Das Projekt FlexTreat befasst sich mit der Umsetzung der Wiederverwendung von kommunalem Abwasser zur landwirtschaftlichen Bewässerung und adressiert damit unter anderem wichtige Fragestellungen, die sich aus der EU-Verordnung zur landwirtschaftlichen Bewässerung ergeben. Die technischen FlexTreat-Lösungen befinden sich in Betrieb: Die vier halb- bis großtechnischen Pilot- und Demonstrationsanlagen sind installiert worden und in den Regelbetrieb übergegangen. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass physikochemische Grenzwerte aus der EU VO zur landwirtschaftlichen Bewässerung (Class A) von allen FlexTreat-Verfahrenskombinationen eingehalten werden können, auch von den Low-Tech Varianten (z.B. Pflanzenkläranlage). In den kommenden Monaten wird die Eignung für weitergehende Reinigungsziele in Bezug auf organische Mikroschadstoffe, sowie Krankheitserreger und resistente Keime untersucht werden.
Die Verfahrenskombination aus Ozonung, Sandfiltration und UV-Desinfektion am Standort Braunschweig konnte bereits erste verwertbare Ergebnisse sammeln. In Form einer Dosis-Wirkungsbeziehung wurde die eingetragene Ozonmenge gegenüber der Spurenstoffelimination dargestellt, um die optimale Ozondosis für spätere Experimente ausfindig zu machen. Die Dosis-Wirkungsbeziehung wird derzeit bei der Pulveraktivkohledosierung vor Ultrafiltration am Standort Neuss ermittelt. Die Verfahrenskombination von Retentionsbodenfilter+ (mit Granulierter Aktivkohle Beimischung) und nachgeschalteter UV-Desinfektion auf der Kläranlage Rheinbach konnte trotz der bleibenden Schäden an der Hauptkläranlage vom Juli Hochwasser 2021 den Betrieb aufnehmen und läuft seither stabil. Die Kombination aus Pflanzenkläranlage und nachgeschalteter Elektrochlorung in Aachen wird derzeit auf die effizienteste Chlordosis hin optimiert.
Im Arbeitspaket Digital Green Tech, in dem die Digitalisierung der Wasserwirtschaft vorangetrieben wird, wurden die hardware- sowie softwareseitigen Grundsteine gelegt um eine computergestützten Prozessbegleitung zu ermöglichen. Insbesondere steht hier die Implementation eines digitalen Zwillings der Ozonanlage an, welcher der Optimierung der Anlage und der Vorhersage der Ablaufqualität dienen soll. Das Konzept für die Umsetzung des Digitalen Zwillings wurde in enger Abstimmung der beteiligten Partner entwickelt. Die notwendigen Hardwarekomponenten wurden über geeignete Schnittstellen mit dem System der Anlage verbunden, um in Echtzeit Daten abgreifen zu können. Geeignete Modelle zur Prozessabbildung befinden sich in der Entwicklung beziehungsweise in der Testphase. Zur Unterstützung der Betreiber wird außerdem eine App entwickelt, die die wesentlichen Prozessdaten und -informationen auf mobilen Endgeräten visualisiert. Hier werden derzeit die Anforderungen und der Bedarf der einzelnen Nutzer über sogenannte User Stories definiert.
In Bezug auf das gemeinsame Monitoringprogramm sind die vorbereitenden Arbeiten zur Auswahl eines einheitlichen Parameterumfangs (insb. in Hinblick auf organische Spurenstoffe) sowie Vorversuche zur mikrobiologischen Bewertung der Wasserqualität größtenteils abgeschlossen: Auswahl geeigneter Indikatororganismen, Methodenetablierung zur Bewertung des Wiederverkeimungspotentials und Auswahl geeigneter Resistenzgene. Ein projektinterner Ringversuch zur Qualitätssicherung der beteiligten Labore zur Quantifizierung der organischen Spurenstoffe wird aktuell durchgeführt.
Das Risikomanagement befasst sich einerseits mit organischen Spurenstoffen und andererseits mit pathogenen Mikroorganismen sowie deren Hauptübertragungspfade auf den Menschen und die Umwelt. Hinsichtlich organischer Spurenstoffe wird insbesondere der Übergang der Schadstoffe aus dem Wasser in die Bodenpassage und bis in verschiedene Teile der Pflanze (Wurzel, Blatt, Frucht). Hierzu wurden diverse Untersuchungen begonnen. Dazu gehört die Analyse von Bodenprofilen und das Aufsetzen geeigneter Verteilungsmodelle in der Bodenpassage. Aber auch das Anlegen von mit wiederverwendetem Wasser bewässerten Versuchsbeeten, in denen verschiedene (insb. essbare) Kulturpflanzen angepflanzt wurden. Die erntereifen Pflanzen sollen auf aufgenommene organische Spurenstoffe hin untersucht werden. In Bezug auf die Transmissionspfade von pathogenen Mikroorganismen befindet sich ein Validierungsleitfaden für Log Credits der einzelnen Aufbereitungsstufen und -ketten in Entwicklung. Dazu wurden bereits die statistischen Grundlagen für ein entsprechendes Validierungsmonitoring ermittelt. Dazu gibt es auch Abstimmungen mit dem Joint Research Center (JRC) der EU und der DWA.
Zur Förderung des Verwertungspotentials der FlexTreat-Lösungen wurde insbesondere Vorarbeit zu Akzeptanzuntersuchungen der landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung von Abwasser geleistet. In diesem Zusammenhang sei auf das kommende Projekttreffen inkl. Stakeholder Dialog im Oktober dieses Jahres hingewiesen. Siehe Veranstaltungsankündigungen unten, zu dem Akteure aus einem breiten Spektrum von Anlagenbetreiber bis Landwirtschaftskammer eingeladen werden.
Weitere Informationen und geeignete Ansprechpartner finden Sie hier unter www.flextreat.de.
Ankündigungen
- Projekttreffen und Stakeholderdialog am Versuchsstandort in Braunschweig – ein Standort an dem bereits aktiv landwirtschaftliche Wiederverwendung betrieben wird (05. und 06.10.2022 in Braunschweig). Weitere Informationen auf Anfrage bei Dr. Benedikt Aumeier (ISA RWTH Aachen).
- Built and Lived Environment (BLE) Science Day, 30.06.2022 an der RWTH Aachen (Kurzvortrag über Projekt und Projektkontext).
Bildunterschrift:
Abbildung 1: Wasserqualitäten entlang der Verfahrenskette Halbtechnische Kläranlage - Pulveraktivkohledosierung - Ultrafiltration am FlexTreat-Standort in Neuss. (Quelle: Verbundprojekt FlexTreat).
