Weltweit haben 2,6 Milliarden Menschen keinen Zugang zu einer anständigen Toilette. Ein Team aus Schweizer Wasserforschenden und Designern aus Österreich hat im Wettbewerb «Re-Invent the Toilet» einen Anerkennungspreis gewonnen. Ausgeschrieben hat den Preis die Bill and Melinda Gates Foundation. Für weniger als fünf Rappen pro Tag und Person soll das neue Toilettenmodell eine menschenwürdige, hygienische, umweltfreundliche und auch wirtschaftlich interessante Sanitärversorgung sicherstellen.

22 Universitäten und Forschungsanstalten hat die «Bill and Melinda Gates Foundation» 2011 für die «Re-Invent the Toilet Challenge» (RTTC) angeschrieben. Ziel des Wettbewerbs: Erfindet die Toilette der Zukunft! Die Bedingungen: Das neue Klo soll ohne Kanalisation und Fremdenergie auskommen, in Stoffkreisläufe eingebaut sein und darf nicht mehr als fünf Cents pro Tag und Person kosten. Ende 2011 waren noch acht Teams im Rennen, darunter so renommierte Institute wie das Massachusetts Institute of Technology in Boston oder das California Institute of Technology. Gestern konnten sie alle ihre Projekte in Seattle (USA) vorstellen. Das Team des Schweizer Wasserforschungsinstituts Eawag und des Designbüros EOOS aus Wien hat es unter die besten geschafft: Die «diversion»-Toilette wurde von der Stiftung für ihr herausragendes Design mit einem speziellen Anerkennungspreis und 40‘000 US Dollar ausgezeichnet.

Toilette ist auch kleines Wasserwerk
Die Projektleitung lag in den Händen der Verfahrensingenieurin Tove Larsen. Seit Jahren befasst sie sich an der Eawag mit der Separierung von Urin und Fäkalien. «Es lag auf der Hand, die Trenntechnologie auch für das Wettbewerbsmodell einzusetzen», sagt Larsen, «nur sie erlaubt die effiziente Rückgewinnung der wertvollen Rohstoffe aus Urin und Fäkalien und eine einfache Wiedergewinnung von Wasser.». Eine in allen Kulturkreisen und von allen Benutzerinnen und Benutzern akzeptierte Trenntoilette gibt es aber noch nicht. Also musste sie entwickelt und designt werden. Herausgekommen ist ein modernes Steh-Klo. Das Besondere daran ist nicht nur die separate Ableitung des Urins und ein raffinierter Geruchsverschluss. Vielmehr steht im Modell «diversion» des Eawag-EOOS-Teams auch ein wenig Wasser zur Verfügung, ungefähr ein bis anderthalb Liter pro Toilettenbenutzung. «Das ist absolut entscheidend für die Reinigung des Klos, das Händewaschen und die von Muslimen und Hindus praktizierte Analhygiene mit Wasser», sagt Larsen. Einen Wasseranschluss braucht die neue Trenntoilette trotzdem nicht. Jedes Mal, wenn eine Benutzerin oder ein Benutzer mit dem Fusspedal Wasser in das kleine Wasserreservoir pumpt, wird hinter der Toilette nämlich auch verbrauchtes Wasser hochgepumpt. Dieses wird dann über einen Membranfilter gereinigt. Eine einfache, solarbetriebene Elektrode sorgt ausserdem via Elektrolyse dafür, dass dieses Brauchwasser garantiert frei ist von Krankheitskeimen.

