Die Abwasserentsorgung an Bergbauten und Herbergen gewinnt durch den steigenden Stellenwert von Freizeiteinrichtungen fernab urbaner Siedlungsstrukturen sowie aufgrund der umweltrechtlichen Anforderungen in ökologisch sensiblen Gebieten zunehmend an Bedeutung. Deren zentrale abwassertechnische Erschließung ist aus wirtschaftlichen Gründen hingegen selten realisierbar. Zudem ergibt sich eine besondere Herausforderung aus dem hohen Stickstoffanteil durch Urin im Abwasser. Der Abwasseranfall an Ausflugszielen im Zusammenhang mit wassersparender Sanitärtechnik führt zu einer außergewöhnlichen Abwasserzusammensetzung, sodass eine konventionelle biologische Reinigung an Grenzen stößt.

Für diese Sondersituation hat sich eine Vielzahl von Verfahren mit jeweils standortspezifischen Vorteilen durchaus bewährt. Aufgrund verschiedener Nachteile erscheinen diese allerdings nicht immer geeignet.
Daniel Meyer hat in seiner Dissertation „Umgang mit stickstoffbelasteten Abwässern an Ausflugszielen in exponierter Lage“ einen Optimierungsansatz entwickelt, der es erlaubt, hinreichende Empfehlungen für eine Technologieauswahl abzuleiten und damit die jeweiligen Stoffströme auf biologischem, physikalischem und chemischem Wege so aufzubereiten, dass sie einer umweltgerechten Entsorgung genügen. Den Kern der Arbeit bilden kleintechnische Versuche im Labormaßstab zu den drei Einzelkomponenten modulare Tropfkörperanlage, Ammoniakluftstrippung sowie die Klärschlammhydrolyse. Der Versuchsbetrieb verlief unter stetiger Frachterhöhung durch Zugabe extern gesammelten Urins, um die Abwassercharakteristik infolge Tagesgästen nachzubilden. Als Leistungsgrenze zeigte der Einfluss abnehmender Pufferkapazität auf die Leistungsfähigkeit der biologischen Abwasserbehandlung und führte zu Untersuchungen einer Vorbehandlung des stickstoffbelasteten Urins sowie zu Überlegungen, die Pufferkapazität im Ablauf durch eine möglichst weitegehende Denitrifikation zu stabilisieren.
Die im Rahmen der Untersuchungen ermittelten Zusammenhänge bilden eine zentrale Voraussetzung für das Aufstellen einer Abwasserentsorgungsstrategie mit dem Ziel des Zusammenwirkens der vorgestellten Komponenten für eine dezentrale Behandlung aller anfallenden Abwasserströme.
Die dokumentierten Ergebnisse der Dissertation ermutigen zu der Aussage, dass der Praxis ein weiteres zuverlässiges Behandlungsverfahren für hohe Stickstoffeliminationsleistungen zur Verfügung gestellt werden kann und damit die Palette bestehender technischer Lösungen erweitert ist.

Die Dissertation „Umgang mit stickstoffbelasteten Abwässern an Ausflugszielen in exponierter Lage“, ist als Band 28 der Schriftenreihe des Bauhaus-Instituts für zukunftsweisende Infrastruktursysteme (b.is) der Bauhaus-Universität Weimar erschienen (ISBN 978-3-944101-28-6).

Die EIT Knowledge and Innovation Community (KIC) InnoEnergy besteht aus europaweit 35 Partner aus Unternehmen, Universitäten, Forschungseinrichtungen und Business Schools. Sie treten an, um für Europa ein nachhaltiges Energiesystem zu schaffen, neue Energietechnologien schneller auf den Markt zu bringen und Europa im weltweiten Wettbewerb zu stärken.

Für die kommenden vier Jahre plant das Konsortium 65 Energie-Patente sowie 50 Ausgründungen. 90 neue Produkte sollen auf den Markt kommen. Es ist vorgesehen, 1500 Masterstudierende und Doktoranden erstklassig aus- bzw. fortzubilden. Die Umsetzung des Wissens in wettbewerbsfähige Produkte ist bereits in der Ausbildung ein zentrales Thema.

KIC InnoEnergy gliedert sich in sechs regionale Knotenpunkte in insgesamt acht europäischen Ländern. Diese europäischen Co-Location Centres (Benelux, Iberia, AlpsValleys, Sweden, Poland plus, Germany) koordinieren jeweils ein wichtiges Energiethema für alle Partner im Konsortium. Das KIT ist am deutschen Knotenpunkt mit dem Schwerpunktthema Energie aus chemischen Brennstoffen beteiligt.
KIC InnoEnergy

Neue Energietechnologien sind die Zukunft. Sind Sie ein neugieriger, kreativer Student und wollen Sie diese Zukunft mitgestalten? Dann machen Sie bei unserem neuen Masterprogramm ENTECH mit und werden Sie ein „Energie-Designer“ von morgen.

