Arbeitspaket 5

Bedarfsgerechte Nutzwasserbehandlung und Bereitstellung

Etablierung und Validierung innovativer Hybridverfahren

Arbeitspaketkoordinator: Prof. Dr. Jörg E. Drewes (Technische Universität München; TUM)

Das Ziel dieses Arbeitspaketes ist die Entwicklung und Demonstration flexibler Prozesskombinationen für die Bereitstellung von Nutzwasser, die eine sichere Barriere gegen pathogene Keime einschließlich Antibiotikaresistenzen und wo nötig organische Spurenstoffe darstellen können. Aufgrund der saisonalen Anwendung wird es aber auch wichtig sein, zu untersuchen wie schnell diese weitergehenden Behandlungsverfahren an- und heruntergefahren werden und inwieweit sie längere Standzeiten tolerieren können. Nach der Optimierung der geeignetsten Verfahrenskombination werden unterschiedliche Betriebszyklen getestet, einschließlich der Auswirkungen von Stillstandzeiten von wenigen Stunden, einigen Tagen und mehreren Wochen. Weiterhin bedarf es der Einbindung der Anlagenprozesssteuerung in das Qualitätsmanagementsystem einer Nutzwasseranwendung.
Ein Großteil der Versuche mit den Pilotanlagen wird federführend von der Technischen Universität München (TUM) und der Stadtentwässerung Schweinfurt durchgeführt. Proben für die mikrobiologische Analytik werden dem Technologiezentrum Wasser (TZW) bereitgestellt. Die relevanten Prozesskombinationen werden ebenfalls im Labormaßstab an der TUM mit bereits bestehenden Anlagen simuliert. Mit Hilfe dieser Laboranlagen werden weitere Versuche insbesondere bezüglich des Rückhaltes der in Arbeitspaket 2 definierten Parameter gemeinsam von der TUM und dem TZW durchgeführt, da sich Prozessparameter schneller variieren und kontrollierte Spiking-Versuche einfacher realisieren lassen. Durch künstliche Zugabe von Mikroorganismen können außerdem im Labormaßstab Extremereignisse simuliert und das entsprechende Risiko bei höheren Ausgangskonzentrationen experimentell ermittelt werden. Etwaige Reduktionsleistungen lassen sich in einer halbtechnischen Anlage durch geringe Ausgangskonzentration der pathogenen Mikroorganismen nur bedingt darstellen. Ein voll automatisierter Betrieb der Anlage hat eine sprunghafte Leistungssteigerung der Nutzwasserbereitstellung in Zeiten erhöhten Bedarfs zu gewährleisten und in Zeiten von Nullverbräuchen die volle Betriebsbereitschaft der Anlagentechnik sicherzustellen. Im Arbeitspaket 5 erfolgt in Ergänzung des Reallabors Gochsheim auch eine Demonstration einer landwirtschaftlichen Bewässerung mit Wasser in fünf unterschiedlichen Qualitäten (d.h. Referenz Grundwasser, Flusswasser (Main), konventioneller Kläranlagenablauf, Nutzwasser vor und nach Infiltration/Bodenpassage) durch einen kontrollierten Anbau von Gemüse in einem Gewächshaus und im Freiland auf der Kläranlage Schweinfurt. Die Demonstration der urbanen Bewässerung erfolgt durch eine Nutzwasseranwendung auf Flächen des Turnvereins Schweinfurt-Oberndorf e.V. (Reallabor Oberndorf) mit einer Fläche von ca. 2 ha und direkt angrenzend an das Betriebsgelände der Kläranlage Schweinfurt. Dabei steht die Darstellung sicherer Nutzwasserpraktiken und die Beurteilung der oberflächennahen Grundwasserqualität während einer Nutzwasseranwendung im Fokus der Untersuchungen.