Forschung am Fachgebiet Abwasserwirtschaft

Forschung am Fachgebiet Abwasserwirtschaft

Das Fachgebiet Abwasserwirtschaft ist seit März 2016 neu am Institut IWAR. Wir beschäftigen uns mit grundlegenden und praxisorientierten Fragestellungen der kommunalen und industriellen Abwasserbehandlung. Die Forschungsaktivitäten des Fachgebiets lassen sich in vier Bereiche gliedern, die auch in Praxis und Lehre vertreten sind:

  • Nährstoffelimination,
  • Angewandte Umweltmikrobiologie,
  • Weitergehende Abwasserbehandlung und
  • Wasserwiederverwendung.
Research

Der Forschungsbereich der Nährstoffelimination beschäftigt sich, neben den klassischen Verfahren, mit der Untersuchung und Entwicklung neuer Technologien, wie beispielsweise Biofilm- und Membranverfahren. Besonders im Fokus stehen dabei innovative biologische Verfahren wie z.B. zur biologischen Stickstoffelimination (Nitritation, Anammox). Zur Entwicklung und Optimierung neuer Verfahren betreiben wir Versuchsanlagen im Labor- und halbtechnischen Maßstab.

Das BMBF-geförderte Projekt DeHaKeS beschäftigt sich beispeilsweise mit dem Einsatz der Deammonifikation im Hauptstrom kommunaler Kläranlagen zur energieeffizienten Stickstoffelimination. Neben der experimentellen Forschungsarbeit leistet die mathematische Simulation von biochemischen Prozessen einen großen Beitrag um technische Systeme besser zu verstehen und zu steuern.

Das neue Fachgebiet hat einen stark interdisziplinären Charakter, was sich vor allem an der Schnittstelle zur angewandten Umweltmikrobiologie zeigt. Ziel ist es interdisziplinär die grundlegenden mikrobiologischen Prozesse in natürlichen und technischen Systemen zu erforschen und biologische Prozesse in deren technischer Abwendung hinsichtlich ihrer Stabilität und Leistung zu verbessern. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Untersuchung mikrobiologischer Gemeinschaften und deren Dynamik. In Systemen zur Abwasserbehandlung können so z.B. die zum Abbau beitragen Prozesse bei der Nährstoffelimination optimiert werdeb. Hierzu laufen Forschungsarbeitem im Rahmen des DFG geförderten Projekts MAnAmO. Dazu kommen eine Vielzahl an modernster molekularbiologischer Methoden zum Tragen, die auch das Monitoring von pathogenen Keimen und antibiotikarestente Keimen ermöglichen.

Der Forschungsbereich der weitergehenden Abwasserbehandlung zielt auf die Entwicklung von technischen Maßnahmen und Anpassungsstrategien zur Verminderung von Stoffeinträgen unter dem Aspekt einer ganzeinheitlichen Betrachtung ab. Um die Anforderungen des Gesundheits- und Gewässerschutzes, aber auch des Ressourcenschutzes zu erfüllen, ist ein effizientes Gewässermanagement unabdingbar, was Gegenstand des BMBF geförderten Projekts NiddaMan ist. Im Fokus stehen hier vor allem die Untersuchungen zur Entfernung von anthropogenen Spurenstoffen (z.B. Medikamentenreste, Haushalts- und Industriechemikalien, Pestizide), Mikroplastik, antibiotikarestente Keimen sowie Phosphor- und Stickstoffverbindungen aus kommunelen Kläranlagen. Wir betreiben auch Anlagen im Labor-, Pilotmaßstab und großtechnischen Maßstab, wie bswp. im Rahmen des Projekts ALVEE. Des Weiteren greift hier auch die Umweltmikrobiologie um die Elimination von Pathogenen, Viren und antibiotikarestente Keimen aus dem Abwasser und so die Reinigungseffizient zu beziffern.

Die Verbesserung der Wasserqualität und den Ausbau der nachhaltigen Wasserwiederverwendung sind auch in den Nachhaltigkeitszielen der United Nations verankert. Hierzu beschäftigt sich der Forschungsbereich der Wasserwiederverwendung mit einem nachhaltigen Wasserressourcen-Management und Strategien zur Wasserwiederverwendung, in dessen Betrachtungen demographische, ökonomische und klimatische Veränderungen mit einbezogen werden. Wasserwiederverwendung von gereinigtem Abwasser stellt besonders in wasserarmen Regionen und Entwicklungsländern ein wichtiges Thema dar, wie in dem BMBF geförderten Projekt EPONA in Namibia demonstriert wird.