28/11/2016 - INCOVER-Projekt - Erschließung städtischer Abwasserressourcen

Menéame

Verstädterung, Klimawandel und Verschmutzung, u.a. durch menschliche Aktivitäten, stellen eine Bedrohung für die Wasserressourcen dar. Bislang werden städtische Abwässer - die größten - in den besten Fällen behandelt und nach der Behandlung in die Umwelt geleitet. Manchmal werden sie auch zum Bewässern verwendet, aber in kleinen Prozenten. In Katalonien beispielsweise, einem der Gebiete Spaniens, wo es am meisten wieder verwendet wird, nur 10% dieser Gewässer zur Bewässerung genutzt werden von Gärten oder landwirtschaftlichen Betrieben.

Wasserknappheit und -verschmutzung sind heute eines der wichtigsten Umweltprobleme, und die Bewirtschaftung dieser Ressource wird in Ländern wie dem Mittelmeerraum besonders wichtig. Um dieses Problem zu lösen, müssten verschiedene Strategien für die Wasseraufbereitung und -wiederverwendbarkeit umgesetzt und verantwortungsvoll genutzt werden.

Aus diesem Grund hat die Europäische Union Initiativen zur Finanzierung innovativer Ideen eingeleitet. Das Projekt INCOVER, das im Juni begonnen wurde, entstand als Antwort auf den Bedarf an neuen Lösungen zur Wasseraufbereitung und -wiederverwendung. Das Hauptziel ist die Entwicklung innovativer und nachhaltiger Technologien zur Abwasserbehandlung, die gleichzeitig Produkte mit Mehrwert und keinerlei Abfall erzeugen.

Es geht darum, das Konzept der Abwasserbehandlung zu ändern, um von einer Abfallbehandlungstechnologie zu einer Ressourcenproduktionstechnologie zu gelangen und damit zur Schaffung einer Kreislaufwirtschaft beizutragen. Zu den Lösungen, die INCOVER vorschlägt, zählen die alternative Behandlung von kommunalem, industriellem und landwirtschaftlichem Abwasser, die Energiegewinnung in Methan und die Gewinnung anderer Mehrwertprodukte wie Bioplastik, biologischer Dünger, Bewässerungswasser und organische Säuren. Diese Säuren, die üblicherweise in der Petrochemie hergestellt werden, werden in Lebensmitteln, Arzneimitteln und Chemikalien verwendet.

Pilotanlage in der Agropolis

Im Rahmen des INCOVER-Projekts wurde die Forschungsgruppe "Umwelttechnik und Mikrobiologie" (GEMMA), geleitet vom Professor Joan Garcia, des Technische Hochschule für Ingenieure von Straßen, Kanälen und Häfen von Barcelona (ETSECCPB), baut eine der drei Behandlungsanlagen in der Agropolis, dem experimentellen Gelände der UPC in Viladecans, Einrichtungen, die Teil des Campus del Baix Llobregat sind.

Ziel dieser Anlage ist die Behandlung von Abwasser mit Mikroalgen. Diese 'grüne' Behandlung braucht keine Chemikalien und hat sich als sehr effizient bei der Entfernung von Nährstoffen und anderen Schadstoffen erwiesen. In diesem Sinne wird die UPC drei Photobioreaktoren - transparente und geschlossene Produktionssysteme - für die optimale Entwicklung und Anbau von Algen einsetzen. Diese Photobioreaktoren mit einer Kapazität von jeweils 10 m3 werden mit Haushalts- und landwirtschaftlichem Abwasser versorgt, das Nährstoffe liefern wird, die für das Wachstum von Algen und Biomasse erforderlich sind. Die Biomasse wird anschließend vom behandelten Wasser getrennt und durch anaerobe Verdauung verdaut, um Methan Biogas zu erhalten. Der Reichtum an Biogas wird viel größer sein als der, den man bei konventionellen Verdauungsprozessen erhält, da er durch eine Absorptionssäule geht, die flüchtige Gase und andere Schadstoffe zurückhält, die den Reichtum des Produkts verringern.

Gleichzeitig wird der feste Rückstand dieser Verdauung in künstlichen Feuchtgebieten in der Agropolis stabilisiert, wo biologische Düngemittel hergestellt werden. Schließlich wird das in diesen Photobioreaktoren behandelte Wasser ultrafiltration und solardesinfizieren und zur Bewässerung verwendet.

Algen, die Bioplastik erzeugen

Eine weitere wichtige Neuerung dieser Behandlung ist die Fähigkeit einer bestimmten Art von Algen - der Cyanobakterien oder der grünen Algen - zur Produktion von Bioplastik. Durch Anpassung der Bedingungen der Photobioreaktoren kann die Bevölkerung dieser Organismen erhöht werden, die in der Lage sind, Bioplastik in Form von Granulaten im Zytoplasma der Zelle als Nährstoffreserve zu synthetisieren und zu akkumulieren. Die Eigenschaften dieser Bioplastiken sind denen der traditionellen Kunststoffe aus der Petrochemie sehr ähnlich und haben den Vorteil, dass sie vollständig biologisch abbaubar sind. Es wird auch untersucht, wie sie in der Biomedizin (Prothese) und vor allem auf dem Markt für Verpackungen und Verpackungen eingesetzt werden.

Die Behandlungsanlage dieser UPC-Pilotanlage soll so ausgelegt sein, dass sie täglich 3.000 bis 5.000 Liter Abwasser behandeln kann, was einem kleinen Wohngebäude entspricht. Die Wissenschaftler gehen davon aus, daß täglich etwa 3,5 kg Bioplastik erreicht werden können.

Almería und Deutschland, Partner von INCOVER

Das INCOVER-Projekt umfasst zwei weitere Studienpiloten, eine in Almeria und eine in Deutschland. Die Ziele des von AQUALIA geleiteten Almerienser Forschungsteams ähneln denen der UPC-Linie: Gewinnung von Biokunststoffen, Methan, biologischen Düngemitteln und Wasser, das durch Sonnensysteme zur weiteren Verwendung als Bewässerungswasser desinfiziert wird. Der Hauptunterschied besteht darin, dass sie beim Wachstum von Mikroalgen keine Photobioreaktoren (geschlossene Systeme), sondern Hochlastlücken (offene Systeme) verwendeten. Darüber hinaus unterscheiden sich die solaren Desinfektionssysteme, und die Behandlung von Düngern wird nicht in Feuchtgebieten, sondern in Baumplantagen erfolgen.

Die dritte Forschungslinie, die in Deutschland durchgeführt wird, ist anders, da sie nicht Wasser, sondern Hefen zum Ziel hat. In diesem Fall werden die Bioreaktoren mit Industrieabwasser versorgt und nicht Bioplasten, sondern organische Säuren erzeugt. Der Rückstand der Hefen wird verarbeitet, um biologische Kohle anstelle von Methan und Aktivkohle anstelle von biologischen Düngemitteln zu erhalten.

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Presseraum UPC

Universitat Politètecnica de Catalunya

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