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Forschungsprojekte
WaReIp - Water-Reuse in Industrieparks

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WaReIp - Water-Reuse in Industrieparks

Leitung:  Dr.-Ing. Maike Beier
E-Mail:  beier@isah.uni-hannover.de
Team:  Dagmar Pohl, M.Sc., Dipl.-Ing. Alicja Yogendran
Jahr:  2019
Förderung:  BMBF - Fördermaßnahme WavE
Laufzeit:  10/2016 – 09/2020

Dem Forschungsprojekt „Water-Reuse in Industrieparks – WaReIp“ liegt die Idee zugrunde, für Industrieparks systematisch das Potential einer Industriepark-internen Wiederverwendung von Abwasser aus Produktionsanlagen als Brauchwasser anderer Produktionsanlagen zu analysieren und Möglichkeiten und Hindernisse aufzuzeigen. Ergänzend wurden neue Aufbereitungstechniken untersucht, die ein großes Potential in der Wasserwiederverwendung für den Umgang mit erhöhten Salzkonzentrationen und Rest-CSB-Konzentrationen aufweisen. Das Gesamtprojekt unterteilte sich in 15 Teilprojekte (TP), die federführend von je einem der Projektpartner bearbeitet wurden. Am ISAH wurden die TP 2.1 „Reduzierung des refraktären CSB“ sowie TP 4 „Modellgestützte Planung und multikriterielle Bewertung“ bearbeitet.

Die Projektergebnisse sind ausführlich im Schlussbericht des ISAH dargestellt und hier kurz zusammengefasst. Weitergehende Informationen zum Thema „Grenzen der biologischen Abbaubarkeit industrieller Abwässer“ sind der gleichnamigen Dissertation von Alicja Yogendran (ISAH Schriftenreihe Heft Nr. XXX) zu entnehmen.

 

Die Untersuchung von Einflussfaktoren auf den weitergehenden biologischen Abbau des schwerstabbaubaren (refraktären) Anteils organischer Stoffe in industriellen Abwässern mit besonderem Fokus auf die Abbaupotentiale membranbürtiger Deckschichten war Inhalt des TP 2.1. Die Reduzierung der Ablaufkonzentrationen der einzelnen Verfahrensschritte spielt in Reuse-Konzepten eine wesentliche Rolle, da mit sinkendem Wassereinsatz die Konzentrationen der Schmutzstoffe steigen. Dies ist im Hinblick auf das Erreichen der Anforderungen an die Einleitungsqualität relevant, aber auch zur Vermeidung einer Anreicherung im technischen Wasserkreislauf bei (erstrebenswerten) hohen Reuse-Faktoren (Anteil des Reuse-Volumenstroms am Gesamtvolumenstrom).

Die Ergebnisse des TP 2.1 zeigen, dass die Potentiale der biologischen Behandlung bei der weitergehenden Reduktion des refraktären CSB bisher noch nicht ausgeschöpft werden. Wesentliche Faktoren, die einen weitergehenden Abbau fördern, sind:

·         sehr gute Sauerstoffversorgung,

·         möglichst kein Konkurrenzangebot von leichter abbaubarem Substrat,

·         hohe Schlammalter/effektiver Schlammrückhalt,

·         ausreichende Adaptionszeit zur Ausbildung substratspezifischer Biozönosen.

Diese Faktoren sollten bei der Planung und Entwicklung von weitergehenden Behandlungsschritten für die Wasserwiederverwendung oder die weitere Reduktion von refraktären Stoffen im Allgemeinen beachtet werden. Für die technische Umsetzung bieten sich bspw. Biofilme in Verbindung mit Membranen an. Zur zielgerichteten Ausnutzung des positiven Effekts der Deckschicht von Membranbioreaktoren besteht noch weiterer Forschungsbedarf. Viele Maßnahmen, wie z. B. die Erhöhung der Sauerstoffkonzentration oder die intelligente Steuerung von Membranbioreaktoren, könnten auch an bestehenden Anlagen im laufenden Betrieb mit minimalem Aufwand großtechnisch getestet und umgesetzt werden.

 

Im TP 4 erfolgte die Konkretisierung der modellgestützen Planung und multikriteriellen Bewertung für die Fragestellung des industrieparkweiten Wassermanagements. Da als Planungsgrundlage viele Daten und Informationen benötigt werden, die bisher nicht zentral vorliegen, und im Rahmen der Konzeptionierung aufgrund der Komplexität des Systems eine Vielzahl von Lastfall-, Verfahrens- und Verschaltungsvarianten zur Entscheidungsunterstützung aufgestellt und die jeweiligen Kenndaten berechnet werden müssen, ist aktuell bereits die grundsätzliche Abschätzung vorhandener Wasserwiederverwendungspotenziale mit erheblichem Aufwand verbunden. Um dem zu begegnen, wurden im TP 4 Werkzeuge und Methoden entwickelt, die die Datenbereitstellung und Konzeptbewertung vereinfachen. Dabei werden industrieparkspezifische Rahmenbedingungen und individuelle strategische Ziele in die Planung und Bewertung einbezogen, um die Entwicklung passgenauer Lösungen zu ermöglichen.

Im Ergebnis stehen folgende Planungshilfen für die Konzipierung und Auswahl industrieller Wassermanagementkonzepte zur Verfügung:

·         Modellstruktur und Beispielmodule zur Berechnung variantenspezifischer Sachdaten für die Verfahrens- und Konzeptbewertung (Stoffstrommodell als Teil des Planungsbaukastens),

·         Katalog relevanter Bewertungskriterien als Zielgrößen für die Planung und multikriterielle Bewertung,

·         Hierarchischer Planungsansatz für die effiziente Entwicklung industrieparkweiter Wassermanagementkonzepte,

·         Ansätze zum Umgang mit Unsicherheit und Variabilität in der Planung.

 

 

Das BMBF-geförderte Vorhaben WaReIp wurde nach 4-jähriger Laufzeit erfolgreich abgeschlossen. In insgesamt 15 Teilprojekten wurde das Potential der Industriepark-internen Wasserwiederverwendung untersucht. Schwerpunktthemen waren die Erhebung von Planungsdaten zu Wasserbedarf und ‑dargebot sowie Aufbereitungsverfahren, die Entwicklung neuer Aufbereitungstechniken für Abwässer mit hohem Anteil an refraktärem CSB sowie hohen Salzgehalten, Konzepte für das Leitungsnetz, die Messtechnik und die Leitwartengestaltung sowie die Planung Bewertung der Wasserwiederverwendungskonzepte unter wirtschaftlichen, ökologischen, technisch-betrieblichen und sozialen Gesichtspunkten. Am ISAH wurden die TP 2.1 „Reduzierung des refraktären CSB“ sowie TP 4 „Modellgestützte Planung und multikriterielle Bewertung“ bearbeitet.

Die Projektergebnisse sind umfassend in den Schlussberichten der jeweiligen Projektpartner beschrieben, die über die TIB verfügbar sein werden. Den Schlussbericht des ISAH können Sie hier herunterladen.

Weitere Informationen zu WaReIp finden Sie hier und auf der Homepage des Projektes: www.wareip.de

 

Das Vorhaben wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme WavE  – „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung“ gefördert.