Die nachhaltige und effiziente Behandlung von Abwasser und Klärschlamm ist eine der größten Herausforderungen, denen sich kommunale Kläranlagen heute stellen müssen. Mit unserem neuen Forschungsprojekt ZUMISPEK gehen wir einen innovativen Weg, um sowohl die Phosphorrückgewinnung zu optimieren als auch die Energieausbeute in Kläranlagen zu steigern.
Inhaltsverzeichnis
Projektpartner und Ziele
In enger Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart und der GreenGate AG verfolgt ALMAWATECH das Ziel, die Abwasser- und Klärschlammbehandlung auf ein neues technologisches Niveau zu heben. Das Forschungsprojekt konzentriert sich dabei auf den Einsatz von mikrobiologischen Lösungen, die speziell auf die Bedürfnisse von Abwasserreinigungs- und Klärschlammsystemen abgestimmt sind.
Technologische Ziele des Projekts
- Selektion spezialisierter Biomassen: Aus vorhandenem Abwasser und Klärschlamm werden spezielle Mikroorganismen isoliert, die das Potenzial haben, Phosphor effizienter zu binden und die Faulgaserzeugung zu optimieren.
- Nachzüchtung von Animpfschlamm: In speziellen Reaktoren vor Ort wird der isolierte Schlamm nachgezüchtet, um in einem kontinuierlichen Prozess die Abwasserreinigung zu unterstützen.
- Softwaregesteuerte Beimpfung: Durch den Einsatz einer maßgeschneiderten Software wird die Beimpfung des Abwassers und des Klärschlamms präzise gesteuert, sodass stabile, mikrobiologische Prozesse gewährleistet sind.
Übergeordnete Vorteile
Das Projekt ZUMISPEK bietet durch die Anwendung von spezialisierten Bakterienkulturen und modernster Reaktortechnologie zahlreiche Vorteile:
- Höhere Erträge in der Phosphorrückgewinnung: Phosphor wird u. a. als Düngermittel eingesetzt
- Substitution/Entfall der Beigabe von Fällmitteln zur Phosphorrückgewinnung
- Reduktion von Klärschlamm: Die entstehende Klärschlammmenge wird signifikant reduziert, was den Entsorgungsaufwand und die Kosten verringert.
- Steigerung der Faulgaserzeugung: Die erzeugten Faulgase können für die energetische und thermische Verwertung genutzt werden, was die Energieeffizienz der Kläranlagen erhöht.
- Reduzierter Strombedarf und CO₂-Emissionen: Durch die Eliminierung aufwändiger Aufbereitungsprozesse und den verringerten Klärschlammanfall sinkt der externe Strombedarf, und gleichzeitig werden die CO₂-Emissionen reduziert.
Ein innovativer Ansatz für die Klärschlammbehandlung
ZUMISPEK verfolgt einen völlig neuen Ansatz: Die zustandsgeregelte Nachzüchtung von Mikroorganismen in Kombination mit einer insitu eingesetzten Reaktortechnologie ermöglicht erstmals stabile, kontrollierte Prozesse in der Phosphor- und Energiegewinnung. Die Sensoren überwachen dabei kontinuierlich die Systemzustände und geben die Informationen an eine spezielle Software weiter, die das Wachstum der Biomasse steuert. So kann sichergestellt werden, dass die Beimpfung genau im richtigen Moment und in der richtigen Menge erfolgt, um die besten Ergebnisse zu erzielen.
Die Selektion der Bakterienstämme erfolgt durch die Isolierung aus Abwasser und Klärschlamm. Mithilfe von Next Generation Sequencing (NGS)-Techniken werden die Mikroorganismen analysiert und ihr Abbaupotenzial charakterisiert. Diese spezialisierten Bakterien werden anschließend in Labortests zur Phosphorentfernung und Schlammreduzierung eingesetzt, bevor die Verfahren unter realitätsnahen Bedingungen in halbtechnischen Belebtschlammsystemen weiter untersucht werden.
Nachhaltigkeit und Zukunftspotenzial
Die stoffliche und energetische Effizienz von Kläranlagen ist ein entscheidender Faktor für die Erreichung umwelt- und klimapolitischer Ziele auf kommunaler Ebene. Kläranlagen gehören zu den größten Energieverbrauchern und CO₂-Emittenten. Gleichzeitig stellen Klärschlämme ein wertvolles Phosphorreservoir dar, dessen Rückgewinnung bisher mit großem Aufwand verbunden ist.
Durch mikrobiologische Ansätze, wie sie im Projekt ZUMISPEK entwickelt werden, lassen sich beide Herausforderungen gleichzeitig adressieren. Mit spezialisierten Bakterienkulturen kann die Phosphorrückgewinnung vereinfacht und die erzeugbare Faulgasmenge gesteigert werden – eine vielversprechende Lösung für eine nachhaltige Zukunft der Kläranlagen.
Fazit
Das Projekt ZUMISPEK hat das Potenzial, die Phosphorrückgewinnung, die Faulgaserzeugung und die Schlammreduzierung in Kläranlagen signifikant zu verbessern. Durch den innovativen Einsatz von mikrobiologischen Lösungen und moderner Reaktortechnologie bietet es einen vielversprechenden Ansatz zur Steigerung der Effizienz und Nachhaltigkeit in der Abwasser- und Klärschlammbehandlung.
Bleiben Sie dran, um mehr über unsere Fortschritte in diesem zukunftsweisenden Forschungsprojekt zu erfahren!