Ein Geschäftsmodell für das Geschäft
Für Tove Larsen ist nicht nur die neue Technologie in der Toilette entscheidend. «Wichtig ist, dass unsere Toilette eingebaut ist in ein ganzes Sanitärsystem, das von Einheimischen betrieben werden kann – kostendeckend oder sogar mit einem Gewinn.» Das Eawag-EOOS-Team hat daher viel investiert in die Untersuchung und Entwicklung einer Transportlogistik, welche an die Verhältnisse in den boomenden Hüttensiedlungen der Entwicklungsländer angepasst ist. Ein modulares System von selbst schliessenden Fäkaliencontainern und Urinfässern mit Fahrzeug macht die Sammeltour effizient und hygienisch ebenso sicher wie die Toilette selbst. Schliesslich habe sich die Forschenden auch bereits zurecht gelegt, wie in semi-zentralen Behandlungsanlagen Urin und Fäkalien kontrolliert zu verkäuflichen Produkten verarbeitet werden können, also zum Beispiel in Dünger und Biogas. So ist ein ganzes Businessmodell entstanden für die «diversion»-Toilette, eine Art Contracting: Ein einheimischer Unternehmer vermietet die Toiletten den Benutzerinnen und Benutzern, managt die Sammeltouren, betreibt die Behandlungs- und Aufbereitungsanlage und verkauft deren Produkte.

Herausforderung steht noch bevor
Das Preisgeld von 40‘000 USD der «Bill and Melinda Gates Foundation» ist Lohn und Lob für das Forscherteam. Ausruhen auf den Lorbeeren können sich die Ingenieurinnen, Techniker, Sozialwissenschaftler und Designer aber nicht. Bis jetzt haben sie nachgewiesen, dass ihr System funktionieren könnte. Nun müssen echte Prototypen der Toilette gebaut und getestet werden. Das ist bis Ende 2013 geplant. Eine gesicherte Finanzierung fehlt allerdings noch, drei namhafte Zuschüsse der Gates-Foundation gingen an andere Projekte. Bis die «diversion»-Toilette, die Sammelfahrzeuge und die Verarbeitungsanlagen also weltweit in grossen Stückzahlen im Einsatz stehen, werden wohl noch einige Jahre vergehen. Für Larsen steht aber heute schon fest: «Ob sich unser System wirklich durchsetzen kann, hängt davon ab, wie gut unser Geschäftsmodell ist. Keine Lösung, die permanent auf Subventionen angewiesen ist, wird langfristig funktionieren.»

http://www.eawag.ch/medien/bulletin/20120815/index

In Niederbayern hat sich eine Biberfamilie in das Becken einer Kläranlage verirrt. Die Nager durchbissen die Kabel mehrerer Hochleistungspumpen.

Ein Biber knabbert an einer Rinde: In Niederbayern hat eine Biberfamilie die Pumpen einer Kläranlage lahmgelegt.

Schönberg. Eine Biberfamilie hat die Kläranlage im niederbayerischen Schönberg (Landkreis Freyung-Grafenau) lahmgelegt. Die Nager hätten am Sonntag die Stromkabel von zwei der drei Hochleistungspumpen durchgebissen und damit die Anlage nahezu funktionsunfähig gemacht, …mehr:

http://www.mittelbayerische.de/nachrichten/oberpfalz-bayern/artikel/biberfamilie-legt-klaeranlage-lahm/819554/biberfamilie-legt-klaeranlage-lahm.html

Klärschlamm, Abwässer und Gülle sind wertvolle Quellen, aus denen sich Dünger für die Nahrungsmittelproduktion gewinnen lässt. Forscher haben jetzt ein chemikalienfreies und umweltschonendes Verfahren entwickelt, mit dem rückgewonnene Salze direkt zu Dünger umgesetzt werden.

Phosphor ist nicht nur für Pflanzen, sondern für alle Lebewesen wichtig. Doch das für die Nahrungsmittelproduktion unverzichtbare Element wird knapper. Ein Indiz dafür sind die stetig steigenden Preise für phosphathaltige Düngemittel. Höchste Zeit also, nach Alternativen zu suchen. Keine leichte Aufgabe – denn Phosphor lässt sich nicht durch einen anderen Stoff ersetzen. Eine Lösung haben Forscher vom FraunhoferInstitut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart gefunden. Sie nutzen hierzulande vorhandene Ressourcen – und die finden sich ausgerechnet in Abwässern von Klärwerken oder Gärresten von Biogasanlagen. Die vermeintliche Dreckbrühe lässt sich hervorragend wiederverwerten. Dafür haben die Wissenschaftler um Jennifer Bilbao, die am IGB die Gruppe für Nährstoffmanagement leitet, ein neues Verfahren entwickelt. »Dabei werden Nährstoffe so gefällt, dass sie direkt als Dünger zur Verfügung stehen«, sagt Jennifer Bilbao.

