Wasserwiederverwendung – neue Verfahren zur Erhöhung der Wasser- und Ernährungssicherheit
Die Nutzung von adäquat aufbereitetem Abwasser reduziert den Druck auf natürliche Ressourcen und kann weltweit zur Erhöhung der Wassersicherheit beitragen
Wasserwiederverwendung, auch bekannt als Water Reuse, gewinnt zunehmend an globaler Bedeutung. Es beschreibt die Nutzung von aufbereitetem städtischem oder industriellem Abwasser mit dem Ziel, die begrenzten Wasserressourcen möglichst effizient zu nutzen. Angesichts wachsender Wasserknappheit und sich verändernder klimatischer Bedingungen wird die effiziente Nutzung und Wiederverwendung von unkonventionellen Wasserressourcen immer wichtiger, um eine adäquate Versorgungssicherheit für Bevölkerung, Industrie und Landwirtschaft zu gewährleisten.
Die Kreislaufführung und Wiederverwendung gereinigten Wassers kann insbesondere in der Industrie einen erheblichen Beitrag zur Verringerung des Wasserbedarfs leisten, da die Bandbreite der industriellen Anforderungen an Wasserqualität und -menge weitreichend ist und verschiedene Handlungsmöglichkeiten bietet. Wasser aus Produktionsprozessen kann gereinigt und erneut verwendet werden, was gleichzeitig zu einer Verringerung der Umweltbelastung beitragen kann. Hierbei ist eine erneute Nutzung des Wassers nicht zwangsläufig in derselben Prozesskette notwendig. Durch Wasserbedarfsanalysen benachbarter Industrien, wie beispielsweise innerhalb eines Industrieparks, kann auch eine Kopplung unterschiedlicher Unternehmen oder sogar Sektoren erfolgen. Dies reduziert den Bedarf an Frischwasserressourcen, senkt Kosten und minimiert den ökologischen Fußabdruck. Wasserwiederverwendung in der Industrie trägt somit zur Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung bei.
Auch für die Landwirtschaft kann die Wiederverwendung gereinigter kommunaler Abwässer eine geeignete Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel sein. Zur Kreislaufschließung kann gereinigtes Abwasser auch innerhalb von Kommunen beispielsweise zur Bewässerung von Grünflächen eingesetzt werden.
Ein Trend der Wasserwiederverwendung zur direkten und indirekten Trinkwassernutzung ist derzeit vor allem in von Wasserknappheit betroffenen Ländern zu erkennen, um die Wasserversorgungssicherheit der Bevölkerung zu erhöhen und gleichzeitig den Druck auf natürliche Ressourcen zu reduzieren.
Weltweit gibt es hierbei eine Vielzahl unterschiedlicher Vorschriften und Richtlinien, die die qualitativen Mindestanforderungen an das aufbereitete Wasser für eine sichere Wiederverwendung definieren. Durch die am 26. Juni 2023 in allen Mitgliedsstaaten der EU in Kraft getretene Verordnung zur Wasserwiederverwendung (Verordnung (EU) 2020/741, EU-WasserWVVO) wurden einheitliche Mindestanforderungen festgelegt. Diese beziehen sich nicht nur auf die Wasserqualität, sondern auch auf die Überwachung und Risikobewertung von aufbereitetem kommunalen Abwasser für die landwirtschaftliche Verwendung. Dadurch soll das Vertrauen von Verbrauchern und Landwirten in die Technologie gestärkt und eine weitere Verbreitung und Nutzung des Potentials gefördert werden.
Im Rahmen mehrerer nationaler und internationaler Projekte entwickelt das FiW technische Lösungen und innovative Konzepte zur Umsetzung von Wasserwiederverwendung und trägt aus Überzeugung zu einer aktiven Verbreitung verlässlicher und auf den Einsatzzweck und die geforderten chemischen und hygienischen Qualitäten angepassten Technologien bei. Neben großtechnischen Anlagen werden auch dezentrale Wasseraufbereitungsanlagen realisiert, die bei Bedarf über Solaranlagen mit elektrischer Energie versorgt werden können.
