Das Projekt "Teilprojekt 2: Nutzung von Haushaltsabwässern zur Versorgung einer Bioreaktorfassade mit Wasser und Nährstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Prozess- und Verfahrenstechnik, Fachgebiet Verfahrenstechnik durchgeführt. Thema/ Zielsetzung: Das generelle Konzept des Vorhabens HAWANA besteht in der effizienten Nutzung von Haushaltsabwasser durch einen neuen innovativen Ansatz, der die Ressource Wasser schont bei gleich-zeitiger Energiegewinnung. Konkret sollen häusliche Abwässer (Grau- bzw. Schwarzwasser) durch den Einsatz eines Membranbioreaktors (MBR) so aufbereitet werden, dass Biogas erzeugt und die gereinigte flüssige Phase in einer Bioreaktorfassade für die Produktion von Algenbiomasse genutzt werden kann. Das beantragte Projekt umfasst die Entwicklung der Anwendungstechnik bis zur Demonstration der Machbarkeit anhand eines Prototyps. Dafür sind zunächst Laborversuche geplant, in denen die Abwasseraufbereitung mittels MBR in Bezug auf eine Verwertung der im Ab-wasser enthaltenen Nährstoffe durch die Algen untersucht und dahingehend optimiert werden soll, diese möglichst verlustfrei zu nutzen. Gleichzeitig werden die Möglichkeiten zur Verhinderung von toxischen Effekten auf die Algen und der Kontamination der Biomasse untersucht, um so eine Prozessführung zu entwickeln, mit der optimale Wachstumsraten und Zusammensetzungen der Biomasse erzielt werden. Anhand der so gewonnenen Ergebnisse soll dann die an einem Wohn-haus vorhandene Bioreaktorfassadentechnik um eine MBR Anlage erweitert werden, um daran die Machbarkeit einer Wiederverwertung des Abwassers aus dem Haus demonstrieren und die Leistungsfähigkeit testen zu können. Anhand der so gewonnenen Daten wird eine Stoffstrommodellierung und Wirtschaftlichkeitsanalyse für eine Kopplung von Bioreaktorfassade und Abwasserwiederverwertung erstellt. 2. Stand der Wissenschaft und Technik, Neuheit des Lösungsansatzes, Patentlage: Im Rahmen der Internationalen Bauausstellung 2013 in Hamburg wurde von der Firma SSC GmbH eine 200 qm Bioreaktorfassade an einem Wohngebäude (dem sogenannten BIQ - Das Algenhaus (Foto Frontseite) realisiert, mit der eingestrahltes Tageslicht in Algen-Biomasse und Wärme kon-vertiert wird. Grundlagen der Bioreaktorfassade sind eine Anlagen- und Verfahrenstechnik sowie spezielle, thermisch isolierte Photobioreaktoren aus Glas, die in den Jahren 2008 bis 2012 von der SSC GmbH in Kooperation mit verschiedenen Unternehmen und norddeutschen Forschungseinrichtungen entwickelt wurden. Die dabei entstandenen Innovationen sind als Patente und in wissenschaftlichen Publikationen veröffentlicht. Mit dem BIQ konnte weltweit zum ersten Mal die Machbarkeit der großtechnischen Produktion von Mikroalgen-Biomasse im urbanen Bereich erfolgreich nachgewiesen werden. Im Rahmen eines Monitorings wird seit März 2013 an der Demoanlage seine gesellschaftliche Akzeptanz sowie die Leistungsfähigkeit der Technologie untersucht. Die Leistungsfähigkeit der Bioreaktorfassade errechnet sich aus der Effizienz der Konversion von Licht in Biomasse und Wärme, die in Summe 48 % beträgt, wovon 10 % auf die Biomasse und 45 % auf die Wärme entfallen. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilprojekt 1: Nutzung von Haushaltsabwässern zur Versorgung einer Bioreaktorfassade mit Wasser und Nährstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SSC Strategic Science Consult GmbH durchgeführt. Das generelle Konzept des Vorhabens HAWANA besteht in der effizienten Nutzung von Haushaltsabwasser durch einen neuen innovativen Ansatz, der die Ressource Wasser schont bei gleichzeitiger Energiegewinnung. Konkret sollen häusliche Abwässer (Grau- bzw. Schwarzwasser) durch den Einsatz eines Membranbioreaktors (MBR) so aufbereitet werden, dass Biogas erzeugt und die gereinigte flüssige Phase in einer Bioreaktorfassade für die Produktion von Algenbiomasse genutzt werden kann. Das beantragte Projekt umfasst die Entwicklung der Anwendungstechnik bis zur Demonstration der Machbarkeit anhand eines Prototyps. Zur Erreichung der Vorhabenziele sind zunächst Laborversuche geplant, in denen die Abwasseraufbereitung mittels MBR in Bezug auf eine Verwertung der im Abwasser enthaltenen Nährstoffe durch die Algen untersucht und dahingehend optimiert werden soll, diese möglichst verlustfrei zu nutzen. Gleichzeitig werden die Möglichkeiten zur Verhinderung von toxischen Effekten auf die Algen und der Kontamination der Biomasse untersucht, um so eine Prozessführung zu entwickeln, mit der optimale Wachstumsraten und Zusammensetzungen der Biomasse erzielt werden. Anhand der so gewonnenen Ergebnisse soll dann die an einem Wohnhaus vorhandene Bioreaktorfassadentechnik um eine MBR Anlage erweitert werden, um daran die Machbarkeit einer Wiederverwertung des Abwassers aus dem Haus demonstrieren und die Leistungsfähigkeit testen zu können. Anhand der so gewonnenen Daten wird eine Stoffstrommodellierung und Wirtschaftlichkeitsanalyse für eine Kopplung von Bioreaktorfassade und Abwasserwiederverwertung erstellt.