Nachbarschaftskläranlage: Kreislauf statt Kanalisation : Datum:
Forschende des RUBIN-Bündnisses AIX-Net-WWR haben eine Anlage entwickelt, die das Abwasser von rund 50 Haushalten vor Ort aufbereiten kann. Solche Anlagen könnten künftig kostengünstig und sicher Wasser zum Duschen, Kühlen oder für die landwirtschaftliche Bewässerung liefern.
Am Stadtrand von Aachen, wenige hundert Meter entfernt von der belgischen Grenze, liegt das Gelände der PIA GmbH. Hinter dem Kürzel PIA steckt das „Prüfinstitut für Abwassertechnik“. PIA prüft im Auftrag seiner Kunden: Wie leistungsfähig sind Schiffsklär- und Regenwasserbehandlungsanlagen? Entsprechen Kleinkläranlagen den Normen? Die Expertise des Unternehmens macht es zum idealen Partner für das RUBIN-Bündnis „Aachen Network for Waste Water Reuse (AIX-Net-WWR)“, sein Gelände am Tüljebach zum perfekten Standort für den Prototyp eines innovativen Abwasserbehandlungssystems.
Im RUBIN-Bündnis arbeiten elf Unternehmen, ein Start-up und fünf Forschungseinrichtungen aus der strukturschwachen Städteregion Aachen und Heinsberg zusammen. Ihr Ziel: eine nachhaltige, dezentrale und wirtschaftliche Wasserentsorgung und Wasserversorgung. Angesichts zunehmender Trockenperioden und steigender Anforderungen an ein nachhaltiges Wassermanagement zählt das Thema zu den Innovationsfeldern, denen Fachleute ein besonders hohes Entwicklungs- und Marktpotenzial zuschreiben.
Aufbereitetes Wasser vor Ort nutzen
Die Idee hinter dem neuen Abwasserbehandlungssystem: Standardisierte Quartiersanlagen (Nachbarschaftsanlagen) sollen häusliches Abwasser besonders kostengünstig und sicher aufbereiten – bis hin zur vollständigen Kreislaufführung. „Dagegen nutzen große Kläranlagen das aufbereitete Wasser standardmäßig meistens nicht, was angesichts des Klimawandels immer problematischer wird. Außerdem sind die zugehörigen Kanalsysteme teuer, vor allem im Unterhalt“, erklärt Oliver Ringelstein, Koordinator des Bündnisses AIX-Net-WWR.
Anlagen für einzelne Gebäude, die leicht verschmutztes Abwasser wie Dusch- und Waschwasser aufbereiten, haben ebenfalls Nachteile: „Man braucht im Gebäude ein zusätzliches Rohrsystem für dieses sogenannte Grauwasser“, so Ringelstein. Er ist Gründer und Geschäftsführer der INTEWA GmbH, die Systeme zum Grauwasser-Recycling und für das Regenwasser-Management vertreibt.
Die neuen Quartiersanlagen des Verbundprojekts AIX-WWR sollen dagegen alle häuslichen Abwasser-Arten erfassen und je nach lokalem Bedarf Betriebswasser, Bewässerungswasser, Hygienewasser oder sogar Trinkwasser liefern – entsprechend der jeweiligen Qualitätsanforderung ausgerüstet durch passende Module. Sie schließen mit täglichen Kapazitäten von 20 Kubikmetern oder 80 Kubikmetern die Lücke zwischen großen Kläranlagen und Einzel-Gebäudeanlagen. Diese Mengen entsprechen dabei dem Abwasser von rund 130 beziehungsweise 500 Menschen.
Der Demonstrator der 20-Kubikmeter-Quartiersanlage auf dem PIA-Gelände ist unscheinbar: Drei Standard-Container bilden eine Art Wellblech-Hütte. Davor befindet sich ein Vorlagebehälter, in dem sich das Abwasser aus dem nahegelegenen Aachener Stadtteil Preuswald sammelt. Ein Siebrechen entfernt grobe Bestandteile, bevor das Wasser in den Membranbioreaktor im ersten Container gelangt. Der Reaktor verbindet eine biologische Reinigung, bei der Mikroorganismen Schadstoffe im Wasser abbauen, mit einem physikalischen Prozess: Hohlfasermembranen halten selbst kleinste Verunreinigungen wie bspw. Bakterien zurück. Membranbioreaktoren benötigen im Vergleich zu konventionellen Anlagen wenig Platz und liefern zeitgleich Wasser hoher Qualität.
Aus der Ferne steuern
Hinter der unscheinbaren Fassade steckt viel Technik. Dr. Olga Murujew, AIX-WWR-Projektkoordinatorin, öffnet die seitliche Containertür und zeigt die Steuerungseinheit des Reaktors. Mit ihr lassen sich etwa Flüssigkeitsfluss, Luftzufuhr und die Membranreinigung regeln. Messfühler liefern die nötigen Daten. „Die künftigen Quartiersanlagen sollen automatisch laufen und aus der Ferne überwacht werden. Anders als bei großen Kläranlagen ist dann kaum Personal vor Ort nötig“, erläutert Murujew.
„Unser Demonstrator liefert bereits Wasser in einer Qualität, die über die Anforderungen der EU-Badegewässerrichtlinie hinausgeht“, sagt Ringelstein. Bis Ende 2026, wenn die Projektförderung durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt ausläuft, haben die Forschenden mit dem Demonstrator noch einiges vor. Ein Wärmetauscher soll Wärme aus dem Abwasser zurückgewinnen, und pulverförmige Aktivkohle wird das Wasser zusätzlich reinigen. „Wir erwarten dann eine Abwasserqualität, die der 4. Reinigungsstufe großer Kläranlagen entspricht“, so Murujew.
Neue Konzepte für die Wasserver- und -entsorgung
„Mit der Quartiersanlage wollen wir den Wasserversorgungsunternehmen, die etwa bei Grauwasser-Recyclinganlagen für einzelne Gebäude außen vor bleiben, ein neues Geschäftsmodell bieten“, erklärt Ringelstein. Der Lehrstuhl für Controlling der RWTH Aachen, ein Projektpartner, treibt die Entwicklung dieser Geschäftsmodelle voran.
Auch nach dem Ende der Förderung bleiben die Bündnispartner eng verbunden, versichert Ringelstein. Gemeinsam wollen sie die Region Aachen als Teil des Rheinischen Reviers zu einem führenden Anbieter für nachhaltige Wasseraufbereitung und Wasserwiederverwendung machen. Die fachlichen Kompetenzen der Unternehmen und die wissenschaftliche Expertise der Forschungseinrichtungen in der Region ergänzen sich perfekt. Die AIX-Net-WWR-Partner planen als nächsten Schritt, Quartiersanlagen im realen Einsatz in Dörfern zu testen, die aufgrund des vorzeitigen Braunkohleausstiegs wieder aufgebaut werden sollen.