Dezentrale Ressourcengewinnung aus Abwasser

Ein sparsamer Umgang mit Ressourcen wird auch in der Schweiz immer wichtiger. Wie man es vom Abfallrecycling schon lange kennt, lassen sich auch aus dem Abwasser Ressourcen effizient rückgewinnen. Die Eawag forscht interdisziplinär an nachhaltigen Lösungen, welche dem Menschen und der Umwelt dienen.

Der Bau von Kanalisationen und Abwasserreinigungsanlagen (ARA) zur zentralen Behandlung von Abwasser hat im letzten Jahrhundert entscheidende Fortschritte für die menschliche Hygiene und Gesundheit, aber auch für den Schutz der Umwelt rund um Städte und Dörfer ermöglicht. Allerdings verbraucht dieses System grosse Mengen an Wasser und erschwert die Rückgewinnung der im Abwasser enthaltenen Wertstoffe. Der Klimawandel, die hohen Nährstoffeinträge in die Umwelt, die wachsende Bevölkerung sowie der massive Verlust der Biodiversität drängen dazu, das bestehende System zu überdenken. Wenn Hitzeperioden häufiger werden und Niederschläge sich verschieben, werden in den immer bevölkerungsreicheren Städten grosse Mengen an Wasser benötigt. Im Abwasser enthaltene Wertstoffe wie etwa Phosphor und Stickstoff werden zu Problemstoffen, wenn sie in die natürlichen Gewässer gelangen. Gleichzeitig muss Phosphor unter umweltbelastenden Bedingungen abgebaut und importiert werden, weil ihn die Landwirtschaft als Dünger benötigt.

Neben dem Schutz der menschlichen Gesundheit und der Gewässer ist daher die effizientere Nutzung der Ressourcen aus dem Abwasser ein Ziel bei der Abwasserbehandlung. Ein Ansatz dafür ist, die Kreisläufe von Wasser, Nährstoffen und Energie möglichst lokal zu schliessen. Neue Technologien, die auf dem Konzept der Trennung an der Quelle basieren, erlauben eine dezentrale Behandlung von Abwasser vor Ort auf kleinstem Raum.

Im Fokus

16. September 2022

16. September 2022Die von Forschenden der Eawag entwickelte «Wasserwand» rezykliert Handwasch- und Toilettenspülwasser in einem geschlossenen Kreislauf und kann daher auch in Regionen mit knappen Wasserressourcen oder ohne Wasser- und Abwassernetz eingesetzt werden. Nun wurde das Projekt mit dem Mülheim Water Award ausgezeichnet.

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4. August 2022

4. August 2022Vor 25 Jahren waren urinseparierende Toiletten erst eine Idee, die das zentrale Paradigma für Kläranlagen in Frage stellte. Doch seither gewinnen modulare Wassertechnologien zusehends an Bedeutung. Forschende der Eawag haben diese Entwicklung mit einer neuen Methode nachgezeichnet.

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9. Juni 2022

9. Juni 2022Über die Forschung der Eawag wird üblicherweise in wissenschaftlichen Papern und Medienbeiträgen berichtet. Eher ungewöhnlich hingegen ist die Form eines Comics. Die Illustratorin Celine Künzle hat sich die Forschung der Eawag mit Fäkalien aus der Nähe angeschaut und ihre Eindrücke in der soeben erschienenen Comic-Reportage festgehalten.

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Forschungsschwerpunkte

In dem inter- und transdisziplinären strategischen Forschungsprogramm WINGS werden Chancen und Herausforderungen nicht-netzwerk basierter Wasser- und Abwassersysteme erforscht.

Der Water Hub entwickelt dezentrales Wasser- und Abwassermanagement und setzt es im NEST-Gebäude von Eawag und Empa um. Im Fokus stehen dabei die Ressourcenrückgewinnung und das lokale Schliessen der Kreisläufe.

Der NoMix-Ansatz zur Trennung der Abwasserströme in Toiletten an der Quelle wird von Forschenden der Eawag seit vielen Jahre erforscht.

