Forscher an der Bauhaus-Universität Weimar entwickeln flexible biologische Kläranlagen

Am 1. August 2011 startet an der Professur Siedlungswasserwirtschaft der Fakultät Bauingenieurwesen das Forschungsprojekt „easypure – Entwicklung eines neuartigen Abwasserreinigungssystems mit natürlicher Belüftung“. Darin beschäftigen sich die Forscher unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong mit der Entwicklung kleiner und flexibler biologischer Kläranlagen, die in nicht erschlossenen Gebieten, beispielsweise als Hauskläranlagen, zum Einsatz kommen und platzsparend installiert werden können. Das Forschungs- und Entwicklungsprojekt ist auf die Dauer von zwei Jahren angelegt und wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) mit 160.000 Euro gefördert. In einem Kooperationsprojekt ist die Kubra GmbH – Industrie- und Kunststofftechnik aus Globig als Projektpartner für die Herstellung der Anlagentechnik verantwortlich.

Das Abwasser von kleineren Gemeinden und Siedlungen unterliegt in seiner Menge und Qualität starken Schwankungen. Daher ist es mitunter schwierig zu entsorgen, vor allem, wenn die Siedlungen nicht an zentrale Abwasserentsorgungssysteme angeschlossen sind. Aus diesem Grund hat das Forschungs- und Entwicklungsprojekt „easypure“ die Entwicklung einer neuen, energiearmen Verfahrenstechnik zur Behandlung häuslichen Abwassers zum Ziel. Diese sieht vor, Abwasser mit Hilfe von Biofilm, also auf Oberflächen von Trägermaterialien wachsenden Mikroorganismen, in kleinen, flexiblen und unterirdisch installierten Anlagen biologisch zu behandeln. Diese vollbiologischen Kleinkläranlagen sollen serienmäßig herstellbar und modular aufgebaut sein, um sie auf individuelle Bedürfnisse anzupassen und platzsparend zu installieren.

Kernelemente des neuen Anlagentyps werden industriell gefertigte Module sein, in denen die Abwasserreinigung mit Hilfe von Biofiltration mit natürlicher Belüftung erfolgt. Mittels Stecksystem lassen sich mehrere Module vor Ort zu einer Anlage in unterschiedlichen Größenordnungen zusammensetzen, wodurch der übliche hohe Flächen- bzw. Raumbedarf minimiert wird. Dabei stellt die Sauerstoffversorgung der Mikroorganismen durch eine natürliche Belüftung der unterirdisch verbauten Module eine besondere Herausforderung dar.

Kontakt:
Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong
Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen
Professur Siedlungswasserwirtschaft
Tel.: +49 (0) 36 43 / 58 46 15
E-Mail: siwawi@bauing.uni-weimar.de

Die Idee der Rieselfelder lebt wieder auf: So sollen die Folgen des Klimawandels eingedämmt werden
Der Klimawandel macht sich in Brandenburg bereits heute durch längere Trockenperioden und sinkende Grundwasserstände bemerkbar. In den Landkreisen Barnim und Uckermark sind sie zum Beispiel zwischen 1976 und 2005 teilweise über drei Zentimeter jährlich gesunken. Feuchtgebiete und die Nutzung landwirtschaftlicher Flächen sind dadurch gefährdet.

Mit den Folgen dieser Entwicklung wird sich in den nächsten fünf Jahren der Forschungsverbund „Entwicklung eines integrierten Landmanagements durch nachhaltige Wasser- und Stoffnutzung in Nordostdeutschland“ („ELaN“) beschäftigen. Ausgangspunkt ist die bisher gängige Praxis, dass gereinigte Abwasser über Havel und Spree abgeleitet werden und damit für die Region verloren gehen. Aufgrund der klimatischen Bedingungen kann sich die Region diese Praxis jedoch nicht mehr länger leisten: Das Wasser – ebenso wie die darin enthaltenen Nährstoffe – sollten in die Landschaft zurückgeführt werden.

