Technologien für die dezentrale Abwasserbehandlung

Im Forschungsbereich 'Technologien für die dezentrale Abwasserbehandlung' werden Verfahren für die dezentrale Abwasserbehandlung in Städten und Agglomerationen untersucht. Die neuen Verfahren sollen es ermöglichen, kleine dezentrale Reaktoren zu bauen, die die heutigen strengen Ablaufgrenzwerte zuverlässig einhalten können und dennoch keinen grossen Wartungsaufwand benötigen. Die Grösse der Reaktoren soll für einen bis einige hundert Haushalte reichen. Viele der heutigen Abwasserreinigungsprozesse entsprechen nicht diesen Anforderungen. Einige Verfahren sind so ausgeklügelt, dass sie eine kontinuierliche Überwachung und Prozesskontrolle benötigen, wie zum Beispiel die erhöhte Nährstoffentfernung in kommunalen Kläranlagen. Andere Verfahren, z.B. Faulgruben, sind zwar einfach in der Handhabung und können dezentral installiert werden, sie können aber die heutigen Ablaufgrenzwerte nicht einhalten.

Wir orientieren uns an den Konzepten 'Massnahmen an der Quelle' und 'Abfalltrennung'. Häusliches Abwasser besteht aus den drei Abfallströmen Grauwasser, Fäzes und Urin. Im Moment beschäftigen wir uns besonders − aber nicht nur − mit der Behandlung von Urin, welcher für den grössten Teil der Nährstofffracht des Abwassers verantwortlich ist. Die getrennte Sammlung und Behandlung von Urin verringert nicht nur die Belastung der Umwelt, sie ermöglicht auch die Wiederverwendung der Nährstoffe in der Landwirtschaft.

Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen, dass die Urinseparierung ein erfolgversprechendes Abwasserkonzept ist, besonders für Städte in Schwellen- und Entwicklungsländern. Für die Umsetzung der Urinseparierung in städtischen Gebieten wären industriell produzierte Kleinstanlagen am besten geeignet. In unseren Forschungsprojekten untersuchen wir neue Verfahren, die für die Behandlung von Urin in Kleinstkläranlagen geeignet sein könnten. Beispiele sind Phosphorrückgewinnung durch Struvitausfällung, Stickstoffentfernung durch partielle Nitritation/anaerobe Ammoniumoxidation, Urinstabilisierung mittels Nitrifikation und anschliessende Aufkonzentrierung der Nährstoffe durch Verdampfung, elektrochemische Prozesse oder bioelektrochemische Prozesse.

Phosphatrückgewinnung über Struvitausfällung in Nepal (STUN)

Stickstoffentfernung aus Urin mit partieller Nitrifikation und anaerober Ammonium­oxidation

Stickstoffstabilisierung im Urin

Vollständige Rückgewinnung der Nährstoffe aus Urin

Elektrochemische Ammoniumentfernung

Langzeit-Untersuchung einer NoMix-Anlage an der Eawag

Dezentrale Reinigung und Wiederverwendung von Toilettenabwasser im alpinen Raum

Das abwasserlose Haus

Dezentrale Grauwasserbehandlung in der Raumzelle SELF [pdf, 0.7 MB]

Die Vision einer Kleinstkläranlage im Haushalt: die Reaktoren für die Nährstoffrückgewinnung sind so klein, dass sie in die Sanitärinstallationen integriert werden können. (Fotos: Kai Udert und Mariska Ronteltap)