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Kaskadische Verwertung der Abwasser- und organischen Reststoffströme in Gebäuden

Projektleitung: Poschmaier-Kamarad Ludek, BOKU Projektleiter/in

Laufzeit:: 01.10.2021-30.09.2024

Programm:: FTI-Initiative Kreislaufwirtschaft - Kooperative F&E-Projekte - Industrielle Forschung

Art der Forschung: Experimentelle Entwicklung

Mitarbeiter*innen: Fuchs Werner, Projektmitarbeiter/in; Gabauer Wolfgang, Projektmitarbeiter/in; Poschmaier-Kamarad Ludek, Projektmitarbeiter/in (bis 07.02.2022); Hansemann Eva, Projektmitarbeiter/in; Heger Thomas, Projektmitarbeiter/in; Chauhan Sanjay, Projektmitarbeiter/in; Rusch Verena, Projektmitarbeiter/in

Beteiligte BOKU-Organisationseinheiten: Institut für Umweltbiotechnologie; Institut für Verfahrens- und Energietechnik

assoziertes Teilprojekt:

Gefördert durch: FFG - Forschungsförderungsgesellschaft, Sensengasse 1, 1090 Wien, Österreich

Abstract: Unser derzeitiges Abwassersystem ist zwar sehr gut entwickelt, aber kein nachhaltiges Kreislaufsystem. Nährstoffe, die über menschliche Ausscheidungen in das Abwasser eingebracht werden, können nicht mehr in die Nahrungsmittelproduktion rückgeführt werden da es in den Klärwerken schon zu viele Verunreinigungen gibt. Auch der Energiegehalt der Stoffe im Abwasser kann durch die aerobe Behandlung im Klärwerk nicht mehr gut genutzt werden. Der Klärschlamm wird daher getrocknet, verbrannt und die Asche u.a. deponiert. Die Speisereste der Haushalte werden überwiegend über den Restmüll entsorgt und ebenfalls verbrannt, womit die enthaltenen Nährstoffe verloren gehen.
Ziele und Innovationsgehalt gegenüber dem Stand der Technik / Stand des Wissens und mit Bezug zu den erwarteten Nachhaltigkeitseffekten.
Aufbauend auf vorhergehenden Projekten (z.B. KREIS in Hamburg) und durch Nutzung, Erweiterung und Kombination neuer Komponenten und Verfahren und mit Laborversuchen soll ein neues, innovatives Stoff- und Energiekreislaufsystem erprobt werden.
- Das Langzeitverhalten der neuen Urin-Trenntoilette (Gewinnerin des internationalen Wettbewerbs „Reinventing the Toilette“) und die Abtrennung von Spülwasser und Feststoffen werden experimentell und empirisch untersucht.
- Aus Urin und Faulschlammwasser wird Pflanzendünger und Nutzwasser rückgewonnen. Hierbei wird das Eawag-Urinrecyclingverfahren um die Nährstoffrückgewinnung auch aus Gärrestwasser erweitert und erprobt, um auch aus dieser Fraktion Nährstoffe rückzugewinnen.
- Erfassung und Optimierung der Medikamenten-, Drogen- und Hormonresteabscheidung auch aus dem Gärrestwasser.
- Die Hochtemperatur-Vergärung und Biogasproduktion von Fäkalien und Speiseabfällen wird forschend optimiert und das Mindestvolumen ermittelt. Dazu wird auch die Hygiene, die verfahrenstechnische Robustheit bei Fehlwürfen und durch eingeleitete Haushaltschemikalien überprüft.
- Das gewonnene Biogas wird nach Zeit, Qualität und Quantität analysiert und das Strom- und Wärmepotenzial via Brennstoffzelle oder Mikroturbine errechnet.
- Konzepte zur Nutzung von Speiseresten aus Haushalten werden verfahrenstech nisch und bautechnisch untersucht.
- Nutzerakzeptanz und Nutzerpräferenzen werden erhoben. - Konzepte zur Nutzung des Gärrestes über Karbonisierungsverfahren und der Phosphat-Rückgewinnung werden analysiert und bewertet.
Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse
Dieses geplante Projekt soll eine ökonomisch und ökologisch nachhaltigere Kreislaufnutzung von Gebäudeabwasser und Haushaltsspeiseresten ermöglichen. Dabei sollen neben wissenschaftlichen Erkenntnissen realistische und rasch multiplizierbare Anwendungsbeispiele für die Technologie und die Kreislaufprodukte entstehen.

Schlagworte: Wasserwirtschaft; Umweltbiotechnologie; Biotreibstoffe; Fermentation (404004); Nachhaltige Technologien;; Abwasser; Biogas; Biokohle; Nährstoffrecycling;