Bioökonomie BW

Rohstoffe aus Abwässern - 21.12.2022

Kläranlagen als Bioraffinerien: Das Projekt RoKKa

In dem vom Fraunhofer IGB koordinierten Verbundprojekt RoKKa werden Verfahren erprobt, um aus kommunalen und industriellen Abwässern Rohstoffe wie Phosphor- und Stickstoffverbindungen für die Düngemittelproduktion klimaneutral zu extrahieren. Die neuen Verfahren werden an Kläranlagen im Großraum Ulm unter realen Bedingungen getestet, um diese zu nachhaltigen Bioraffinerien auszubauen.

Projekt FuTuReS - 12.12.2022

Mikroalgen – hochwertige Produkte für die heimische Landwirtschaft?

Algen sind Wasserlebewesen, die in einer riesigen Artenvielfalt vorkommen. Aber nicht nur das: Als kleine grüne Minifabriken können sie allerhand Wertstoffe herstellen. Dafür brauchen sie lediglich Wasser, Licht, CO2 und ein paar Nährstoffe, die aus Biogas- oder Kläranlagen verwertet werden können. Forschende haben nun optimale Rahmenbedingungen und Praktikabilität von Prozessverfahren zur landwirtschaftlichen Algenkultivierung ermittelt.

Die knapp 10.000 kommunalen Kläranlagen in Deutschland verbrauchen jährlich etwa 4.400 Gigawattstunden (GWh) Strom und gehören damit zu den elektrischen Großverbrauchern. Das entspricht etwa dem Strombedarf von 900.000 Vier-Personen-Haushalten. Hinzu kommen die Treibhausgase Lachgas und Methan, die im Prozess der Abwasserbehandlung entstehen und maßgeblich zu den Emissionen einer Kläranlage beitragen.

Phosphat ist Fluch und Segen zugleich. Der Rohstoff ist ein grundlegender Baustein allen organischen Lebens und somit unverzichtbar. Gleichzeitig kann er aber auch schädlich wirken – etwa, wenn er in großen Mengen durch unser Abwasser in natürliche Gewässer gelangt. Dann kann Phosphat ein Pflanzen- und Algenwachstum verursachen, das Gewässer »umkippen« lässt.

Bioraffinerie Büsnau - 05.10.2022

KoalAplan: Kommunales Abwasser als Quelle für Wertstoffe

In unserem Abwasser stecken nicht nur Schmutz und Ausscheidungen, sondern es ist ebenso reich an Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor, die zurückgewonnen werden können. Die Kläranlage kann somit zur Rohstoffquelle werden. Im Projekt KoalAplan soll mit einer neuartigen Bioraffinerie, der aus dem Abwasser gewonnene Kohlenstoff in nachhaltige Produkte umgesetzt werden.

Eine Station der diesjährigen Sommertour von Baden-Württembergs Umweltministerin Thekla Walker war das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart. Ministerialdirektor Dr. Michael Münter, der als Amtschef des Ministeriums den Termin für die kurzfristig verhinderte Ministerin wahrnahm, traf hier die Subitec GmbH, eine Ausgründung des Instituts und erfuhr, wie Mikroalgen wertvolle Produkte herstellen.

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg finanziert das Projekt KoalAplan, das den Funktionsumfang einer Kläranlage um Möglichkeiten zur Rohstoffrückgewinnung aus dem Abwasser erweitert. Das Projekt leistet einen positiven Beitrag zur Klimaneutralität, da die erhaltenen Produkte fossile Rohstoffe und energieintensive Verfahren ersetzen.

Umweltministerin Thekla Walker: „Mit über 19 Millionen Euro fördern wir innovative Bioökonomie-Projekte im Land, mit denen wir wichtige Rohstoffe aus Abfall und Abwasser zurückgewinnen können“

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg finanziert das neue Forschungs- und Demonstrationsprojekt RoKKa (Rohstoffquelle Klärschlamm und Klimaschutz auf Kläranlagen), das das Leistungsspektrum von Kläranlagen um eine entscheidende Funktion erweitert: die Möglichkeit der Rohstoffrückgewinnung aus dem Abwasser.

Wir trinken es, waschen uns damit, nutzen es zum Wärmen oder Kühlen, bauen damit unser Essen an, verwenden es in zahlreichen Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen und wir können damit sogar Strom erzeugen: Wasser − unsere wertvollste und vielseitigste Ressource. Aufgrund zunehmender Umweltverschmutzung und verstärkt durch den Klimawandel wird Wasser immer knapper und somit begehrter.

Wie man Abfall effizienter als Ressource verwenden kann, ist die Fragestellung des Forschungsprojekts RUN (Rural Urban Nutrient Partnership). Veronika Fendel untersucht dabei, wie die Wertstoffe aus Bioabfällen und häuslichem Abwasser bestmöglich in den Kreislauf zurückgeführt werden können.

reFuels umfassen erneuerbare Kraftstoffe, die über unterschiedliche Wege hergestellt werden können. Wenn diese so gemischt und aufbereitet werden, dass sie die bestehenden Kraftstoffnormen erfüllen, können damit alle verbrennungsmotorischen Anwendungen bedient werden. Zu diesem Ergebnis kommen aktuelle Fahrzeug- und Flottentests im Projekt „reFuels – Kraftstoffe neu denken“ am Karlsruher Institut für Technologie (KIT).

Eine ressourcenschonende Landwirtschaft mit einer sinnvollen Abwasserverwertung verbinden – dank Hydroponik wird das möglich. Die innovative Anbauform kommt gänzlich ohne Boden aus. Die Nährstoffe, die Pflanzen zum Wachsen benötigen, werden komplett über das Wasser zugeführt. Dafür lässt sich auch gebrauchtes Wasser verwenden.

