HypoWave – Neue Wege zur Abwasserwiederverwendung in der Landwirtschaft

Aufgabe des Forschungsprojektes HypoWave ist es, einen nachhaltigeren Umgang der Ressource Wasser zu erreichen und die im Abwasser gebundenen Nährstoffe einer erneuten Nutzung zuzuführen. Hierzu wird kommunales Abwasser soweit aufbereitet, dass es zum Betrieb eines hydroponischen Systems genutzt werden kann. Unter einem hydroponischen System versteht man eine Pflanzenaufzucht in einer Nährlösung ohne Erde. Ziel ist es, Synergien zwischen Siedlungswasserwirtschaft und Landwirtschaft herauszuarbeiten, das Wasser effizienter zu nutzen und gleichzeitig qualitativ hochwertige, für Verbraucher unbedenkliche landwirtschaftliche Produkte zu erzeugen.

Forschungsansatz

Der Forschungsverbund realisiert in einem ersten Schritt in der Nähe von Wolfsburg eine Pilotanlage, die es ermöglicht, kommunales Abwasser in der Landwirtschaft wiederzuverwenden. Dort wird die Wasseraufbereitung mit dem Betrieb eines hydroponischen Systems verknüpft. Untersucht werden sollen die technischen Abläufe, die Wirtschaftlichkeit der Anlage und die Qualität der erzeugten Produkte. Das ISOE identifiziert die involvierten Akteure, analysiert die institutionellen und rechtlichen Rahmenbedingungen und entwickelt Modelle für eine erfolgreiche Kooperation von Siedlungswasserwirtschaft und Landwirtschaft.

In einem zweiten Schritt wird das Wissen aus der Pilotierung in Fallstudien unter anderem im Hessischen Ried und im europäischen Ausland, in der Grenzregion zwischen Belgien und Deutschland sowie in Évora in Portugal, geprüft. Mithilfe einer ergänzenden Wirkungsabschätzung, durchgeführt am ISOE, sollen so mögliche Anwendungs- und Einsatztypen identifiziert und die Marktpotenziale ermittelt werden.

Darüber hinaus ist das ISOE für die Qualität der transdisziplinären Arbeit im Verbund verantwortlich. Hierzu veranstaltet das ISOE unter anderem einen Stakeholderdialog, um regelmäßig die Ergebnisse aus der Forschung mit Akteuren aus der Praxis zu diskutieren. Zudem ist das ISOE für den Wissenstransfer des Forschungsverbundes zuständig.

Hintergrund

Klimawandel, Urbanisierung und Verschmutzung der herkömmlichen Wasserressourcen führen in den nächsten Jahrzehnten regional zu verschärften Konkurrenzen um die Nutzung der knapper werdenden Ressource Wasser. Für die Bewässerung in der Landwirtschaft kann behandeltes Abwasser zur Erhöhung des Wasserangebots dienen, sofern sowohl eine ökologische als auch eine ökonomische Tragfähigkeit der technischen Anlagen gewährleistet ist. Herausforderungen entstehen bei der Bereitstellung unterschiedlicher Wasserqualitäten je nach Produkt, der Qualitätssicherung und der Akzeptanz der Produkte durch die Verbraucher.

Projektpartner

  • Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig, Institut für Siedlungswasserwirtschaft (Verbundleiter)
  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB
  • Universität Hohenheim, Institut für tropische Agrarwissenschaften
  • Julius Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Epidemiologie und Pathogendiagnostik
  • Abwasserverband Braunschweig
  • WEB – Wolfsburger Entwässerungsbetriebe
  • ACS-Umwelttechnik GMBH & Co. KG
  • aquadrat ingenieure
  • aquatectura
  • aquatune – Dr. Gebhardt & Co. GmbH
  • BIOTEC Naturverpackungen GmbH und Co. KG
  • Xylem Services GmbH

Assoziierte Partner

  • Stadtplanungs- und Umweltamt der Stadt Griesheim
  • Dreiländerpark Euregio Maas-Rhein
  • Universidade de Évora, Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais Mediterrânicas, Portugal

Förderung

Das Forschungsprojekt „HypoWave – Einsatz hydroponischer Systeme zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Fördermaßnahme „WavE – Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung“ gefördert.

Publikationen

Bliedung, Alexa/Thomas Dockhorn/Björn Ebert/Jörn Germer/Marius Mohr/Engelbert Schramm/Martina Winker (2019): HypoWave - Ressourceneffiziente Nutzung von gereinigtem Abwasser in hydroponischen Systemen. Zentralblatt für Geologie und Paläontologie Teil 1, 95-104

Ebert, Björn/Engelbert Schramm/Martina Winker (2019): Reusing Wastewater in Agriculture. A Challenge of socio-technical Innovations.Leverage Points 2019.Conference handbook and programme. Leverage Points 2019 - International conference on sustainability research and transformationLüneburg, Germany, 6-8 February, 34

Mohr, Marius/Miriam Koch/Engelbert Schramm/Björn Ebert/Jörn Germer/Grit Bürgow (2019): Nutzung des Ablaufs einer Teichkläranlage zum Anbau von Gemüse im hydroponischen System im Landkreis Gifhorn. Zentralblatt für Geologie und Paläontologie Teil 1, 131-138

Schramm, Engelbert/Uwe Beythien/Thomas Dockhorn/Björn Ebert/Michaela Fischer/Marius Mohr/Arne Wieland/Martina Winker/Martin Zimmermann (2019): Wasserwiederverwendung zur landwirtschaftlichen Nutzung in hydroponischen Systemen: Anforderungen an die Qualitätssicherung. Zentralblatt für Geologie und Paläontologie Teil 1, 73-82

Schramm, Engelbert/Thomas Dockhorn/Björn Ebert/Martina Winker (2018): Wasserwiederverwendung im Gemeinschaftsrecht/Water reuse in European Communities law. Kritische Hinweise zur geplanten EU-Verordnung/Critical comments on the planned EU regulation. ISOE-Diskussionspapiere, 43. Frankfurt am Main: ISOE - Institut für sozial-ökologische Forschung

Mohr, Marius/Björn Ebert/Engelbert Schramm/Jörn Germer/Grit Bürgow (2018): Nutzung des Ablaufs eines Klärteichs zur Gemüseproduktion im Landkreis Grifhorn. Stuttgart: Fraunhofer IGB

Fischer, Michaela/Marc Beckett/Grit Bürgow/Björn Ebert (2018): Modulares Wasser- und Nährstoffrecycling zur Schnittblumenproduktion in der Gemeinde Raeren, Belgien. Stuttgart: Fraunhofer IGB

Drewes, Jörg E./Dennis Becker/Christina Jungfer/Kerstin Krömer/Marius Mohr/Andreas Nahrstedt/Engelbert Schramm/Martina Winker/Martin Zimmermann (2018): Mindestanforderungen an eine Wasserwiederverwendung: Hinweise aus Sicht der WavE-Forschungsprojekte des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). gwf-Wasser/Abwasser 159 (12), 50-59

Laufzeit

09/2016 – 08/2019