Mobile Pilotanlage für Tests
Kern der patentierten Methode, die die Experten derzeit in einer mobilen Pilotanlage erproben, ist ein elektrochemischer Prozess, mit dem per Elektrolyse Stickstoff und Phosphor als Magnesium-Ammonium-Phosphat – auch als Struvit bekannt – ausgefällt werden. Das Salz Struvit wird aus dem Prozesswasser in Form kleiner Kristalle ausgeschieden, womit es sich direkt als Pflanzendünger einsetzen lässt. Der Clou der Methode: Im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren müssen die Forscher keine Salze oder Laugen zugeben. Bilbao: »Es handelt sich um einen komplett chemikalienfreien Prozess.«
In der mannshohen Elektrolysezelle der Versuchsanlage, durch die das Abwasser geleitet wird, befindet sich eine Opferanode aus Magnesium und eine metallische Kathode. Im Verlauf der Elektrolyse wird am negativ geladenen Pol, der Kathode, das Wasser aufgespalten. Dabei werden unter anderem Hydroxidionen gebildet. Am positiv geladenen Pol, der Anode, findet eine Oxidation statt: Magnesiumionen wandern durch das Wasser und reagieren dabei mit dem in der Lösung enthaltenen Phosphat und Ammonium zu Struvit.

Stromsparender, chemikalienfreier Prozess
Da die Magnesiumionen im Prozesswasser der Anlage besonders reaktionsfreudig sind, wird für dieses Verfahren sehr wenig Energie benötigt. Deshalb wird weniger Strom für die elektrochemische Aufspaltung gebraucht als bei üblichen Methoden. Bei allen bisher untersuchten Abwässern lag die erforderliche Leistung unter 70 Wattstunden…

http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/august/abwasser-als-pflanzenduenger.html

Hintergrund, zentrale Aspekte des Themas

Wasser ist Lebensgrundlage, Lebensraum und Standortfaktor zugleich. Die verfügbaren Wasserressourcen müssen daher bezüglich Quantität und Qualität nachhaltig genutzt werden. Unter quantitativen Gesichtspunkten darf die Wasserentnahme die Erneuerungsrate nicht überschreiten. Mit Blick auf die Qualität erfordert ein nachhaltiges Management der Wasserressourcen die Vermeidung bzw. Elimination von Verschmutzungen.

Eine eingeschränkte Verfügbarkeit von sauberem Wasser birgt hohe gesundheitliche Risiken und wirkt als großes Hemmnis für die sozioökonomische Entwicklung. Die Verunreinigungen von Gewässern mit Nährstoffen, Schwermetallen und weiteren anthropogenen Substanzen (Industrie- und Agrarchemikalien, Pharmazeutika und deren Metaboliten) stellt eine große Herausforderung für die Wasserwirtschaft dar. Viele dieser Stoffe sind persistent, teilweise bioakkumulativ und entfalten schon bei geringsten Konzentrationen eine schädliche Wirkung.

Außerdem sorgen sozioökonomische Faktoren dafür, dass sich die Wasserwirtschaft zusätzlichen Problemen und Herausforderungen stellen muss. Demografische Veränderungen und die Folgen der weiteren Industrialisierung verbunden mit Klimawandel und Ressourcenverknappung verschärfen die Wasserproblematik.

Vor diesem Hintergrund werden die Märkte für wasserrelevante Technologien weltweit massiv wachsen. Dies führt zu einer Internationalisierung sowie einer Veränderung der Wettbewerbsvoraussetzungen. In den Entwicklungs- und Schwellenländern müssen funktionierende Wasserinfrastruktursysteme häufig erst noch aufgebaut werden. Die Anstrengungen zur Erreichung der Millenium Development Goals (MDG) im Wasserbereich müssen vor allem bezüglich der Verbesserung der Sanitärversorgung deutlich gesteigert werden. Zur Zielerreichung wird es nicht genügen, Technologien aus Industrieländern zu exportieren. Vielmehr sind diese an die jeweiligen gesellschaftlichen und technologischen Verhältnisse anzupassen. Für einen nachhaltigen Betrieb ist insbesondere die Schaffung verlässlicher institutioneller Rahmenbedingungen notwendig.