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Das Doktorandenprogramm von KIC InnoEnergy ergänzt Ihre Promotion am KIT durch den Zugang zu einem europäischen Netzwerk aus Universitäten, Forschungsinstituten und Unternehmen im Energiesektor und durch eine dem Energiemarkt angepasste Ausbildung im Bereich Unternehmensgründung und Entrepreneurship.“

www.kic-innoenergy.com/phdschool
http://www.energie.kit.edu/297.php

Zusammen mit KIC Inno Energy in Karlsruhe und der Universität Stuttgart hat das Technologieunternehmen Outotec gerade eine Pilotanlage vorgestellt, die helfen kann, Biomasse in saubere Energie umzuwandeln und gleichzeitig das Problem des Algenwachstums in Gewässern in Angriff zu nehmen.

Karlsruhe – Es hört sich ein wenig nach Science-Fiction an: Mehr:
http://www.process.vogel.de/wasser_abwasser/articles/492695/?cmp=nl-254
 

Dr.-Ing. Sebastian Petzet (BASF SE, Antwerpen) wurde mit dem Willy-Hager-Preis ausgezeichnet. Der mit 6000 Euro dotierte Preis wurde ihm am 11. Mai 2015 auf der Jahrestagung „Wasser 2015″ der Wasserchemischen Gesellschaft, einer Fachgruppe in der Gesellschaft Deutscher Chemiker, in Schwerin für seine an der TU Darmstadt angefertigte Dissertation „Phosphorrückgewinnung in der Abwassertechnik: Neue Verfahren für Klärschlamm und Klärschlammaschen“ überreicht (eine Zusammenfassung der Arbeit ist erschienen in KA 6/2014, S. 552). Petzets Arbeit ist von besonderer Bedeutung, weil die natürlichen Phosphatvorkommen begrenzt sind. Alternativ werden daher Wege gesucht, Phosphat aus Abfallströmen zurückzugewinnen. Klärschlämme und Klärschlammaschen sind besonders ergiebig, jedoch gilt es, Verunreinigungen wie Schwermetalle, Krankheitserreger und organische Schadstoffe zu beseitigen. Hierzu hat Petzet Verfahren entwickelt, die gleichermaßen effektiv wie kostengünstig sind. Der von der WillyHagerStiftung gestiftete Preis wird jährlich gemeinsam von der DECHEMA und der Wasserchemischen Gesellschaft verliehen. Prämiert werden hervorragende Arbeiten junger Hochschulwissenschaftler auf dem Gebiet der Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung.

Quelle: Korrespondenz Abwasser Heft 7- 2015

Die Bundesregierung will den Ausbau eines flächendeckenden schnellen Internets weiter forcieren und dafür u. a. Abwasserkanäle als Mantelrohr für Breitbandkabel nutzen. Das geht aus dem Entwurf des Wirtschaftsministeriums zur Änderung des Telekommunikationsgesetzes (§§ 77 ff TKG) zur Umsetzung entsprechender EU-Richtlinien hervor. Es ist vorgesehen, dass die Betreiber von Kanalnetzen grundsätzlich Auskunft über die Lage von Kanälen und die Bedingungen der Mitbenutzung von Abwasserkanälen geben müssen. Der Erftverband steht dem Gesetzentwurf kritisch gegenüber.

http://www.erftverband.de/ev-telegramm-82015/
 

Forscherinnen der Universität Tübingen untersuchen die Folgen des Eintrags von verunreinigtem Löschwasser in den Fluss

Bei Löscharbeiten nach einem Mühlenbrand gelangten am 22. August 2015 versehentlich große Mengen an Kunstdünger in die Jagst. Neben der giftigen Wirkung auf die Fische und dem Sauerstoffentzug im Wasser führt das aus den landwirtschaftlichen Düngemitteln stammende Ammoniumnitrat auch im Flusswasser zu einer starken Düngung – und einer massenhaften Vermehrung von Algen. Dr. Julia Kleinteich und Professorin Christiane Zarfl vom Zentrum für Angewandte Geowissenschaften der Universität Tübingen haben das Algenwachstum seit dem Giftunfall beobachtet und dabei einen etwa 50 Kilometer langen Flussabschnitt zwischen der Jagstmündung in den Neckar und Gommersdorf an der Jagst beprobt.

