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Lehrstuhl für Verfahrenstechnik des industriellen Umweltschutzes // Montanuniversität Leoben
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Abwässer

Abwässer aus Industrie, Gewerbe und Haushalten enthalten eine große Bandbreite an unterschiedlichen Nähr- und Schadstoffen und werden zumeist in kommunalen oder betriebseigenen Kläranlagen behandelt. Ziel ist dabei, die potentiellen Schadstoffe wie zum Beispiel Schwermetalle zu entfernen und in konzentrierter Form abzuscheiden, z.B. über eine gezielte Fällung. Überschüssige Nährstoffe wie Stickstoff (Ammonium) und Phosphor (Phosphat) sowie organische Bestandteile (Fette, Kohlenhydrate, Eiweiße) werden durch den gezielten Einsatz von Mikroorganismen abgebaut. Dadurch kann eine Überlastung natürlicher Gewässer mit Nährstoffen (Eutrophierung) und ein unkontrolliertes Wachstum von Mikroorganismen verhindert werden, welches zu Sauerstoffmangel und damit verbundenen Folgeerscheinungen wie z.B. Fischsterben oder Bildung von Faulgasen und Geruchsstoffen führen kann.

In biologischen Abwasserreinigungsanlagen (ARAs) werden daher die Nährstoffe und organischen Substanzen in kontrollierter Umgebung entfernt, indem gezielt mikrobielle Abbauprozesse genutzt werden, die auch in der Natur stattfinden. An kommunalen Kläranlagen werden dabei in großen, luftdurchströmten Becken Mikroorganismen gezüchtet, welche dann als Klärschlamm aus dem gereinigten Wasser abgetrennt werden. Dieser Klärschlamm muss anschließend entwässert und getrocknet werden, bevor er zum Beispiel in Müllverbrennungsanlagen oder Zementwerken verbrannt werden kann. Belüftung, Entwässerung und Trocknung benötigen enorme Energiemengen in Form von Strom und Wärme. Kläranlagen sind mit durchschnittlich 20 % Anteil in der Regel die größten Verbraucher elektrischer Energie im kommunalen Bereich und benötigen mehr Strom als Schulen, Krankenhäuser, Verwaltungsgebäude oder andere kommunale Einrichtungen (UBA, 2009).

Kommunale und industrielle Kläranlagen bieten daher ein hohes Potential zur Energieoptimierung aber auch zur gezielten Rückgewinnung von Wertstoffen wie Stickstoff und Phosphor. Auch in anderen Abwässern finden sich Wertstoffe in unterschiedlichen Konzentrationen und Spezies, z.B. in Abwasser aus der Tierhaltung (Gülle), Nahrungsmittelproduktion (z.B. Brauereien) oder Sickerwasser von Mülldeponien. Im Forschungsbereich beschäftigen wir uns mit der Aufbereitung dieser Abwässer und insbesondere der Rückgewinnung von Nährstoffen. Diese sollen als erneuerbare Ressource in den industriellen Produktionskreislauf zurückgeführt werden, anstatt sie unter hohem Energieaufwand unschädlich machen zu müssen. Dabei stellt insbesondere die Nutzung natürlicher Zeolithe als Ionentauscher für die Nährstoffrückgewinnung einen zentralen Forschungsschwerpunkt dar.

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