Wasserwiederverwendung und Schließung von Stoffkreisläufen

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Wasserwiederverwendung ist ein zentraler Baustein für Versorgungssicherheit und nachhaltiges Ressourcenmanagement. Das FiW unterstützt kommunale und industrielle Akteure dabei, Wiederverwendungskonzepte von der ersten Idee bis zur praktischen Umsetzung zu entwickeln und belastbar nachzuweisen. Unser Ansatz verbindet Ingenieurberatung, angewandte Forschung und internationale Kooperationen – mit dem Ziel, aus gereinigtem Abwasser eine verlässliche Ressource zu machen und gleichzeitig Energie- und Stoffströme systematisch mitzudenken.

Wir entwickeln, begleiten und beraten Pilot- und Umsetzungsprojekte in allen relevanten Wiederverwendungs-Kontexten: Direct Potable Reuse, Indirect Potable Reuse sowie Non-Potable Reuse. Dabei berücksichtigen wir sowohl kommunale als auch industrielle Abwässer und entwickeln standortspezifische Multi-Barriere-Konzepte, die technische Machbarkeit, Betriebssicherheit, regulatorische Anforderungen und Wirtschaftlichkeit zusammenführen. Unsere Leistungen reichen von Potenzial- und Bedarfsanalysen über die Auswahl und Auslegung geeigneter Aufbereitungsverfahren bis hin zu Monitoring- und Qualitätskonzepten, Risiko- und Nachweisstrategien sowie techno-ökonomischen Bewertungen einschließlich Energie- und Stoffstromanalysen.

Ein Schwerpunkt liegt auf der praktischen Pilotierung und Implementierung halbtechnischer Versuchsanlagen. Wir planen, realisieren und begleiten modulare bzw. containerisierte Pilotlösungen, unterstützen Inbetriebnahme und Betriebsoptimierung und werten die gewonnenen Daten für Leistungsnachweise und Skalierungsentscheidungen aus. Darüber hinaus setzen wir Trainings- und Transferformate um – von Betreiberhandbüchern bis zu Schulungen vor Ort und digital – um lokale Betriebskompetenzen nachhaltig zu stärken und eine spätere Überführung in den Regelbetrieb zu erleichtern.

Wasserwiederverwendung verstehen wir als Teil einer umfassenderen Kreislaufwirtschaft. Deshalb unterstützen wir Fragestellungen zur Schließung von Stoffkreisläufen, etwa durch Nährstoffrückgewinnung, Brine- und Schlammbehandlung, die Kopplung mit Energierückgewinnungspfaden oder die Integration naturbasierter Lösungen und produktiver Nutzungen wie Hydroponik oder Aquaponik. Unsere Projekte setzen wir im In- und Ausland um – als Beratungsmandate, Forschungs- und Entwicklungsprojekte sowie als Forschungskooperationen mit Partnern aus Wissenschaft, Betreibern, Industrie und Behörden.

Ein kurzer Einblick in unsere internationalen Projekte und halbtechnischen Versuchsanlagen zum Themenfeld Wasserwiederverwendung und Wertstoffrückgewinnung:

  • In dem durch das BMUV geförderte Projekt ecReUse in Südafrika wird eine containerisierte Pilotanlage zur Aufbereitung kommunalen Abwassers betrieben und wissenschaftlich begleitet. Kern ist ein Membranbioreaktor-Modul mit Ultrafiltration, ergänzt durch eine kontinuierliche Sandfiltration als Polishing-Stufe. Ein umfassendes Monitoring- und Analytikkonzept ermöglicht die Performancebewertung, während parallel betriebsspezifische, regulatorische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen sowie Energiepfade – unter anderem aus Klärschlamm/Biogas – analysiert werden. Die Anlage dient zugleich als Demonstrations- und Trainingsinfrastruktur. 
  • In Tunesien wurden im Rahmen des durch das BMFTR (damals noch BMBF) geförderte und mittlerweile abgeschlossene Projekt WaterReTUNe (2019 – 2023) integrierte Pilotansätze zur Nachbehandlung und Verwertung von Kläranlagenabläufen entwickelt und demonstriert. Im Fokus standen robuste Multibarrieren-Konzepte, kostengünstige Entsalzung, Nährstoffrückgewinnung, naturbasierte Lösungen sowie praxistaugliche Aquaponik-Ansätze. Die technische Bewertung wurde durch Monitoring, energetische Analysen und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen begleitet; die Pilotinfrastruktur wird lokal weiterbetrieben und für Schulungen genutzt.
  • Im Auftrag der GIZ haben wir die Arbeiten des Hawassa Industrial Park in Äthiopien (2020–2022) unterstützt. Hier standen die technische und organisatorische Stabilisierung der industriellen Abwasserbehandlung, Root-Cause-Analysen, standardisierte Betriebs- und Wartungsprozesse sowie gezieltes Capacity Building im Mittelpunkt – mit dem Ziel, verlässliche Ablaufqualitäten zu erreichen, die Betriebsführung zu stärken und eine nachhaltige Betreiberorganisation zu etablieren.

Wir arbeiten aber auch in Deutschland an Konzepten, die Wasserwiederverwendung mit zusätzlicher Nährstoffreduktion und Produktnutzung verbinden – aktuell bspw. im Projekt AbWiFaser, ebenfalls gefördert durch das BMFTR. Hier werden pflanzenbasierte Nachbehandlungsansätze mit hydroponischer Kultivierung untersucht, um sowohl Wasserqualität als auch Ressourcennutzung zu verbessern.