Die Wissenschaftlerinnen nahmen am 2. und am 7. September Wasser- und Sedimentproben, die im Labor näher untersucht werden. Dabei dient die Konzentration des Chlorophylls, des grünen Farbstoffs, der die Algen zur Fotosynthese befähigt, als Indikator für die Biomasse der Algen. Untersuchungen zur Artenzusammensetzung und deren Änderung im Zuge der Überdüngung des Flusses stehen noch an.

Bei der Probennahme am 2. September lag die Hälfte der Entnahmestellen in Herbolzheim, Züttlingen und Ruchsen unterhalb, also flussabwärts der Ammoniumfahne und war nicht von dieser beeinflusst, während die andere Hälfte der Proben direkt aus der Ammoniumfahne oder von deutlich dahinter liegenden Stellen genommen wurde, in Jagsthausen, Bieringen und Gommersdorf. „Bereits mit bloßem Auge ließ sich bei der zweiten Hälfte der Proben die massenhafte Algenvermehrung und grüne Färbung des Flusswassers erkennen“, berichtet Julia Kleinteich. Einer ersten Einschätzung zufolge hat nicht nur eine einzelne Algenart, sondern haben viele verschiedene Arten wie Kieselalgen und Grünalgen von der plötzlichen Düngung profitiert.

Am 7. September kam die Ammoniumfahne an der Mündung der Jagst in den Neckar an und wurde stark vom Neckarwasser verdünnt. „Wir haben nochmals eine längere Strecke hinter der Fahne beprobt, um so einen Rückgang der Algenblüte dokumentieren zu können“, sagt Zarfl. In Bieringen und Jagsthausen sei die Algenblüte bereits deutlich zurückgegangen und habe sich nach Herbolzheim und Untergrießheim etwa 20 Kilometer flussabwärts, der Ammoniumfahne folgend, verlagert. „Wenn die Algenmassen absterben, wird dem Flusswasser bei der Zersetzung erneut Sauerstoff entzogen“, erklärt die Wissenschaftlerin. „Es könnte daher sinnvoll sein, die Jagst für eine Weile weiterhin zu belüften, zum Beispiel so, wie es bislang über die Umwälzung des Fließgewässers und die dadurch entstandenen Turbulenzen in der Jagst erfolgt ist.“

Kontakt:
Juniorprofessorin Dr. Christiane Zarfl
Universität Tübingen
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Zentrum für Angewandte Geowissenschaften
Telefon +49 7071 29-76076
christiane.zarfl@uni-tuebingen.de

Wissenschaftler identifizieren das Grundwasser als Quelle hoher Phosphor-Belastungen von Seen

Lange Zeit war die Ursache für die außergewöhnlich hohen Phosphor-Konzentrationen im Arendsee im Norden Sachsen-Anhalts ein Rätsel. Nun steht fest: Der Nährstoff, der u.a. für ausgeprägte Algenblüten in den Sommermonaten verantwortlich ist, gelangt über das Grundwasser in den See. Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB) in Berlin konnten erstmals nachweisen, dass das Grundwasser für die hohe Belastung eines Sees verantwortlich ist. Unterstützt wurden sie dabei von Bürgern der Stadt Arendsee. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie in der Fachzeitschrift „Journal of Hydrology“.
Phosphor ist ein elementarer Nährstoff und eine wichtige Grundlage für das Leben in Flüssen und Seen. Zu viel davon führt jedoch zu einer unerwünschten Überdüngung von Gewässern. Es kommt beispielsweise zu wiederkehrenden Algenblüten, die im natürlichen Zustand nicht auftreten würden. Mittelfristig gefährdet die Anreicherung mit Nährstoffen (die sogenannte Eutrophierung) unter anderem die Artenvielfalt in den betroffenen Gewässern.

Hohe Phosphor-Konzentrationen im Arendsee enträtselt
Zahlreiche Seen in Deutschland und Europa sind inzwischen von der Eutrophierung betroffen, darunter auch der Arendsee im Nordosten Sachsen-Anhalts. Dort hat sich in den letzten Jahrzehnten ein Überangebot an Phosphor entwickelt. In der Folge kommt es vor allem in den Frühjahrs- und Sommermonaten immer wieder zu einem übermäßigen Wachstum von Algen und Cyanobakterien, die die Nutzung als Badegewässer vorübergehend einschränken.
Wissenschaftler erforschen vor Ort die Ursachen der außergewöhnlich hohen Phosphor-Konzentrationen. „Unsere Untersuchungen zeigen, dass Phosphor vor allem über das Grundwasser in den Arendsee gelangt“, sagt Karin Meinikmann, die das Phänomen im Rahmen ihrer Doktorarbeit am Leibniz-IGB erforscht. Im Vergleich mit anderen potentiellen Eintraspfaden (z. B. landwirtschaftliche Dränwässer) sei das Grundwasser sogar für mehr als 50 Prozent der Phosphor-Last des Sees verantwortlich. Bisher galt Phosphor als schwer löslich und damit im Grundwasser als nicht mobil. Umso überraschender ist deshalb das Ergebnis der Wissenschaftler.

