E-Klär – Die Kläranlage der Zukunft: energie- und ressourceneffizient
Die kommunale „Kläranlage der Zukunft“ wird, neben den heutigen Anforderungen an die Nährstoffelimination, in vielen Fällen weitergehende Aufbereitungsschritte beinhalten, um auch Mikroverunreinigungen und/oder Krankheitserreger zu eliminieren. Gleichzeitig wird die Kläranlage der Zukunft die im Rohabwasser enthaltene Energie möglichst weitgehend ausnutzen und stoffliche Ressourcen rückgewinnen. Dazu ist es erforderlich, bewährte Verfahren zu hinterfragen und neue Technologien einzusetzen.
Das Forschungsprojekt E-Klär, das durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung, kurz BMBF, im Rahmen der Initiative ERWAS (Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft) aus dem Förderschwerpunkt "Nachhaltiges Wassermanagement - NaWaM" im Rahmen des Förderprogramms "Forschung für nachhaltige Entwicklungen - FONA" gefördert wird, widmet sich Fragestellungen rund um die „Kläranlage der Zukunft“. Das Projekt wird am 1. Mai 2014 starten. Die Förderdauer beträgt drei Jahre, das Fördervolumen etwa 3 Millionen Euro. Insgesamt umfasst das Konsortium zehn Partner aus Wissenschaft und Industrie sowie der Wasserwirtschaft. Das ISA übernimmt die Projektkoordination.
Das Projekt gliedert sich in drei Schwerpunkte. Im ersten Schwerpunkt, Design, werden technische Fragen innovativer Verfahren und ihrer Wechselwirkungen untereinander sowie mit bewährten Technologien erforscht. Dabei werden alle relevanten Prozessschritte der Kläranlage der Zukunft berücksichtigt. Die Möglichkeiten einer weitgehenden Kohlenstoffausschleusung und -nutzung zur Verbesserung der Energiebilanz zukünftiger Kläranlagen werden untersucht. Es werden Wissenslücken zur Einbindung autotropher Verfahren in die Kläranlage der Zukunft erforscht.
Desweiteren werden die Verfahren der Spurenstoffelimination und Desinfektion betrachtet. Neben der Energie ist das stoffliche Potential einer Kläranlage im Sinne des Ressourcenschutzes von Relevanz. Der Fokus wird dabei auf der Rückgewinnung von Phosphor, weiteren Wertstoffen wie Metallen und cellulosehaltigen Fasern aus kommunalem Abwasser liegen. Im zweiten Schwerpunkt, Operation, werden Werkzeuge entwickelt, die eine ganzheitliche, über die verschiedenen Verfahrensstufen der Kläranlage modelltechnische Abbildung der Stoff- und Energieströme einschließlich Kosten ermöglicht.
Im dritten Schwerpunkt, Transformation, wird eine Methode entwickelt, um energieeffiziente Anlagenkonzepte der Zukunft und Transformationspfade dorthin zu erarbeiten, zu analysieren und abschließend auszuwählen. Die Ergebnisse der erprobten und technisch innovativen Verfahren aus dem Schwerpunkt Design bilden die Grundlage der beiden konzeptionellen Schwerpunkte Operation und Transformation.
Wichtiges Ziel des Projektes ist es, Handlungsempfehlungen für den Weg von der bestehenden Kläranlage hin zur Kläranlage der Zukunft unter Berücksichtigung neuer und erprobter Verfahren zu entwickeln, die die bestehende kläranlagenspezifische Anlagenperipherie einbeziehen, um einen auch wirtschaftlich sinnvollen Transformationspfad zu einer energie- und ressourcenoptimierten Kläranlage beschreiten zu können.