Manch einer mag sich da an die Rieselfelder erinnert fühlen. Das Prinzip soll jedoch unter anderem Vorzeichen und mit innovativen Technologien wieder aufgegriffen werden. Martina Schäfer, Professorin am Zentrum Technik und Gesellschaft der TU Berlin, die die an der Universität angesiedelten Teilprojekte koordiniert, erläutert: „Das Problematische an den über fast 100 Jahre betriebenen Rieselfeldern war, dass das Abwasser ungereinigt auf Flächen vor die Tore Berlins geleitet wurde, was zu einer Belastung der Böden und des Grundwassers führte. Nun aber soll die Qualität des Abwassers so sein, dass keine Gefahr für das Grundwasser besteht und es zur Stabilisierung des Wasserhaushalts beiträgt.“

„ELaN“ wird im Rahmen des Förderprogramms „Innovative Systemlösungen für ein nachhaltiges Landmanagement“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung als eins von zehn ausgewählten Projekten mit fünf Millionen Euro gefördert. Neben der Erforschung der naturwissenschaftlich-technischen und politisch-rechtlichen Voraussetzungen, gereinigtes Abwasser in die Natur zu leiten, sollen bereits an zwei Standorten innovative Abwassertechnologien und Landnutzungsformen erprobt und hinsichtlich einer dauerhaften Umsetzung untersucht werden.

Bei den Rieselfeldern Hobrechtsfelde im Norden Berlins handelt es sich um Flächen, die aufgrund ihrer früheren Nutzung eine hohe Schadstoffbelastung und gestörte Bodenstrukturen aufweisen. Hier wird erforscht, ob die Flächen bei einer Wiedervernässung zum Beispiel für den Anbau von Energiepflanzen oder Beweidung genutzt werden können. Bei dem zweiten Versuchsareal, der Randow-Welse-Niederung in Biesenbrow, handelt es sich um empfindliche Niedermoorgebiete. Sie sollen durch Klarwasser stabilisiert werden.

Ziel des „ELaN“-Projekts ist es, übertragbare Lösungen für die gesamte Region Berlin-Brandenburg zu erarbeiten. Außerdem soll nach Möglichkeiten gesucht werden, wie die gewonnenen Erfahrungen und entwickelten Technologien in anderen Regionen Deutschlands vermarktet und eingesetzt werden können. Neben zwei weiteren TU-Fachgebieten Standortkunde und Bodenschutz von Prof. Dr. Gerd Wessolek und Siedlungswasserwirtschaft von Prof. Dr.-Ing. Matthias Barjenbruch sind an dem Forschungsverbund das Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V., die Humboldt-Universität zu Berlin, die Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde, das Institut für Regionalentwicklung und Strukturplanung in Erkner und die Berliner Wasserbetriebe beteiligt.

Weitere Informationen erteilt Ihnen gern: Prof. Dr. Martina Schäfer, Zentrum Technik und Gesellschaft (ZTG) der TU Berlin, Hardenbergstr. 16-18, 10623 Berlin, Tel.: 030/314-26854, E-Mail: martina.schaefer@tu-berlin.de

Volksbegehren gegen Straßenausbaubeiträge in Thüringen

Die Thüringer Bürgerallianz bringt das Volksbegehren gegen die Abwasser- und Straßenausbaubeiträge auf den Weg. Bei einem Treffen mit Landtagspräsidentin Birgit Diezel (CDU) werde der Beginn der Unterschriftensammlung für den Zulassungsantrag angemeldet, teilte das Bündnis am Mittwoch in Erfurt mit.

Erfurt. Die sechswöchige Frist werde am 25. Juni beginnen und sechs Wochen dauern.
Mindestens 5.000 Bürger müssen ihre Stimme für den Gesetzesentwurf der Bürgerallianz abgeben, damit das Volksbegehren eingeleitet werden kann. Dessen Ziel ist es, die Abwasser- und Straßenausbaubeiträge in Thüringen abzuschaffen. Für ein erfolgreiches Volksbegehren müssten die Bürgerinitiativen innerhalb von vier Monaten 148.000 Unterschriften sammeln.