Veranstaltungen

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Spezial Nr. 01 2022

Weitere Projekte zur Rückgewinnung von Ressourcen aus dem Abwasser

In Autarky entwickeln wir kleine Anlagen für die getrennte Behandlung von Urin, Abwasser und Fäkalien direkt in der Toilette.
Indem wir Nährstoffe aus Urin zurückgewinnen, entwickeln wir ein Sanitärsystem, welches wertvollen Dünger produziert
Auf der ganzen Welt stehen Menschen vor Herausforderungen bei der Wasserversorgung. Die Ursachen liegen in der steigenden Nachfrage, Dürren, der Erschöpfung oder zunehmenden Verschmutzung des Grundwassers.
Ist ein Raumfahrtforschungs- programm, das die Entwicklung eines bioregenerativen Lebenserhaltungssystems für langfristige Raumfahrtmissionen und Weltraumwohnungen zum Beispiel auf dem Mars zum Ziel hat
Wir untersuchen die Herausforderungen modularer Infrastrukturen für die Schweizer Wirtschaft und Gesellschaft am Beispiel der Siedlungswasserwirtschaft.
Ressourcenrückgewinnung, marktbasierte Ansätze und Geschäftsmodelle sind der Schlüssel zu nachhaltigem Management.

Publikationen für die Praxis

Larsen, T. A.; Udert, K. M.; Lienert, J. (2013) Source separation and decentralization for wastewater management, 491 p, doi:10.2166/9781780401072, Institutional Repository

Wissenschaftliche Publikationen

Hoffmann, S.; Feldmann, U.; Bach, P. M.; Binz, C.; Farrelly, M.; Frantzeskaki, N.; Hiessl, H.; Inauen, J.; Larsen, T. A.; Lienert, J.; Londong, J.; Lüthi, C.; Maurer, M.; Mitchell, C.; Morgenroth, E.; Nelson, K. L.; Scholten, L.; Truffer, B.; Udert, K. M. (2020) A research agenda for the future of urban water management: exploring the potential of non-grid, small-grid, and hybrid solutions, Environmental Science and Technology, 54(9), 5312-5322, doi:10.1021/acs.est.9b05222, Institutional Repository
Larsen, T. A.; Hoffmann, S.; Lüthi, C.; Truffer, B.; Maurer, M. (2016) Emerging solutions to the water challenges of an urbanizing world, Science, 352(6288), 928-933, doi:10.1126/science.aad8641, Institutional Repository
Reynaert, E.; Hess, A.; Morgenroth, E. (2021) Making waves: why water reuse frameworks need to co-evolve with emerging small-scale technologies, Water Research X, 11, 100094 (5 pp.), doi:10.1016/j.wroa.2021.100094, Institutional Repository
Larsen, T. A.; Riechmann, M. E.; Udert, K. M. (2021) State of the art of urine treatment technologies: a critical review., Water Research X, 13, 100114 (20 pp.), doi:10.1016/j.wroa.2021.100114, Institutional Repository
Larsen, T. A.; Gruendl, H.; Binz, C. (2021) The potential contribution of urine source separation to the SDG agenda - a review of the progress so far and future development options, Environmental Science: Water Research and Technology, 7(7), 1161-1176, doi:10.1039/D0EW01064B, Institutional Repository
Hadengue, B.; Joshi, P.; Figueroa, A.; Larsen, T. A.; Blumensaat, F. (2021) In-building heat recovery mitigates adverse temperature effects on biological wastewater treatment: a network-scale analysis of thermal-hydraulics in sewers, Water Research, 204, 117552 (11 pp.), doi:10.1016/j.watres.2021.117552, Institutional Repository

Expertinnen und Experten

Urinseparierung

Prof. Dr. Kai Udert
  • Abwassertrennung
  • Dezentrale Technologien
  • Nährstoffe
  • Urinseparierung
  • Ressourcenrückgewinnung
Prof. Dr. Tove Larsen
  • NoMix
  • Urinseparierung

Grauwasseraufbereitung

Dr. Céline Jacquin
  • Membranen
  • Dezentrale Systeme
  • Wasserqualität
  • Trinkwasser
  • Wasserwiederverwendung
Prof. Dr. Eberhard Morgenroth
  • Abwasser
  • Dezentrale Technologien
  • Nährstoffe
  • Siedlungswasserwirtschaft
  • Infrastrukturplanung
  • Urinseparierung
Dr. Frederik Hammes
  • Biofilme
  • Durchflusszytometrie
  • Legionellen
  • Mikrobiologie
  • Sensoren
Dr. Tim Julian
  • Mikroben
  • Siedlungshygiene

Schwarzwasseraufbereitung

Dr. Linda Strande
  • Abwasser
  • Entwicklungsländer

Wings

Dr. Sabine Hoffmann
  • Nachhaltige Wasserwirtschaft
  • Partizipative Prozesse
  • Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Politik
  • Transdisziplinäre Forschung

Titelbild: Daniel Röttele/infografik.ch