Einwohner unterstützen Beprobung des Grundwassers
„Unsere hydrologischen Untersuchungen ergaben, dass das Grundwasser in diesem Bereich in nördliche Richtung fließt“, erklärt Karin Meinikmann. Das Grundwasser gelangt demzufolge über das Stadtgebiet von Arendsee in den See. Bei der Bestimmung der Grundwasserqualität setzten die Wissenschaftler deshalb auch auf die Unterstützung der Anwohner: „ Viele brachten uns Wasser aus ihren privaten Hausbrunnen zur Analyse“, erzählt Meinikmann. „Dadurch bekamen wir ein räumlich vergleichsweise hochaufgelöstes Bild der Phosphor-Konzentrationen des Grundwassers im gesamten Stadtgebiet.“
Das Ergebnis: Vor allem das Grundwasser im Siedlungsbereich ist großflächig mit Phosphor belastet. Auch andere Nährstoffe wie Stickstoff wurden dort in hohen Konzentrationen gefunden. Messstellen im landwirtschaftlichen Bereich des Einzugsgebietes zeigten hingegen keine auffälligen Phosphor-Konzentrationen.

Ursachen für hohe Phosphor-Konzentrationen im Grundwasser bislang unbekannt
„Was die Ursache für die starke Belastung des Grundwassers mit Phosphor ist, lässt sich im Moment noch nicht sicher sagen. Das lässt das Land Sachsen-Anhalt derzeit intensiv untersuchen“, erklärt Dr. Michael Hupfer, der sich seit 1994 intensiv mit dem Arendsee beschäftigt. Die Werte legen nahe, dass die potentielle Quelle der hohen Nährstoff-Konzentrationen mit den Siedlungsanlagen in Verbindung steht. Ein möglicher Anhaltspunkt könnten Studien sein, die darauf hindeuten, dass in Deutschland erhebliche Mengen des häuslichen Abwassers durch Leckagen in die Sickerwasserzone gelangen. „Üblicherweise werden Nähr- und Schadstoff-Konzentrationen durch Abbau- und Retentionsprozesse in der Sicker- und Grundwasserzone vermindert“, ergänzt IGB-Wissenschaftler Dr. Jörg Lewandowski. „Die entsprechenden Kapazitäten sind jedoch begrenzt: Sind sie aufgebraucht, können die schädlichen Komponenten noch Jahrzehnte später bis ins Grundwasser und in Flüsse und Seen gelangen.“

Ergebnisse legen Anpassungen der Richtlinien und Grenzwerte nahe
Der Arendsees ist der erste See, an dem eine Belastung des Grundwassers mit Phosphor als maßgebliche Ursache für den ökologisch schlechten Zustand nachgewiesen werden konnte. Die Wissenschaftler vermuten, dass dieses Phänomen aber auch in vielen anderen Gewässern auftritt. Da bislang vielerorts Untersuchungen dazu fehlen, wird der Aspekt bei Managementmaßnahmen an Gewässern noch unzureichend berücksichtigt. „Vor allem der zeitverzögerte Einfluss des Grundwassers wurde lange Zeit unterschätzt“, sagt Meinikmann.
Weder für die Gewässer noch für das Grundwasser existieren bislang anerkannte, ökologisch bedeutsame Grenzwerte. Stellt sich heraus, dass das Grundwasser weit bedeutsamer für die Eutrophierung von Gewässern ist, als bisher angenommen, müssten gesetzliche Richtlinien und Vorschriften entsprechend angepasst werden.

Quelle:
Meinikmann, K., Hupfer, M., Lewandowski, J. (2015): Phosphorus in groundwater discharge – A potential source for lake eutrophication. Journal of Hydrology, 524: 214-226. doi:10.1016/j.jhydrol.2015.02.031.

Kontakt:
Karin Meinikmann, Dr. Jörg Lewandowski, Dr. Michael Hupfer
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Müggelseedamm 310
12587 Berlin
Tel. 030 64181 671
E-Mail: meinikmann@igb-berlin.de
Angelina Tittmann
Leibniz-Institut für Gewässerökologie und Binnenfischerei (IGB)
Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: +49 (0) 30 64181 631
tittmann@igb-berlin.de