Die schwarz-rote Koalition hatte im März die Änderung des Kommunalabgabengesetzes …mehr:

http://www.thueringer-allgemeine.de/startseite/detail/-/specific/Volksbegehren-gegen-Strassenausbaubeitraege-in-Thueringen-444026507

Bei diesem Thema müssen zwei Dinge klar getrennt werden: die Trinkwasserqualität an sich und der Betrieb der Hausinstallationen in den Gebäuden. Denn die Trinkwasserqualität in Deutschland ist nachweislich gut bis sehr gut. Das hat auch eine Studie des Umweltbundesamtes bestätigt. Die deutschen Wasserwerke arbeiten darüber hinaus ständig daran, die ohnehin schon hohe Wasserqualität noch zu verbessern.

Damit jedoch die von den Wasserversorgern einwandfrei gelieferte Trinkwasserqualität auch beim Verbraucher ankommt, müssen die Wasserinstallationen in den Gebäuden den technischen Standards entsprechen und regelmäßig gewartet werden. Die deutsche Trinkwasserverordnung schreibt vor, dass nicht nur bei Planung und Bau, sondern auch beim Betrieb von Hausinstallationen bestimmte technische Regeln zu beachten sind. Die Trinkwasserqualität in Gebäuden kann andernfalls durch Fehler und Mängel bei Hausinstallationen beeinträchtigt werden. Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz ungeeigneter Werkstoffe. Unzureichende Isolierung des Kaltwassersystems und falscher Betrieb des Warmwassersystems können zum Beispiel das unerwünschte Wachstum von Legionellen fördern.

Aus gutem Grund legt daher das Bundesgesundheitsministerium in der Trinkwasserverordnung Pflichten für die Betreiber von Hausinstallationen fest. Dabei bietet die Anwendung der Technischen Regeln (DVGW-Regelwerk) dem Betreiber eine wichtige Basis zur Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen in der Trinkwasserverordnung. Die Trinkwasserversorger entnehmen in ihren Gewinnungs- und Versorgungsgebieten regelmäßig Proben und untersuchen diese auf ihre Reinheit, so dass die Einhaltung der strengen Trinkwassernormen gesichert ist. Dies geschieht in enger Abstimmung mit den Gesundheitsbehörden und Umweltämtern.“

Weitere Informationen
Frank Brachvogel
Pressesprecher
Telefon 0 30 / 300 199-1160
E-Mail presse@bdew.de

Quelle:
http://www.bdew.de/internet.nsf/id/DE_20110802-PS-Martin-Weyand-anlaesslich-des-Beitrags-des-ARD-Magazins-Plusminus-vom-2-August-zur-T

Bei diesem Thema müssen zwei Dinge klar getrennt werden: die Trinkwasserqualität an sich und der Betrieb der Hausinstallationen in den Gebäuden. Denn die Trinkwasserqualität in Deutschland ist nachweislich gut bis sehr gut. Das hat auch eine Studie des Umweltbundesamtes bestätigt. Die deutschen Wasserwerke arbeiten darüber hinaus ständig daran, die ohnehin schon hohe Wasserqualität noch zu verbessern.

Damit jedoch die von den Wasserversorgern einwandfrei gelieferte Trinkwasserqualität auch beim Verbraucher ankommt, müssen die Wasserinstallationen in den Gebäuden den technischen Standards entsprechen und regelmäßig gewartet werden. Die deutsche Trinkwasserverordnung schreibt vor, dass nicht nur bei Planung und Bau, sondern auch beim Betrieb von Hausinstallationen bestimmte technische Regeln zu beachten sind. Die Trinkwasserqualität in Gebäuden kann andernfalls durch Fehler und Mängel bei Hausinstallationen beeinträchtigt werden. Ein Beispiel hierfür ist der Einsatz ungeeigneter Werkstoffe. Unzureichende Isolierung des Kaltwassersystems und falscher Betrieb des Warmwassersystems können zum Beispiel das unerwünschte Wachstum von Legionellen fördern.

