Das NEON-Projekt ist eine Initiative des TUM Campus Straubing (TUMCS) und der Kläranlage Straubing. Finanziert wird es mit 500.000 Euro vom Bayerischen Umweltministerium. Bayerns Umweltminister Thorsten Glauber betonte zum heutigen Startschuss: „Saubere Gewässer sind eine unersetzliche Lebensgrundlage für Mensch und Natur. Durch die stetige Weiterentwicklung der Kläranlagentechnik wurde die Wasserqualität in unseren Flüssen und Seen in den vergangenen Jahrzehnten erheblich verbessert. Um die Abwasserreinigung zu perfektionieren, setzt Bayern auf die Erforschung und Einführung innovativer Techniken. Dafür arbeiten Freistaat, Kommunen und Wissenschaft zusammen. Das Straubinger Projekt bringt uns auf diesem Weg einen Schritt voran und kann für die Abwasserreinigung in Bayern neue Maßstäbe setzen. Ich wünsche den Forscherinnen und Forschern viel Erfolg bei ihrer wichtigen Arbeit."
Die Forscherinnen und Forschern wollen Wege finden, wie Abwasser noch effizienter von Stickstoff gereinigt werden kann – und zwar so, dass weniger Energie und weniger zusätzliche Stoffe benötigt werden. Hintergrund ist, dass künftige EU-Vorgaben für kommunale Abwässer strengere Grenzwerte vorsehen. Viele Kläranlagen stehen daher vor der Herausforderung, ihre Anlagen technisch anzupassen.
Heute fand dazu ein Pressetermin bei der Kläranlage Straubing statt, bei dem neben den Projektverantwortlichen auch Straubings Oberbürgermeister Markus Pannermayr und Cristina Pop, Werkleiterin der Straubinger Entwässerung und Reinigung (SER), anwesend waren. Die SER übernimmt als Eigenbetrieb der Stadt Straubing die hoheitlichen Aufgaben der Abwasserreinigung im Klärwerk Straubing.
Warum Stickstoff im Abwasser ein Thema ist
Stickstoffverbindungen aus Haushalten, Industrie oder Landwirtschaft gelangen über das Abwasser in die Kläranlage. Wird Stickstoff nicht ausreichend entfernt, kann er sich etwa in Flüssen und Seen anreichern, dort übermäßiges Algenwachstum auslösen und die Wasserqualität verschlechtern. Deshalb arbeiten Kläranlagen mit spezialisierten Bakterien, die den Stickstoff biologisch abbauen. Doch ein oft übersehener Effekt sorgt dafür, dass dieser Prozess nicht optimal läuft: Es gelangt zu viel Sauerstoff in einen bestimmten Teil des Reinigungsprozesses – die Denitrifikation –, wo er stört und die Effizienz senkt.
„Man kann sich das vorstellen wie Gegenwind beim Fahrradfahren: Da, wo eigentlich kein Sauerstoff hingehört, bremst er den Reinigungsprozess aus“, erklärt Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Jakob Burger vom TUM Campus Straubing. „Wenn der Sauerstoff gezielt entfernt oder zumindest reduziert werden könnte, würde der gesamte Kläranlagen-Prozess effizienter werden“, sagt Prof. Burger. Neben dessen Professur für Chemische und Thermische Verfahrenstechnik sind mit den Professuren für Bioverfahrenstechnik (Prof. Dr.-Ing. Michael Zavrel) und Elektrobiotechnologie (Prof. Dr. Nicolas Plumeré) noch zwei weitere Forschungsteams der TUM an dem Projekt beteiligt. Die drei Professuren übertragen Ansätze aus ihren jeweiligen Disziplinen in die Siedlungswasserwirtschaft, die dort noch nicht oder nur oberflächlich erprobt wurden. Das Projekt läuft bis Ende Februar 2028.
Abfallprodukte werden zur Unterstützung genutzt
Im Projekt NEON untersuchen die Forschenden verschiedene technische Lösungen, auch konventionelle Verfahren als Vergleich, um den Sauerstoff gezielt zu entfernen – und zwar mithilfe von Stoffen, die ohnehin in einer Kläranlage anfallen: zum Beispiel Biogas, das bei der Klärschlammbehandlung entsteht, Abgase aus Blockheizkraftwerken oder Ammoniumsulfat, ein Nebenprodukt aus der Abwasserbehandlung. In verschiedenen Labortests werden Methoden ausprobiert, bei denen Sauerstoff beispielsweise durch andere Gase ausgeblasen oder über elektrochemische Verfahren reduziert wird. Einige dieser Verfahren könnten sogar Strom erzeugen und so die Energiebilanz der Kläranlage verbessern.
Die Kläranlage Straubing dient als konkreter Praxisstandort. Der Betreiber SER stellt dem Forschungsteam wichtige Daten zur Verfügung, mit deren Hilfe ein realistisches Modell der Anlage am Computer entsteht. Darauf basierend lassen sich im ersten Schritt unterschiedliche technische Lösungen vergleichen, ohne den laufenden Betrieb zu stören. Vielversprechende Ansätze können zu einem späteren Zeitpunkt in der Kläranlage implementiert werden.
„Straubing hat mit dem Projekt NEON die Chance, eine Vorreiterrolle einzunehmen“, sagt Oberbürgermeister Markus Pannermayr. Und Cristina Pop, Werkleiterin der SER, ergänzt: „Wir freuen uns, dass wir als lokale Kläranlage an innovativen Lösungen mitarbeiten können, die später auch anderen Kommunen helfen sollen.“ Am Ende des Projekts sollen Empfehlungen als eine Art Handlungsleitfaden für die Abwasserwirtschaft entstehen, die den Städten und Gemeinden helfen, ihre Kläranlagen besser auf kommende Anforderungen vorzubereiten.