Die Wiederverwendung von Wasser gewinnt angesichts zunehmender Wasserknappheit und der Folgen des Klimawandels zunehmend an Bedeutung. Im europäischen Forschungsprojekt DECIRE-WATER entwickeln internationale Partner unter der Leitung des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der Rheinland-Pfälzischen Technischen Universität Kaiserslautern-Landau (RPTU) dezentrale Lösungen für eine nachhaltige Wasserwirtschaft. Nach einem Jahr Entwicklungsarbeit sind mehrere Demonstrationsanlagen in Betrieb gegangen. Dort werden die Technologien nun unter realen Bedingungen getestet und weiter optimiert.
Klimawandel, Bevölkerungsentwicklung und steigende Anforderungen an die Wasser- und Abwasserinfrastruktur stellen viele Regionen vor neue Herausforderungen. Im Projekt DECIRE-WATER (Decentralized Solutions for a Circular and Efficient Water Management – from Demonstration to the Market) entwickeln Forschende dezentrale Aufbereitungssysteme für unterschiedliche Wasserströme. Ziel ist es, die Wiederverwendung von Wasser wirtschaftlicher und effizienter zu gestalten sowie wertvolle Ressourcen wie Stickstoff und Phosphor zurückzugewinnen. Die Systeme können sowohl eigenständig als auch ergänzend zu bestehenden zentralen Infrastrukturen eingesetzt werden und eignen sich für Wohngebäude, Quartiere oder ganze Stadtgebiete.
Naturbasierte Verfahren kombiniert mit moderner Technik
Im Mittelpunkt stehen naturbasierte Lösungen wie bepflanzte Bodenfilter. In den mit Sand oder Kies gefüllten und mit Schilf oder anderen Pflanzen bewachsenen Becken bauen Mikroorganismen Schadstoffe ab und reinigen das Abwasser.
„Unser Ziel ist es, die Vorteile naturbasierter Verfahren mit technischen Lösungen zu kombinieren und die Wasseraufbereitung gezielt an unterschiedliche Anforderungen anzupassen“, sagt Dr. Verena Höckele, Abteilungsleiterin Wassertechnologie beim Projektträger Karlsruhe am KIT.
Abhängig vom Verschmutzungsgrad des Abwassers ergänzen technische Verfahren wie Membranbioreaktoren zur biologischen Reinigung oder UV-Anlagen zur Keimreduzierung die Aufbereitung. Digitale Technologien überwachen die Prozesse kontinuierlich, erkennen Risiken frühzeitig und unterstützen eine sichere sowie effiziente Abwasserbehandlung.
Modularer Container-Bodenfilter mit Rohrleitungssystem, Filtermedium und Schilfbepflanzung zur dezentralen Wasseraufbereitung. Quelle: S. Bauschatz, RPTU
Demonstrationsstandorte liefern Erkenntnisse für die Praxis
Die Leistungsfähigkeit der entwickelten Systeme wird unter der wissenschaftlichen Koordination der RPTU an sechs Demonstrationsstandorten in Europa und Südafrika untersucht. „Wir erproben modulare Systeme und digitale Technologien unter realen Praxisbedingungen. Das ist der Schlüssel für marktfähige Lösungen, die sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch überzeugen und eine klimaresiliente Wasserwirtschaft unterstützen,“ ergänzt Professorin Heidrun Steinmetz, Leiterin des Fachgebiets Ressourceneffiziente Abwasserbehandlung der RPTU.
In den kommenden zwei Projektjahren sollen die Technologien kontinuierlich weiterentwickelt und ihre Praxistauglichkeit weiter verbessert werden. Erste Ergebnisse zeigen bereits, dass die Systeme eine zuverlässige Wasserwiederverwendung ermöglichen. Dadurch kann selbst an Standorten mit schwankenden Zuflüssen dauerhaft sauberes Bewässerungswasser bereitgestellt werden.
Ganzheitlicher Blick auf die Wasserwirtschaft
Im Projekt arbeiten Forschungseinrichtungen, Unternehmen, Kommunen und weitere Partner eng zusammen. Neben der Entwicklung neuer Technologien untersuchen sie auch wirtschaftliche, geografische und rechtliche Rahmenbedingungen für die Wasserwiederverwendung. Lebenszyklusanalysen bewerten die ökologischen Auswirkungen der entwickelten Lösungen. Ergänzend fördern Workshops den Wissensaustausch, stärken die Akzeptanz der neuen Technologien und unterstützen deren spätere Umsetzung in der Praxis.
Quelle: Vom Abwasser zur Ressource: Neue Wege für eine effiziente Wassernutzung