Aus gutem Grund legt daher das Bundesgesundheitsministerium in der Trinkwasserverordnung Pflichten für die Betreiber von Hausinstallationen fest. Dabei bietet die Anwendung der Technischen Regeln (DVGW-Regelwerk) dem Betreiber eine wichtige Basis zur Einhaltung der gesetzlichen Anforderungen in der Trinkwasserverordnung. Die Trinkwasserversorger entnehmen in ihren Gewinnungs- und Versorgungsgebieten regelmäßig Proben und untersuchen diese auf ihre Reinheit, so dass die Einhaltung der strengen Trinkwassernormen gesichert ist. Dies geschieht in enger Abstimmung mit den Gesundheitsbehörden und Umweltämtern.“

Weitere Informationen
Frank Brachvogel
Pressesprecher
Telefon 0 30 / 300 199-1160
E-Mail presse@bdew.de

Quelle:
http://www.bdew.de/internet.nsf/id/DE_20110802-PS-Martin-Weyand-anlaesslich-des-Beitrags-des-ARD-Magazins-Plusminus-vom-2-August-zur-T

An Israeli company aims to commercialize microbial fuel-cell technology

An Israeli company called Emefcy has developed a process that promises to decrease the energy drain of wastewater treatment. This week, Energy Technology Ventures-a joint venture between GE, NRG Energy, and ConocoPhillips-invested in the company, marking the venture’s first-ever investment in a non-U.S. company.

Conventional wastewater treatment consumes 2 percent of global power capacity, some 80,000 megawatts, at a cost of $40 billion per year.

Using conventional microbial fuel-cell technology and its own proprietary engineering, Emefcy harvests energy from wastewater, generating enough to power the entire treatment process. In the treatment of particularly carbon-rich industrial wastewater, the company says, the process produces excess electricity that can be fed back into the grid at a profit.

In microbial fuel cells, naturally occurring microorganisms oxidize wastewater. An anode and cathode, placed a critical distance apart in the water, create an electrical circuit from the electrons gained from this oxidation.

Ely Cohen, Emefcy’s vice president of marketing, says the company’s process reduces the total cost of wastewater treatment by 30 to 40 percent by eliminating spending on energy, and also reduces the amount of sludge that must be trucked away afterward by up to 80 percent.

Traditional wastewater treatment involves forcing air through the water to aerate it. This is also important to the activity of the microbial cells. Emefcy exposes more wastewater to air but without the energy-intensive process of pumping air through water. Instead, the wastewater flows through a „biogenic reactor“ made of tubes 1.7 meters in diameter and four meters high. Inside the tubes, water and air flow alongside each other separated by a membrane.

„The reactor is split into two areas,“ says Emefcy CEO Eytan Levy. „In one area there is a lot of wastewater but there is no air. In the other area there is air but no wastewater. These two areas are separated by a membrane wall and both areas are connected to an electrically-conductive surface on which the bacteria grows.“

The electrons produced by the bacteria flow towards the oxygen in the air through nanowires made of naturally-occurring hair-like projections found on the surface of the microbes. „Under these reactor conditions the bacteria develop the ability to convert these pili to become electrically conductive and it behaves just like a metallic wire,“ says Levy.

The electrodes used are made of a coated plastic, which makes them cheaper, and easier to maintain.

Each stack can process 10 cubic meters of wastewater a day, and has a planned lifespan of 15 years. Stacks can be added on a modular basis, avoiding the need for a large up-front investment in infrastructure. Emefcy hope to begin industrial production this month, with first sales targeted for early 2012.
Itamar Willner, a professor at the Institute of Chemistry at the Hebrew University, and author of a recent review of biofuel cell technology in the journal Fuel Cells, says using microbial fuel cells for the decontamination of wastewater remains „a challenge.“

„There is a tremendous difference between a demo system and upscaling to thousands of tons of wastewater, and a difference between artificially contaminated water used for laboratory testing and the real world, where you have different waste and different materials,“ says Willner.