Die Kläranlage wird zur Gemüsefarm, aus Abfällen zurückgewonnene biobasierte Stoffe verhindern in Lebensmittelverpackungen oxidativen Verderb oder liefern auf Funktionstextilien wasserabweisende Schichten, die weder Mensch noch Umwelt belasten. In dem vom Fraunhofer IGB koordinierten Projekt EVOBIO arbeiten 19 Fraunhofer-Institute an Lösungen für eine nachhaltige Wirtschaft.

Phosphorrückgewinnung aus Klärschlamm - 21.10.2020

Bakterien helfen beim Phosphorrecycling

Biotechnologie für die Bioökonomie: Im P-bac-Verfahren gewinnen Schwefelbakterien Phosphor aus Klärschlammasche. Phosphor ist einer der zentralen Bausteine des Lebens und essenzieller Nährstoff für das Pflanzenwachstum. Dort, wo im Boden nicht genügend Phosphor vorhanden ist, bringen die Bauern ihn über organischen oder mineralischen Dünger ein.

Wassersparende Lebensmittelproduktion - 02.04.2020

Bodenlos nachhaltig: Neuartige landwirtschaftliche Pflanzenproduktion mit Wasserwiederverwendung

Hitzerekorde und lang anhaltende Trockenheit setzen der Landwirtschaft weltweit immer stärker zu. Auch in Deutschland gefährden Dürren inzwischen eine ertragreiche Ernte. Für wasserarme Regionen und ausgewählte Pflanzen bietet sich ein Anbausystem mit einer neuartigen Bewässerungstechnologie mit aufbereitetem Abwasser an. Ergebnisse und konkrete Empfehlungen für die Praxis mit Wasserrecycling liegen nun vor.

Eine Brennstoffzelle mit textiler Anode könnte verschiedene Kläranlagen fast energieneutral arbeiten lassen und auch andere biotechnologische Prozesse wirtschaftlicher machen.

Fachbeitrag - 24.01.2019

Wissenschaftler bekämpfen resistente Bakterien im Abwasser

In Deutschland werden jährlich rund 1.500 Tonnen Antibiotika in Human- und Tiermedizin verabreicht. Dadurch bilden immer mehr Bakterien Resistenzen gegen gängige Antibiotika aus, was die Therapie bakterieller Infektionen massiv erschweren kann.

Pressemitteilung - 16.10.2018

Multiresistente Keime aus Abwasser filtern

Im vom BMBF geförderten Verbundprojekt HyReKA untersucht das KIT die Verbreitung antibiotikaresistenter Bakterien und entwickelt Maßnahmen, um diese aus dem Wasser zu entfernen.

Betreiber kommunaler und industrieller Abwasserbehandlungsanlagen können bis 15. April 2019 Förderanträge beim Umweltinnovationsprogramm stellen.

Fachbeitrag - 25.01.2018

Ö-Klo: Wertstoffrecycling durch Komposttoiletten

Ö-Klo ist ein Freiburger Start-up-Unternehmen, das Komposttoiletten vermietet und sich für die Verwertung von menschlichem Urin und Kot einsetzt. In Zeiten, in denen natürliche Rohstoffe wie Phosphor knapp zu werden drohen, sei die Wiederbelebung der natürlichen Stoffkreisläufe zwischen Boden, Pflanzen, Nahrung und Ausscheidung wichtig, meinen die Jungunternehmer von Ö-Klo.

Fachbeitrag - 11.10.2016

Nanopelz macht ölverschmutzte Gewässer sauber

Öl, das die Umwelt gefährdet – wie etwa nach Ölkatastrophen – sollte möglichst rasch entfernt werden. Forscher vom KIT haben nun ein umweltfreundliches Verfahren entwickelt, mit dem Ölverschmutzungen nachhaltig beseitigt werden könnten: mithilfe von Nanofur, einem Material, das mit kleinsten, feinen Härchen die Mikrostruktur von Schwimmfarnen nachahmt.

Hochschule Reutlingen und Laura-Schradin-Schule begeistern Schüler mit Forschungsprojekt - 02.08.2016

Den Schrecken vor der Technik und Informatik verloren

„Nicht für die Schule, sondern fürs Leben lernen wir.“ Dass dieser Spruch auch Realität werden kann, erlebten jetzt Schülerinnen und Schüler der Laura-Schradin-Schule in einem gemeinsamen Projekt mit der Hochschule Reutlingen. Ein Jahr lang erforschten die Schüler der Jahrgangsstufe 1 (12. Klasse) des Biotechnologischen Gymnasiums Messmethoden an einem Bioreaktor und entwickelten dabei Methoden, um den von einer Hefe hergestellten Alkoholgehalt…

Pressemitteilung - 06.07.2016

Umweltverträglicher Phosphor-Dünger aus Klärschlamm: Pilotanlage erprobt Praxistauglichkeit des Hohenheimer Verfahrens

Bioökonomie-Projekt der Universität Hohenheim nutzt Abfall aus Kläranlagen als Rohstoff / Gewonnene Klärschlammkohle ersetzt Braun- oder Steinkohle

Fachbeitrag - 29.02.2016

Biostrom aus Abwasser

Weltweit arbeiten Wissenschaftler an der Entwicklung neuer Technologien, um saubere Energie zu erzeugen. Das Team um Sven Kerzenmacher vom Institut für Mikrosystemtechnik der Universität Freiburg setzt dabei auf eine so ungewöhnliche wie erfolgversprechende Kombination: Abwasser und Bakterien.