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Fallstudien
Wir stellen hier 3 Fallstudien von UnternehmerInnen und Start-ups vor. Die hier vorgestellten Fallstudien wurden auf der Grundlage ihrer Innovationskraft und der von ihnen verwendeten Technologie, der Kreislauffähigkeit, der Replizierbarkeit, des Ausmaßes der Auswirkungen und der Reichweite ausgewählt. In jeder Fallstudie heben wir die wichtigsten Herausforderungen und möglichen Lösungen hervor.
Fallstudie Nr. 1: Vom Abwasser zum landwirtschaftlichen Wasser – eine innovative Technologie zur Kombination von Aufbereitung und Wiederverwendung in der Landwirtschaft
Herausforderung
Wie wir bereits erwähnt haben, ist die Landwirtschaft der bei weitem größte Wasserverbraucher. Die Verwendung von gereinigtem Abwasser für die Bewässerung in der Landwirtschaft kann den landwirtschaftlichen Bedarf ersetzen und den lokalen Wasserstress verringern. Andererseits hängen die zukünftigen landwirtschaftlichen Entwicklungsstrategien der meisten Entwicklungsländer von der Möglichkeit ab, die Bewässerungslandwirtschaft zu erhalten, zu verbessern und auszuweiten.
Im Projekt RichWater hat eine Gruppe kleiner Start-up-Unternehmen ihr Wissen gebündelt, um ein integriertes Konzept für die Kombination von Aufbereitung und Bewässerung in einem einzigen System zu entwickeln, das die Nährstoffe optimal nutzen kann. Ihr Ziel ist die Entwicklung eines kommerziellen Prototyps in Südspanien zur Wiederverwendung von kommunalen Abwässern für Bewässerungszwecke. Ziel ist es, eine Win-Win-Situation für zwei Sektoren (Abwasserbehandlung und Landwirtschaft) zu schaffen, indem öffentliche Abwässer in ein wertvolles Endprodukt umgewandelt werden.
Das integrierte System besteht aus einem kostengünstigen und energieeffizienten MBR (Membranbioreaktor), der pathogenfreies und nährstoffreiches Bewässerungswasser erzeugt.
Das Klärsystem ist angeschlossen an:
- Das Mischmodul (für maßgeschneidertes Mischen mit Frischwasser und Zusatzdünger)
- Die Düngungseinheit
- Ein Überwachungs-/Steuermodul mit Bodensensoren zur Gewährleistung einer bedarfsgerechten und fallweisen Düngung.
Durch die Kombination dieser Module ist ein komplettes und schlüsselfertiges System für die sichere Wiederverwendung von Abwasser in der Landwirtschaft verfügbar.
Ergebnisse
- Produktion von gereinigtem Abwasser (d.h. wiedergewonnenem Wasser),
- Geringer Energieverbrauch
- Bewässerung von 3 Zielkulturen im Versuchsfeld: Tomate, Mango und Avocado,
- Aufbereitetes Wasser liefert 50 % der wichtigsten Makronährstoffe (N, P, K) für die Zielkulturen,
- Agronomische Studien zum Vergleich von Kulturen, die mit Abwasser und konventionellem Wasser bewässert werden.
- Kosten-Nutzen-Analyse und Machbarkeitsstudie,
- Marktstrategie.
Gelernte Lektionen
Die Anwendung der Grundsätze der Kreislaufwirtschaft hat gezeigt, dass wiedergewonnenes Wasser für die Bewässerung verwendet werden kann. Gleichzeitig können die Zielpflanzen mit 50 % der wichtigsten Makronährstoffe (N, P, K) versorgt werden. Obwohl die anfänglichen Investitionen hoch sind, ist der Energieverbrauch gering und führt dennoch zu einem wirtschaftlichen Nettonutzen.
Quelle: https://richwater.eu/gallery/
Fallstudie Nr. 2: Eine fortschrittliche Abwasserbehandlungstechnologie zur Beseitigung gefährlicher organischer Schadstoffe
Herausforderung
Hormonaktive Stoffe finden sich in Antibabypillen, Kosmetika, Waschpulver und vielen anderen Produkten, die normalerweise im Haushalt verwendet werden. Wenn endokrine Disruptoren in die Natur und anschließend ins Abwasser gelangen, werden Fische, Kakerlaken und Schnecken intersexuell. Die Verweiblichung von Fischen wurde in jüngster Zeit in Dänemark und anderen Ländern festgestellt. Um zu verhindern, dass solche hormonell wirksamen Stoffe aus den Auslässen von Kläranlagen in die Natur gelangen, ist eine kosteneffiziente Methode erforderlich. Eine Gruppe kleiner UnternehmerInnen hat gemeinsam ein System entwickelt, mit dem sich pathogene Mikroorganismen und endokrine Stoffe aus dem Abwasser entfernen lassen.
Die Grundidee ist die Einführung fortschrittlicher Fotooxidationsverfahren in Kläranlagen unter Verwendung von UV-Lampen. Das Licht von Ultraviolettlampen ist in der Lage, Bakterien zu zerstören und chemische Stoffe mit Hilfe von Oxidationsmitteln, z. B. Ozon oder Chlordioxid, aus dem Abwasser zu entfernen.