Lital Alfonta, an assistant professor in the Department of Biotechnology Engineering at Ben-Gurion University, who develops genetically engineered microbial fuel cells, says there has been growing excitement at international conferences over the progress made by Emefcy.

„They use very cheap materials that still give them the highest possible power output,“ says …

http://www.technologyreview.com/printer_friendly_article.aspx?id=37965

An Israeli company aims to commercialize microbial fuel-cell technology

An Israeli company called Emefcy has developed a process that promises to decrease the energy drain of wastewater treatment. This week, Energy Technology Ventures-a joint venture between GE, NRG Energy, and ConocoPhillips-invested in the company, marking the venture’s first-ever investment in a non-U.S. company.

Conventional wastewater treatment consumes 2 percent of global power capacity, some 80,000 megawatts, at a cost of $40 billion per year.

Using conventional microbial fuel-cell technology and its own proprietary engineering, Emefcy harvests energy from wastewater, generating enough to power the entire treatment process. In the treatment of particularly carbon-rich industrial wastewater, the company says, the process produces excess electricity that can be fed back into the grid at a profit.

In microbial fuel cells, naturally occurring microorganisms oxidize wastewater. An anode and cathode, placed a critical distance apart in the water, create an electrical circuit from the electrons gained from this oxidation.

Ely Cohen, Emefcy’s vice president of marketing, says the company’s process reduces the total cost of wastewater treatment by 30 to 40 percent by eliminating spending on energy, and also reduces the amount of sludge that must be trucked away afterward by up to 80 percent.

Traditional wastewater treatment involves forcing air through the water to aerate it. This is also important to the activity of the microbial cells. Emefcy exposes more wastewater to air but without the energy-intensive process of pumping air through water. Instead, the wastewater flows through a „biogenic reactor“ made of tubes 1.7 meters in diameter and four meters high. Inside the tubes, water and air flow alongside each other separated by a membrane.

„The reactor is split into two areas,“ says Emefcy CEO Eytan Levy. „In one area there is a lot of wastewater but there is no air. In the other area there is air but no wastewater. These two areas are separated by a membrane wall and both areas are connected to an electrically-conductive surface on which the bacteria grows.“

The electrons produced by the bacteria flow towards the oxygen in the air through nanowires made of naturally-occurring hair-like projections found on the surface of the microbes. „Under these reactor conditions the bacteria develop the ability to convert these pili to become electrically conductive and it behaves just like a metallic wire,“ says Levy.

The electrodes used are made of a coated plastic, which makes them cheaper, and easier to maintain.

Each stack can process 10 cubic meters of wastewater a day, and has a planned lifespan of 15 years. Stacks can be added on a modular basis, avoiding the need for a large up-front investment in infrastructure. Emefcy hope to begin industrial production this month, with first sales targeted for early 2012.
Itamar Willner, a professor at the Institute of Chemistry at the Hebrew University, and author of a recent review of biofuel cell technology in the journal Fuel Cells, says using microbial fuel cells for the decontamination of wastewater remains „a challenge.“

„There is a tremendous difference between a demo system and upscaling to thousands of tons of wastewater, and a difference between artificially contaminated water used for laboratory testing and the real world, where you have different waste and different materials,“ says Willner.

Lital Alfonta, an assistant professor in the Department of Biotechnology Engineering at Ben-Gurion University, who develops genetically engineered microbial fuel cells, says there has been growing excitement at international conferences over the progress made by Emefcy.

