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Frankfurt am Main, 18.01.2013 Dr.-Ing. Marius Mohr

DEUS 21: Wasser im Kreislauf

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Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

  280 Mitarbeiter

  Betriebshaushalt 2011 von 18 Mio €

  Ca. 7200 m2 Labore, Technika, Büroräume

  Anbindung an Universität Stuttgart

  Aufgabe: Angewandte Forschung

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Geschäftsfelder des Fraunhofer IGB

  Chemie   Nanomaterialien   Polymere   Tenside   Funktionale Oberflächen   Membranreaktoren   Industrielle Biotechnologie

  Medizin   Diagnostik   Testsysteme   Biomaterialien   Tissue Engineering   Medizintechnik

  Pharmazie   Wirkstoff-Screening   Pharmazeutische

Biotechnologie   Pharmazeutische Chemie   Drug Release   Formulierung

  Umwelt   Wassermanagement   Abwasserreinigung   Abfallbehandlung   Rohstoffeffizienz   Rohstoffgewinnung

und -aufbereitung

  Energie   Biogas   Bioethanol und Biobutanol   Gastrennung   Energiewandlung mit Membranen   Energieeffizienz   Wärmespeicherung

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Zentrale Systeme: teuer und unflexibel

Semizentrale Systeme: Einheiten von 1000 – 10.000 Einwohnern, abhängig von der Siedlungsstruktur

  Kurze Entfernungen

  Recycling von Wertstoffen (sowie Wasser)

Projekt DEUS 21 – zwei Demonstrationsstandorte

  Bestehende Siedlung: Heidelberg – Neurott

  Neubaugebiet: Knittlingen

Semizentrales Wassermanagement

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DEUS 21 in bestehender Siedlung

  Heidelberg-Neurott: 60 Einwohner und ein Restaurant

  Keine Anbindung an Kanalisation

  Abwasserreinigung: Aerobes Membran-Bioreaktor-Verfahren

  Keine Einleitung von Regenwasser

  In Betrieb seit Dezember 2005

  Reinigungsleistung wie Großkläranlage

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Anlage in Heidelberg-Neurott

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DEUS 21 in Knittlingen

Demonstrationsvorhaben in Neubaugebiet mit 105 Grundstücken

Förderung durch BMBF, Fraunhofer Gesellschaft

Innovationen:

  Nutzung von Regenwasser

  Vakuumkanalisation

  Abwasserreinigung anaerob mit Membranfiltration

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Semizentrales Konzept DEUS 21 Knittlingen

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Regenwassernutzung

  Sammlung des Regenwassers von Dächern und Wohnstraßen

  Speicherung in 3 Zisternen (300 m3)

  Aufbereitung durch Ultrafiltration, Aktivkohle, Ozon

  Reinigung auf Trinkwasserqualität möglich, aber relativ aufwändig- daher nur sinnvoll, wenn keine alternativen Wasserquellen vorhanden

  Nutzung zur Bewässerung möglich

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Vakuumkanalisation

  Bewohner sind mit einem Übergabeschacht an das Vakuumnetz angeschlossen

  Zentrale Vakuumstation erzeugt Unterdruck von 0,5 - 0,7 bar

  Option: Vakuumtoiletten im Haus, Küchenabfallzerkleinerer

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Anaerobe Abwasserreinigung

  Mikroorganismen verarbeiten organische Inhaltsstoffe unter Luftabschluss

  Langsameres Wachstum: wenig Schlamm

  Keine Heizung (psychrophiler Abbau)

  Hohe Aufkonzentrierung notwendig: Mikrofiltration

  Organische Verschmutzung des Abwassers (CSB) wird zu Biogas umgesetzt (Abbau ca. 85%), Mikroorganismen zurückgehalten

  Nährstoffe sind gelöst im Ablauf enthalten, Nutzung möglich

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Abwasserreinigungsanlage in Knittlingen

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Biogasproduktion

  Kläranlagen sind der größte kommunale Energieverbraucher

  Großanlagen: Stromverbrauch ca. 30 kWh/ EW/ a (kleine Anlagen mehr als doppelt so viel), Wärmebedarf ähnlich hoch

  Anteil der Belüftung: 50 – 80 % des Stromverbrauchs

  Produktion Biogas auf herkömmlicher Kläranlage: ca. 20 - 25 l/ EW/ d   Produktion Biogas im System DEUS 21: ca. 60 l/ EW/ d   Energiegehalt Biogas im System DEUS 21: ca. 150 kWh/ EW/ a

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Treiber, Motoren der Innovation

  Verknappung nutzbarer Wasser- und Energieressourcen

  Ursachen: Klimawandel, Bevölkerungswachstum weltweit, Urbanisierung, steigender Wohlstand weltweit

=> Potenzial für Export, Unterstützung bei Lösung globaler Herausforderungen

  Aber: Anwendung der Innovationen in Deutschland kann ebenfalls vorteilhaft sein (Energieeffizienz, Kosteneinsparung, Ressourcenschonung (z.B. Phosphor), höhere Flexibilität bei demographischem Wandel)

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Umsetzungspotenziale

  Bedarf am höchsten in Regionen, in denen Wasserinfrastruktur noch wenig entwickelt ist

  Möglichkeit der Wiederverwendung von Wasser: Regionen mit Wassermangel

  Voraussetzung: Kapital für Investitionen in Ausbau der Wasserinfrastruktur vorhanden

  Aktivitäten zur Umsetzung/ Anpassung von DEUS 21 in China, Ägypten und Rumänien

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