In dieser Situation kommt dem Innovationsprozess bei den Wassertechnologien besondere Bedeutung zu: Zum einen bergen die Technologien des konventionellen Systems weiteres Entwicklungspotenzial zur Steigerung der Ressourceneffizienz und der Verminderung der Schadstoffe. Zum anderen verbessern Technologieschübe die Anwendungschancen von flexibleren, stärker dezentralen Ansätzen, die Funktionen der Wasserver- und -entsorgung mit Teilbereichen der Infrastruktursektoren Energie und Abfall integrieren. Neben der Technologieentwicklung besteht ein großes Potenzial in der Kombination der verschiedenen Technikkomponenten zu innovativen, energie- und ressourceneffizienten Gesamtkonzepten. Schließlich werden auch die Wettbewerbsfähigkeit und die Bereitschaft zum Technologietransfer und zum Eingehen von Technologiekooperationen maßgeblich durch die technologische Leistungsfähigkeit der einzelnen Länder beeinflusst.

Ziel und Vorgehensweise
Ziel des Projekts ist, anhand folgender fünf Schritte die Herausforderungen und…mehr

http://www.tab-beim-bundestag.de/de/untersuchungen/uI0029.html

Studierende der Universität Bielefeld nehmen am iGEM-Wettbewerb teil

Das Ziel der 15 Bielefelder Studierenden, die mit diesem Projekt am „international Genetically Engineered Machine competition“ (iGEM) des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston, USA, teilnehmen, ist hoch gesteckt. Für den rapide wachsenden internationalen Wettbewerb in synthetischer Biologie werben sie mehrere 10.000 Euro von international tätigen Unternehmen und Verbänden der Biotechnologie und Chemiebranche ein, um die Kosten des Wettbewerbs zu decken. Seit Mai verbringen sie ihre Freizeit damit, im Labor neue DNA-Bausteine herzustellen, sie zu vervielfältigen und Enzyme zu produzieren. Jetzt geben erste Ergebnisse Anlass zu Optimismus.

Die Antibabypille ist die am weitesten verbreitete Verhütungsmethode in Deutschland. Ein Großteil der modifizierten Östrogene wird jedoch über den Urin wieder…mehr:

http://ekvv.uni-bielefeld.de/blog/uniaktuell/entry/%C3%B6strogen_aus_trinkwasser_entfernen

Was früher Millionen von Jahre, Unmengen an Holz, hoher Temperaturen und viel Druck (bar) bedurfte, kann heute binnen weniger Stunden im Zeitraffertempo Realität werden: die Entstehung von Kohle. Und zwar nicht aus Holz, sondern aus Klärschlamm der Lingener Kläranlage. Das einzige Manko: Der Prozess lässt sich noch nicht wirtschaftlich darstellen – noch nicht. Mehr:

http://www.noz.de/lokales/63848219/lingener-gewinnen-kohle-aus-klaerschlamm

Ver.di und andere Organisationen starteten in der vergangenen Woche die erste europäische Bürgerinitiative „Wasser ist ein Menschenrecht“. Die Möglichkeit eines europäischen Bürgerbegehrens gibt es erstmalig seit dem 1. April 2012.

Ziel der Initiative ist es, die EU-Kommission zur Umsetzung der Anerkennung des Menschenrechts auf Wasser und sanitärer Grundversorgung auf ein auf Rechten basierendes Modell mit dem Schwerpunkt öffentliche Dienstleistungen zu verpflichten (wir berichteten auch im Rundbrief v. 25.05.).
Dazu wurden „Brunnenaktionen“ in 50 europäischen Städten organisiert, so auch am 21.06. in Berlin. Die Bürger wurden dabei über das europäische Bürgerbegehren und seine Notwendigkeit informiert und konnten vor Ort die Initiative sofort mit ihrer Unterschrift unterstützen.

Damit das Bürgerbegehren angenommen wird, werden binnen eines Jahres 1 Million Unterschriften aus mind. sieben Mitgliedsstaaten Europas benötigt. Ziel von ver.di ist es, in Deutschland über 130.000 Stimmen zu sammeln.