„They use very cheap materials that still give them the highest possible power output,“ says …

http://www.technologyreview.com/printer_friendly_article.aspx?id=37965

Das OVG NRW hat in einem Beschluss vom 15.04.2011 (Az. 9 A 2260/09) die Berufung gegen ein verwaltungsgerichtliches Urteil zugelassen und die Gebührenerhebung durch Dritte grundsätzlich in Frage gestellt. Der Zulassungs-Beschluss ist im Intranet des StGB NRW unter Fachinformation/Service Rubrik „Umwelt, Abfall, Abwasser“ abrufbar gestellt.

Das OVG NRW führt in dem Zulassungsbeschluss aus, dass ungeachtet der Frage, ob dem Schreiben der Stadtwerke GmbH aus Empfängersicht hinreichend deutlich zu entnehmen war, dass es auch einen Abwassergebührenbescheid des Bürgermeisters der beklagten Stadt enthält, die Festsetzung der Gebühr jedenfalls deshalb überwiegend rechtlichen Bedenken begegnet, weil der Erlass eines Abgabenbescheides durch eine Person des Privatrechts (hier: der Stadtwerke GmbH) nur auf der Grundlage eines Gesetzes im formellen Sinne zulässig sein dürfte. Die Regelung allein kraft einer Regelung in der kommunalen Gebührensatzung reiche nicht aus (vgl. hierzu auch: OVG Schleswig-Holstein, Urteil vom 15.03.2006 – Az. 2 LB 9/05 -, Thüringer Oberverwaltungsgericht, Urteil vom 14.12.2009 – Az. 4 KO 482/09 -, Hessischer VGH, Beschluss vom 17.03.2010 – Az. 5 A 3242/09. Z; Lichtenfeld in: Driehaus, Kommunalabgabenrecht, Stand: September 2010, § 6 Rz. 768).

Dieses gilt nach dem OVG NRW unabhängig davon, ob es sich um eine Gebührenerhebung im eigenen Namen als Beliehener handelt oder im fremden Namen im Rahmen eines Mandats (einer Beauftragung) die Gebührenerhebung durch einen Dritten erfolgt.

Das OVG NRW weist in seinem Beschluss vom 15.04.2011 (Az. 9 A 2260/09) weiterhin darauf hin, dass es auch ohne Bedeutung sein dürfte, dass die beklagte Stadt den Gebührensatz selbst ermittelt hat. Dieses werde voraussichtlich ebenso wenig eine andere Beurteilung rechtfertigen wie die Tatsache, dass der bezogen auf das Jahr 2006 vom Kläger erhobene Widerspruch gegen den Gebührenbescheid durch einen Widerspruchsbescheid des Bürgermeisters der beklagten Stadt als unbegründet zurückgewiesen worden ist (vgl. dazu insbesondere: OVG Schleswig-Holstein, Urteil vom 15.03.2006 – Az. 2 LB 9/05).
Die Geschäftsstelle weist ergänzend darauf hin, dass mit dem Beschluss des OVG NRW vom 15.04.2011 (Az. 9 A 2260/09) lediglich das Berufungsverfahren vor dem OVG NRW zugelassen worden ist. Eine endgültige Entscheidung ist also noch nicht ergangen. Mit Blick auf die Gebührenerhebung für das Jahr 2012 kann zurzeit nur die Empfehlung ausgesprochen werden, in die Prüfung einzutreten, ob eine Gebührenerhebung durch Dritte weiterhin im Jahr 2012 erfolgen soll, weil dass das OVG NRW aller Voraussicht nach den Rechtsstandpunkt einnehmen wird, dass eine Gebührenerhebung durch Dritte (auch in der Form der Beauftragung -so genanntes Mandat) nicht möglich ist, da eine klare landesgesetzliche Regelung fehlt. Im Hinblick auf die Gebührenerhebung für das Jahr 2012 würde sich demnach nur dann kein Prozessrisiko ergeben, wenn die Stadt/Gemeinde die Gebühren wieder komplett selbst erhebt.
Az.: II/2 24-21/33-10 qu-ko