Auf diese Weise können Kläranlagen ungefährliche Abwässer produzieren. Merkmale der Methode sind:
- Einfaches System zur Desinfektion von Abwässern,
- Einfaches System zur Entfernung von endokrinen Disruptoren und anderen gefährlichen Verbindungen,
- Flexibles System,
- Einfach zu installieren,
- Fortschrittliche Prozesssteuerungstechnologie,
- UV-Lampen mit hoher Energieintensität,
- Niedrige Investitionskosten,
- Niedrige Betriebskosten,
- Umwelt und Gesundheit,
- Ausgezeichnete Badequalität,
- Keine Risiken für die empfängliche Wasserfauna und die Ökosysteme.
Ergebnisse
- Desinfektion: Dieses System hat gezeigt, dass es möglich ist, das Abwasser aus Kläranlagen frei von pathogenen Mikroorganismen zu halten, die Qualität der Badegewässer zu gewährleisten und die EG-Richtlinie zu erfüllen.
- Entfernung von endokrinen Stoffen: Das System eignet sich für die Entfernung von hormonell wirksamen Stoffen und anderen gefährlichen Verbindungen aus dem behandelten Abwasser (Entfernungsrate von 99,8 %).
Gelernte Lektionen
Die vorgeschlagene technische Lösung hat gezeigt, dass es möglich ist, mit geringem Kapitaleinsatz die Anforderungen der EU-Badegewässerrichtlinie zu erfüllen und sicherzustellen, dass der Gehalt an endokrinen Disruptoren mit östrogener Aktivität im Abwasser gering ist. Diese Erfahrung schafft Möglichkeiten für UnternehmerInnen und Start-ups, andere technische Lösungen auf der Grundlage der Endnutzung von Wasser zur Beseitigung von Wasserschadstoffen umzusetzen.
Abbildung: APOP System (das APOP- System installiert als ussered WTP)
Quelle: https://www.slideshare.net/NIDHISRIVASTAVA52/advanced-photo-catalytic-oxidationwastewater
Fallstudie Nr. 3: Wassersparende Verfahren für die Textilproduktion
Herausforderung
Wasser ist eine wichtige Ressource in Produktionsprozessen, auch im Textilsektor. Die Textilindustrie ist bei praktisch allen Herstellungsschritten auf Wasser angewiesen. Farbstoffe, Spezial- und Veredelungschemikalien, die bei der Herstellung von Kleidung verwendet werden, werden alle in Wasserbädern auf die Stoffe aufgetragen. Das bedeutet, dass zum Färben, Ausrüsten und Waschen von Kleidung große Mengen Wasser verbraucht werden. Die Verringerung des Wasserverbrauchs durch die Einführung nachhaltiger Produktionsverfahren kann daher sowohl für Unternehmen als auch für die Gemeinden, in denen sie tätig sind, von Vorteil sein. Als Reaktion auf den Wasserverbrauch und die Wasserverschmutzung durch die Textilindustrie haben viele Unternehmen begonnen, nach alternativen Lösungen zu suchen.
Hier stellen wir eine Fallstudie über Wassersparmaßnahmen in Färbeanlagen in einer Textilfabrik in Kroatien vor. Junge UnternehmerInnen analysierten alle Prozesse und wählten die besten Maßnahmen zur Reduzierung des Wasserverbrauchs im Unternehmen aus. Sie konzentrierten sich auf die Wasch- und Spülprozesse, da beide Prozesse in der Textilindustrie wichtig sind, um Verunreinigungen im Gewebe auf ein vorgegebenes Niveau zu reduzieren. Um den Wasserverbrauch in diesen Prozessen zu senken, wurden erfolgreiche Methoden zur Batch- und kontinuierlichen Wasserreduzierung gefunden. Die in einem Wassereinsparungsprogramm verwendete Ausrüstung ist relativ kostengünstig; in den meisten Fällen genügen einige Ventile, Rohre, kleine Pumpen und Tanks. Die Betriebskosten dieser Systeme sind im Allgemeinen sehr niedrig. Die routinemäßige Wartung und in einigen Fällen auch der Strom für die Pumpen können teurer sein. Maßnahmen zur Wassereinsparung führen zu [33]:
- Senkung der Verarbeitungskosten,
- Verringerung der Kosten für die Abwasserbehandlung,
- Verringerung des thermischen Energieverbrauchs,
- Verringerung des Verbrauchs an elektrischer Energie,
- Verringerung der Schadstoffbelastung.
Ergebnisse
Durch die Anwendung dieser Maßnahmen konnten erhebliche Einsparungen beim Wasser selbst (90 % des Wassers) sowie bei den Kosten für die Ableitung und den Zulauf des Wassers erzielt werden.
Diese integrativen Techniken können auch in anderen Textilindustrien eingesetzt werden. Die Amortisationszeit für ein Wassersparsystem hängt von der eingesparten Wassermenge, den Abwassergebühren und den Kosten für Rohwasser und Abwasseraufbereitung ab.
Gelernte Lektionen
Wassereinsparung und -wiederverwendung sind eine Notwendigkeit für die Textilindustrie. Es ist möglich, die in den Textilfabriken verbrauchte Wassermenge zu reduzieren. Dies senkt die Kosten für die fertigen Textilerzeugnisse, da die Gebühren für Frischwasser und Abwasser gesenkt werden. Die für die Verarbeitung von Textilien benötigte Wassermenge ist von Fabrik zu Fabrik unterschiedlich und hängt von der Art des Stoffes, des Verfahrens, der Ausrüstung und des Farbstoffs ab. Das schafft viele Möglichkeiten für UnternehmerInnen und Start-ups, ihren Wasserverbrauch an ihr eigenes Textilgeschäft anzupassen.