Für Tunesien und andere Länder der Maghreb-Region wird es immer schwieriger, den Bedarf an Süßwasser für die Landwirtschaft und für die Lebensmittelverarbeitung zu decken. Ursachen sind der steigende Bedarf durch Bevölkerungswachstum und steigenden Wohlstand aber auch klimatisch bedingte Einflüsse. Daher wird das Potenzial der Wiederverwendung von Abwasser intensiv versucht zu nutzen. Erhöhte Salzkonzentrationen im Abwasser, hygienische Qualitätsaspekte, dezentrale Anwendbarkeit sowie wirtschaftliche Machbarkeit sind dabei große Herausforderungen.
Fördermittelgeber / Projektträger: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) / DLR Projektträger
Projektpartner: TERRA URBANA Umlandentwicklungsgesellschaft mbH (TUG); Centre des Recherches et des Technologies des Eaux (CERTE); Art des Jardins (ADJ)
Assoziierte Partner: Office National de l’Assainissement (ONAS), Tunis; Groupement de Développement Agricole (GDA) Sidi Amor; Djebel Sidi Amor; Institut National Agronomique de Tunisie (INAT), Tunis
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Als dauerhaft verfügbare Ressource ist gereinigtes Abwasser in Zeiten des Klimawandels zu wertvoll, um es ungenutzt in Gewässer einzuleiten. Mit der Verordnung (EU) 2020/741 sind nun Mindestanforderungen für die Wasserwiederverwendung geregelt, die ab 26. Juni 2023 auch in Deutschland ihre Gültigkeit erlangen.
Unter Leitung des FiW e.V. wurde in der BMBF-Pilotmaßnahme awaregio die Entwicklung innovativer Schlüsselbausteine für die Wiederverwendung von Abwasser, abwasserbürtiger Nährstoffe und Energie in der Landwirtschaft, in der Fischzucht und zur Trinkwassersubstitution demonstriert und neue Marktchancen für kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) in strukturschwachen Regionen eröffnet.
Fördermittelgeber / Projektträger: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) / Projektträger Karlsruhe (PTKA)
Projektpartner: Linksniederrheinische Entwässerungs-Genossenschaft (LINEG); TERRA URBANA Umlandentwicklungsgesellschaft mbH; A3 Water Solutions GmbH; EvU® – Innovative Umwelttechnik GmbH; Institut für Umweltforschung, RWTH Aachen University; Institut für Infrastruktur und Ressourcenmanagement der Universität Leipzig
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Marokko ist ein langjähriges Partnerland sowohl des FiW als auch des BICC. Bisher wurden vielfach Umsetzungsprojekte mit Finanzierung der internationalen Zusammenarbeit wie GIZ und KfW-Entwicklungsbank durchgeführt. Auf Basis bisheriger Erfahrungen und Netzwerke wurde nun ein bilaterales Forschungsprojekt entwickelt, zu dem das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eine Zuwendung aussprach, so dass das deutsch-marokkanische 3-jährige Forschungsprojekt I-WALAMAR im Sommer 2019 startete. In diesem Vorhaben erforschen Partner aus beiden Ländern innovative Techniken, die nicht nur die Wasserressourcen schonen sollen sondern auch Umwelt und Böden.
Die marokkanische Landwirtschaft erlebt derzeit eine Intensivierung und Kommerzialisierung. In der Fès-Meknès Region, am Übergang zur Sahara, hat dies neben ökonomischen und sozialen auch signifikante Auswirkungen auf die Boden- und Wasserressourcen in den intensiv genutzten Anbaugebieten. Neben der Übernutzung natürlicher Wasserressourcen stellen im I-WALAMAR-Kerngebiet, der Saïss-Hochebene, die periodisch in großen Mengen anfallenden Abwässer der Olivenverarbeitung sowie die Einleitung von kommunalen Abwässern große Umweltbelastungen dar. Bodendegradation aufgrund intensiver Landbewirtschaftung unter semiariden Bedingungen führt zur Fortschreitung der Desertifikation. Die Klimakrise kommt verstärkend hinzu.
Fördermittelgeber / Projektträger: Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) / DLR Projektträger
Projektpartner: Bonn International Center for Conversion (BICC); Universität Hohenheim; Institut für Agrartechnik; Fg. Agrartechnik in den Tropen und Subtropen; FH Aachen; Institut für Angewandte Polymerchemie (IAP); Palaterra Betriebs- und Beteiligungsgesellschaft mbH; InnoAgri GmbH; SEBA Hydrometrie GmbH & Co. KG; + 8 weitere marokkanische Partner
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