Quelle: http://www.kommunen-in-nrw.de/mitgliederbereich/mitteilungen/detailansicht/dokument/ovg-nrw-zur-gebuehrenerhebung-durch-dritte.html

StGB NRW-Mitteilung 286/2011 vom 03.05.2011

Dissertation von Franziska Meinzinger

Im Kontext einer nachhaltigen Entwicklung wird es immer wichtiger, Möglichkeiten zu finden, die vorhandenen natürlichen Ressourcen zu schonen und Potenziale zur Kreislaufwirtschaft aufzuzeigen und umzusetzen. Auch in der Abwasserwirtschaft ist die Steigerung der Ressourceneffizienz zu einem aktuellen Thema geworden. Insbesondere die Rückgewinnung von Nährstoffen, die Steigerung der Energieeffizienz und die Schonung natürlicher Wasserressourcen können einen Beitrag zu ressourceneffizienteren Abwassersystemen leisten. Hierfür ist es notwendig, eine systembezogene Betrachtungsweise einzunehmen, um mögliche alternative Systeme umfassend bewerten zu können. Vor diesem Hintergrund hat Franziska Meinzinger in ihrer Dissertation die Ressourceneffizienz verschiedener städtischer Abwassersysteme unter Anwendung von kombinierten Kosten-, Energieund Stoffstromanalysen (ceMFA) systemanalytisch untersucht. Neben einer Diskussion relevanter Kriterien und Bewertungsmethoden bildet die vergleichende Analyse verschiedener Systeme den Schwerpunkt dieser Studie. Für zwei Fallbeispiele – Hamburg in Deutschland und die Stadt Arba Minch im Süden Äthiopiens – werden eine Reihe von möglichen Systementwicklungen inklusive Teilstrombehandlungen (zum Beispiel Separation von Urin oder Schwarzwasser) definiert. Als Referenzsystem dient jeweils das gegenwärtig vorhandene Wasser- und Abwassersystem. Für die Analyse werden Modellgleichungen in dem Simulationsprogramm Simbox aufgestellt und damit die Massen- und Nährstoffströme, Energiebilanzen sowie Kostenfunktionen der unterschiedlichen Systeme integriert. Anhand von Sensitivitätsanalysen und Parametervariationen wird der Einfluss verschiedener Annahmen und Berechnungsparameter untersucht. Aus den im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Simulationen lassen sich folgende generelle Schlussfolgerungen ziehen:
● Keines der Systeme zeigt einen Gesamtnutzen in Bezug auf alle untersuchten Kriterien, das heißt Nährstoffe, Energie, Wasser und Kosten. Die Ergebnisse der Systemanalyse können jedoch mithilfe einer fallbezogenen Gewichtung als Basis für eine Entscheidungsunterstützung dienen.
● Die untersuchten Systeme besitzen unterschiedliches Potenzial zur Nährstoffrückgewinnung aus Abwasser( teil) strömen. Für das Fallbeispiel Hamburg könnten bis zu 29 % des Mineraldüngereinsatzes reduziert werden, für Arba Minch beträgt die maximale Reduzierung 16 %.
● Faktoren wie der Transport von Teilströmen oder aufwendige Rückgewinnungsverfahren können teilweise zu einer Erhöhung des Energiebedarfs führen. Auf der anderen Seite können jedoch auch energetische Einsparungen durch die Einführung von Teilstrombehandlung erzielt werden, wie zum Beispiel durch Urinseparation (minus 12 % im Fall Hamburg) oder die Nutzung von Biogas aus anaeroben Behandlungsanlagen (bis zu 38 % im Fall Arba Minch). Die Energieeffizienz hängt von verschiedenen determinierenden Parametern ab, wie zum Beispiel der Menge an co-vergärten organischen Abfällen, deren Einfluss im Modell simuliert werden kann.
● Die Nutzung natürlicher Wasserressourcen kann durch teilstromorientierte Abwassersysteme reduziert werden, zum Beispiel durch reduzierte Spülwassermengen oder Grauwasserrecycling.
● Die Integration der Kostenschätzungen in die Stoffstrom- und Energieanalysen ermöglicht eine Abschätzung der Kostenwirksamkeit der Systemanpassungen. Dabei zeigt sich, dass die Randbedingungen wie Neubau oder Implementierung im Bestand einen erheblichen Einfluss auf den Kostenvergleich besitzen. Zum Teil erhöhen sich unter den im Modell gewählten Annahmen die Kosten der Systeme im Vergleich zur gegenwärtigen Situation, eine differenzierte Analyse zeigt jedoch die Abhängigkeit der Kosten von bestimmten Parametern sowie die Möglichkeit der Generierung eines finanziellen Nutzens. Die vergleichende Bewertung der unterschiedlichen Systeme wird komplementiert durch eine Diskussion verschiedener Treiber, Voraussetzungen und Möglichkeiten zur Implementierung ressourceneffizienter Systeme, bezogen auf die jeweilige Fallstudie. Auch mögliche Hindernisse bei der Umsetzung werden aufgezeigt und diskutiert. Die Studie zeigt, dass die Methodik der kombinierten Stoffstrom- und Energieanalysen gezielte Einblicke in die Ressourceneffizienz verschiedener Abwassersysteme geben kann und einen umfassenden Beitrag zur Systemanalyse und Entscheidungsfindung leisten kann.

