Projektbeschreibung

Bisher eingesetzte und seit vielen Jahren etablierte Aufbereitungsverfahren zur Wasserwiederverwendung für die urbane und landwirtschaftliche Bewässerung (wie in Südeuropa, Australien oder den USA) zeichnen sich durch die Nutzung weitergehender Behandlungsstufen (wie Sandfiltration, Mikrofiltration) mit anschließender Desinfektion aus. Das weitergehend behandelte Wasser wird dann über eigene duale Wasserverteilungssysteme an die Endkunden abgegeben. Die Etablierung eines solchen Verteilungsnetzes für urbane Bewässerungsanwendungen gerade im Bestand kann mit erheblichen Investitionskosten verbunden sein. Auch bei der landwirtschaftlichen Bewässerung bedingt der Tagesspitzenbedarf die Dimensionierung von Zuleitungen, Pumpenkapazitäten und notwendigen Speichervolumina. Daher amortisieren sich solche Investitionen in realistischen Zeiträumen nur dann, wenn hohe Abgabemengen über das gesamte Jahr zu erwarten sind. Aufgrund der hohen Saisonalität des Wasserbedarfs bei der urbanen und landwirtschaftlichen Bewässerung in Deutschland bedarf es daher anderer Lösungen, die alternative Wasserressourcen wie Nutzwasser bedarfsgerecht und kostengünstig aufbereiten und bereitstellen können.

In diesem Vorhaben ist daher geplant, neue hochflexible und bedarfsgerechte Managementstrategien für eine Wasserwiederverwendung zur urbanen und landwirtschaftlichen Bewässerung praxisnah zu entwickeln. Im Rahmen relevanter Demonstrationen mit Praxispartnern sollen diese Strategien so optimiert werden, dass eine Implementierung in den Planungsräumen des Verbundvorhabens aber auch in anderen Zielregionen beschleunigt wird. Dabei sollen weitergehende Wasserbehandlungskonzepte untersucht werden, die einen hochflexiblen Betrieb zulassen, erforderliche Nutzwasserqualitäten ‚on-demand’ bereitzustellen. Der Wasserbedarf für die landwirtschaftliche und urbane Bewässerung soll mit Hilfe eines Cloud-basierten Managementsystems in Echtzeit ermittelt werden, um so eine abgestimmte Mengenbewirtschaftung und zeitliche Bereitstellung zu unterstützen und die Grundlage für ein kostengünstiges Betreibermodell zu schaffen. Der Aufbau eines Nutzwasserverteilungssystems muss dabei minimal invasiv sein und sich bestmöglich in die existierende Infrastruktur einbinden lassen. Für die Akzeptanz durch die Endnutzer wie Landwirte oder städtische Grünflächenämter ist dabei auch wichtig, dass sich deren Betriebsabläufe durch den Wechsel zu Nutzwasser möglichst nicht ändern.

Im Gegensatz zur bisher üblichen Behandlung und Entsorgung von kommunalem Abwasser sind Vorhaben zur Wasserwiederverwendung Dienstleistungen, bei denen die Gewährleistung einer zuverlässigen Produktqualität eine hohe Priorität hat. Dies erfordert ein betriebliches Managementsystem zur Einhaltung und Dokumentation von Anforderungen technischer Regelwerke und gesetzlicher Bestimmungen. In Ländern wie beispielsweise Südeuropa, Australien oder den USA wurden bereits Richtlinien zur Wasserwiederverwendung für die urbane und landwirtschaftliche Bewässerung aber auch für die Grundwasseranreicherung etabliert ^{(1, 2)}. Neben Qualitätskriterien spezifizieren diese Richtlinien auch Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Verfahrenskombinationen, die Einbindung von wichtigen „Stakeholdern“ sowie die Beteiligung und Information der Öffentlichkeit ⁽³⁾. Diese Konzepte finden sich auch im vorliegenden Verordnungsentwurf der EU zu minimalen Anforderung einer Wasserwiederverwendung, die nach Verabschiedung dann auch in nationale Anforderungen der Mitgliedsstaaten übersetzt werden müssen ⁽⁴⁾. In diesem Projekt sollen basierend auf diesen Erfahrungen umfassende Handlungsempfehlungen für die Wasserwiederverwendung zur urbanen und landwirtschaftlichen Bewässerung erarbeitet werden. Im Dialog zwischen Betreibern, Forschungseinrichtungen und Behörden werden diese bestehenden Ansätze entsprechend der lokalen Situation und unter Berücksichtigung aktueller Forschungsergebnisse in Deutschland, Europa, den USA und anderen Ländern adaptiert und weiterentwickelt.