STOFFKREISLÄUFE

Phosphor ist eine endliche, jedoch essentielle und nicht substituierbare Ressource. Hier setzt die novellierte Klärschlammverordnung neue Akzente im Hinblick auf die Rückgewinnung dieser Ressource. Wir erarbeiten Konzepte, welche die Abhängigkeit von Phosphorimporten maßgeblich reduzieren und ganzheitliche Lösungen darstellen, um Phosphor-Rezyklate in den Markt und die Anwendung zu bringen und so dem Kreislauf erneut zuzuführen. In Zukunft wird es auch darum gehen, weitere Ressourcen im Abwasser zu nutzen, wie z. B. Abwasserwärme oder auch Stickstoff, der bisher zwar weitgehend entfernt wird, jedoch als Dünger nicht mehr nutzbar ist. Auch im industriellen Bereich spielt die Rückgewinnung von Ressourcen eine immer größere Rolle, was durch neue und preiswertere Technologien – v. a. Membrantrennverfahren – begünstigt wird. Hier arbeiten wir an praxisnahe Lösungen, bspw. zur Entschwefelung von Biogas und unterstützen anwendungsorientierte Forschung.

Wasserwiederverwendung birgt sowohl regional als auch international hohe Potenziale. Dabei ist es wichtig, dass Konzepte und Anlagentechnik an die Gegebenheiten vor Ort angepasst werden. Wir entwickeln mit Stakeholdern vor Ort angepasste Lösungen zur Schließung von Wasserkreisläufen sowohl im industriellen als auch kommunalen Umfeld. Unter Beachtung der örtlichen Gegebenheiten soll ausreichend Wasser für Hygiene und eine agrarbasierte Einkommenserzeugung bereitgestellt werden. Auch für Energiepflanzenproduktion, Rekultivierungsmaßnahmen, Forstwirtschaft und gezielte landwirtschaftliche Bewässerung in Deutschland wird die Wasserwiederverwendung an Relevanz zunehmen.

Wir untersuchen naturnahe Verfahren (z. B. Pflanzenkläranlagen), intensivierte biologische Verfahren, einfache Filtrationsverfahren, aber auch Membran- und Desinfektionsverfahren, sowie an die Gegebenheiten angepasste Verfahrenskombinationen. Dabei konnten wir bereits Nutzungen von aufbereiteten Kläranlagenabläufen in der Aquaponik demonstrieren und die Nutzung angepasster Technologien in semiariden Regionen Tunesiens begleiten.

Das Konzept der Kreislaufwirtschaft, welches auf die nachhaltige Wiederverwendung eingesetzter Ressourcen abzielt, ist etabliert und hat zum Ziel, die bisher lineare ressourcenintensive Industrie schrittweise abzulösen. Neben dem sinkenden Ressourcenbedarf sind hier Konzepte jedoch oft mit einem gesteigerten Verbrauch von Energie- und Betriebsmitteln verbunden, welche insbesondere durch Recylingprozesse verursacht werden. Dies kann, im Vergleich zum fossilen linearen Referenzprozess, zu erhöhten direkten und indirekten Emissionen in Böden, Gewässer und die Atmosphäre führen. Ein Werkzeug diese Umwelteinflüsse zu erfassen, zu quantifizieren und zu kategorisieren ist die Ökobilanz nach ISO 14040/44. Diese ermöglicht, den ökologischen Nutzen neuer Prozesse den bestehenden Referenzprozessen gegenüberzustellen und gilt als essentiell im Bereich der nachhaltigen Prozessentwicklung. Anwendung findet die Ökobilanzierung bei uns in den Bereichen Carbon Footprint in der Wasserwirtschaft, wasserwirtschaftliches P-Recycling sowie bei der Betrachtung der Sektorenkopplung nach dem Power-to-Fuel-Prinzip.