Die Dissertation wurde mit dem Karl H. Ditze-Preis 2011 der TU Hamburg- Harburg ausgezeichnet. Resource efficiency of urban sanitation systems: a comparative assessment using material and energy flow analysis

Dissertation von Franziska Meinzinger  

Gutachter: Prof. Dr.-Ing. Ralf Otterpohl
(TU Hamburg-Harburg) und Prof. Dr.-Ing. Jörg Londong (Bauhaus
Universität Weimar), erschienen als Band 75 der Hamburger Berichte zur
Siedlungswasserwirtschaft
ISBN 978-3-942768-00-9,
elektronischeVersion:
http://doku.b.tu-harburg.de/volltexte/2011/1079/pdf/Diss_Meinzinger_ResourceEfficiency.pdf
 

Der Rhein ist von Worms flussabwärts über eine Länge von weit über 400 km mit dem Selten-Erd-Element Lanthan belastet. In Mainz liegt der gemessene Wert beim 46-Fachen der natürlichen Konzentration, im Flussabschnitt Bonn-Leverkusen-Neuss beim mehr als dem 25-Fachen. Dies ist das Ergebnis einer aktuellen Studie der Geochemiker Michael Bau und Serkan Kulaksiz von der Jacobs University (vergl. Umwelt-Fachzeitschrift Environment International DOI:10.1016/j.envint.2011.02.018). Damit ist der Rhein das erste Gewässer weltweit, in dem eine solche Kontamination beobachtet wurde.
Die Lage der Einleitungsstelle bei Worms deutet darauf hin, dass das Lanthan aus der dortigen Produktion von chemischen Katalysatoren für Erdölraffinerien stammt, bei der die Seltene Erde in das Industrieabwasser gerät. Eine grobe Abschätzung lässt vermuten, dass pro Jahr nahezu 1,5 Tonnen Lanthan verloren gehen und über den Rhein in den Ärmelkanal und letztlich in die Nordsee gelangen. Während die im Rheinwasser auftretenden Lanthanmengen als gesundheitlich unbedenklich gelten, liegen die extrem hohen Konzentrationen von bis zu 49 mg/kg Lanthan, die an der Einleitungsstelle gemessen wurden, oberhalb der Werte, für die bereits ökotoxikologische Effekte beobachtet wurden.

Fragen zu der Studie beantwortet:
Dr. Michael Bau | Professor of Geoscience
Email: m.bau@jacobs-university.de | Tel.: 0421 200-3564
Dr. Kristin Beck

Corporate Communications & Media Relations
Jacobs University Bremen