1. Bündnis- und Strategietreffen des Aachener Netzwerks zur Abwasserwiederverwendung

Nach einem mehrjährigen Auswahlprozess konnte sich das Aachener Unternehmer- und Forschernetzwerk AIX-Net-WWR neben zahlreichen anderen Anträgen durchsetzen und startete am 1.1.2024, um in den kommenden drei Jahren innovative Lösungen für die Wiederverwendung von Abwasser zu entwickeln. Gefördert wird das ca. 12 Mio. € Vorhaben mit Schwerpunkt in der Städteregion Aachen, durch das Programm RUBIN („Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation“) unter der Rubrik „Innovation & Strukturwandel“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Das erste AIX-Net-WWR Bündnistreffen fand am 6. November 2024 im digitalHUB, Aachen, statt.

IST-Situation und Ziele
Die meisten Städte verfügen heutzutage über eine zentrale Wasserver- und Abwasserentsorgung. Dies bringt jedoch vor allem in wasserarmen Regionen einige Nachteile mit sich, wie sinkende Wasservorräte bei steigendem Wasserbedarf und den Verlust von Wertstoffen speziell in Form von Wasser und Wärme (ca. 55 m³ Wasser/Person/Jahr und ca. 550 kWh/Person/Jahr) für das direkte Recycling am Ort der Abwasserentstehung. Bei vielen zentralen Kläranlagen wird das Abwasser zudem je nach Anschlussgröße für eine mögliche Wiederverwendung nur unzureichend aufbereitet, so dass die verbleibenden Inhaltstoffe zu einer zunehmenden Gewässerverschmutzung beitragen.

In der AIX-Net-WWR Stadt der Zukunft soll es standardisierte, semi-dezentrale Abwasserwiederverwendungssysteme auf Quartiersebene mit innovativen Einzeltechnologien geben, welche die genannten Probleme adressieren. Semi-dezentral bedeutet dabei, dass mehrere Gebäude an ein System angeschlossen werden. Die Vorteile von semi-dezentralen Systemen liegen insbesondere in der engen räumlichen Verknüpfung von Abwasseranfall und -behandlung. Dadurch werden die direkte Wiederverwendung und Nutzung des aufbereiteten Wassers und der im Abwasser vorhandenen Energie direkt an Ort und Stelle des Abwasseranfalls ermöglicht, und zwar ökologisch und ökonomisch optimiert.

Bei der Gestaltung der semi-dezentralen Aufbereitungsanlagen hat AIX-Net-WWR sich folgende Ziele gesetzt:

• die Möglichkeit der Aufbereitung des Abwassers zu unterschiedlichen Wasserqualitäten, wie Badewasser, Bewässerungswasser, Betriebswasser, Hygienewasser und Trinkwasser
• den Einsatz der Anlagen beim Neubau von Wohngebieten aber auch zur Umrüstung von bereits bestehenden Strukturen unter Einbindungen der lokalen Ver- und Entsorger
• einen modularen und skalierbaren Aufbau sowie
• die Wirtschaftlichkeit der Anlagen innerhalb weniger Jahre durch Einsparung der Kern-Ressourcen Wasser und Energie und eine Standardisierung der Systeme

Die innovativen Einzeltechnologien innerhalb der standardisierten Systeme sollen zudem in der Lage sein, industrielles und gewerbliches Abwasser aufzubereiten, und somit auch individualisierte Lösungsmodelle ermöglichen.

Die Fortschritte in den fünf Verbundvorhaben
Auf dem 1. Bündnistreffen wurde über die Fortschritte des Verbundvorhabens, welches aus fünf Verbundprojekten besteht, berichtet. Zusammengefasst sind dies:

AIX-WWR
Eine dezentrale Membranbioreaktor-Containeranlage (MBR) wird entwickelt, um häusliches Abwasser aufzubereiten und den Wasserkreislauf zu schließen. Entwürfe des Verfahrensschemas, 3D-Modells und eines Modells für Wärmerückgewinnung wurden erstellt. Aktuell findet die Komponentenauswahl für die Containeranlage mit geplanter Inbetriebnahme im März 2025 statt.

AIX-SOLVED
Ein biofunktionalisiertes Adsorbergranulat zur Entfernung von Schwermetallen und Arzneimitteln aus Abwasser wird entwickelt. Granulate wurden erfolgreich hergestellt und charakterisiert. Erste Spurenstoffentfernungstests sind abgeschlossen. Aktuell steht die Auswahl geeigneter Enzyme und Peptide im Fokus.

AIX-OXI
Der Fokus liegt auf einem nicht-thermischen Plasmareaktor zur Spurenstoffoxidation. Eine Pilot-Plasmaquelle wurde realisiert und Prototypenentwicklungen laufen. Nächste Schritte umfassen Teststand-Entwicklung und Skalierung.

AIX-WATCH
Zur Sicherstellung der Wasserqualität werden Überwachungstechnologien inklusive Cloudbasiertem Online-Monitoring erarbeitet. Erste Messgeräte und Datenerfassungssysteme sind betriebsbereit. Die Integration in die MBR-Anlage ist für 2025 geplant.

AIX-DEZI
Industrielles Abwasser wird mittels Nanofiltration und kapazitiver Deionisierung behandelt. Design- und Prototyparbeiten sind abgeschlossen. Im kommenden Jahr folgen Tests mit realem industriellem Abwasser.

Strategiethemen und zukünftige Schritte
Während der Veranstaltung diskutierten die Partner Marktbedingungen, Technologiepfade und Betreibermodelle, um die entwickelten Lösungen optimal zu vermarkten. Weitere Schwerpunkte waren die Umsetzungs- und Erfolgsplanung sowie die Bewältigung des Fachkräftemangels. In interaktiven World-Cafés präsentierten die Partner ihre Technologien, diskutierten Herausforderungen wie Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Langlebigkeit der Systeme und förderten den Austausch mit assoziierten Partnern. Der Tag fand seinen Abschluss mit dem thematisch passenden Theaterstück „Wasserspiele“ des Theater K, welches beim Publikum großen Anklang fand.

Das Netzwerk
Um diese hoch gesteckten Ziele zu erreichen, haben sich 11 Unternehmen, ein Start-Up und 5 Forschungseinrichtungen aus der Region Aachen zusammengeschlossen, um ihre jeweiligen Expertisen gewinnbringend zu vereinen. AIX-Net-WWR wird zudem von zahlreichen Stakeholdern, wie Industrieunternehmen und vor allem Wasserver- und -entsorgern,- aber auch von weiteren Organisationen aus der Bau- und Umweltbranche unterstützt.