Weitere Informationen über das Bürgerbegehren können auf den Internetseiten http://www.right2water.eu/de und http://www.verdi.de/themen/internationales/wasser-ist-menschenrecht abgerufen werden.

STAEDTLER Stiftung fördert neues Forschungsprojekt an der Ohm-Hochschule mit 40.000 Euro

Welche mikrobiologischen Vorgänge spielen sich in Kläranlagen ab? Dieser Frage geht ein neues Forschungsprojekt von Prof. Dr. Eberhard Aust an der Fakultät Angewandte Chemie und dem Umweltinstitut Neumarkt der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg nach. Dafür untersucht er Mikroorganismen in den biologischen Stufen von Kläranlagen mit Hilfe der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung. Die STAEDTLER Stiftung unterstützt das Forschungsprojekt, das im Juni 2012 startet und bis Ende Dezember 2013 läuft, mit 40.000 Euro.
„Unser besonderes Augenmerk gilt den so genannten anaeroben Ammonium-Oxidierern, die auch Anammox genannt werden, und zur Gattung der Planctomyceten zählen“, erläutert der Projektleiter die Vorgehensweise. „Diese Bakterien wurden erstmals Ende der 1990er Jahre beschriebenen und bauen das im Abwasser enthaltene Ammonium in der Gegenwart von Nitrit zu molekularen Stickstoff ab.“

Im Rahmen des Forschungsprojekts untersuchen die Forscherinnen und Forscher des OHM diese Mikroorganismen in den biologischen Stufen von Kläranlagen mit Hilfe der Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierung. So soll das Wissen um die mikrobiologischen Vorgänge erhöht werden und der Zustand der entsprechenden Anlagen besser beschrieben werden.

„Wir vermuten, dass die Betriebsbedingungen in den Kläranlagen und die jahreszeitlichen Schwankungen der Umgebungsbedingungen großen Einfluss auf die Anreicherung bestimmter Organismen und die Beeinflussung ihrer Leistungsfähigkeit im Prozess haben“, betont Prof. Dr. Eberhard Aust. „Die genauen Mechanismen sind allerdings noch unbekannt, da bislang sehr wenige Messdaten aus Kläranlagen vorliegen und Langzeitstudien zur Entwicklung der mikrobiologischen Zusammensetzung der Schlämme bislang fehlen.“ Genau diese Lücke soll das Forschungsprojekt nun schließen.

Darüber hinaus soll die Fluoreszenz-in-situ-Hybridisierungs-Methode auch der Vertiefung des wissenschaftlichen Wissens über die verschiedenen Anammox-Arten dienen. Zum Beispiel könnte herausgefunden werden, welche Anammox-Arten in Konkurrenz um die Nahrungsgrundlage stehen, bzw. ob diese in Symbiose vergesellschaftet existieren.

STAEDTLER Stiftung: Partner der Wissenschaft
Die gemeinnützige STAEDTLER Stiftung unterstützt die Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg – Bayerns forschungsstärkste Hochschule für angewandte Wissenschaften – bereits seit vielen Jahren. Jährlich vergibt sie darüber hinaus hoch dotierte Promotionspreise an Doktoranden für herausragende Leistungen. An der Georg-Simon-Ohm-Hochschule Nürnberg förderte die STAEDTLER Stiftung bereits zahlreiche Projekte. In den vergangenen zehn Jahren flossen über eine Million Euro Fördergelder. Diese wurden unter anderem in folgenden Projekten eingesetzt: Das hochschuleigene Institut für Energie und Gebäude konnte mit Hilfe der Fördergelder Latentwärmespeicher-Materialien erforschen, an der Fakultät Maschinenbau und Versorgungstechnik kombinierte man Software und Kreativitätstechniken, an der Fakultät Informatik wurde das Projekt „intelligente Baustelle“ vorangebracht und an der Fakultät Angewandte Chemie beschäftigte sich ein Forscherteam mit der Behandlung von Allergien des Typs 1 (Soforttyp).

Weitere Informationen im Internet unter www.ohm-hochschule.de und www.staedtler.de