Schüttgutengineering GmbH.

Das Vorhaben „Energetische Prozessoptimierung und Implementierung von Ressourceneffizienten Abwassertechnologien auf kommunalen Kläranlagen“ (PIRAT-Systems) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung – FONA, CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen“ für drei Jahre gefördert. Es ist im September 2018 gestartet.