Das Forschungsprojekt RUN richtet den Blick auf innovative Verwertungsverfahren für Bioabfälle und häusliche Abwässer, um regionale Nähr- und Wertstoffkreisläufe zu schließen. Damit leistet RUN einen wichtigen Beitrag zu Agrarsystemen der Zukunft.
Kreisläufe statt linearer Produktionsketten
Neben der landwirtschaftliche Produktions- und Wirtschaftsweisen werden im Projekt auch die traditionelle Konsummuster der städtischen Bevölkerung berücksichtigt. Während früher mehrheitlich eine lineare Produktionskette existierte, soll zukünftig in Kreisläufen gedacht werden. Dazu gehört auch der Ansatz, Reststoffe als wertvolle Ressourcenlieferanten zu sehen.
Das Hauptziel von RUN ist, praxistaugliche, auf ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Nachhaltigkeit geprüfte Technologien zu entwickeln, um Nährstoffkreisläufe zwischen städtischen und ländlichen Regionen sinnvoll zu schließen.
Design-Dünger mit Pflanzenkohle
Bioabfälle und Teile des Abwassers aus städtischen Siedlungen sollen aufbereitet und in sichere Design-Düngemittel, recycelte Plastikfolien oder Pflanzenkohle für die Landwirtschaft umgewandelt werden. Hierfür müssen technische, städtebauliche und logistische Strukturen entwickelt werden, bei denen Trennung, Aufbereitung, Umwandlung und Rückführung der Nährstoffe in den Kreislauf auf verschiedenen Ebenen Hand in Hand gehen.
Außerdem untersuchen die Wissenschaftler:innen die Nährstoffverfügbarkeiten sowie die Sicherheit (Begleit- und Schadstoffe) der erzeugten Dünger für Pflanzen und beurteilen die effiziente Verwertbarkeit in der Landwirtschaft. Mit Hilfe von Ökobilanzen schätzen die RUN-Partner*innen Umweltauswirkungen und mögliche Probleme der neuen Technologien ab.
Die Design-Dünger müssen in der Landwirtschaft bedenkenlos eingesetzt werden können und außerdem sicher und zuverlässig als Dünger wirken. Sie werden deshalb zuerst intensiv in Labor- und Halbtechnikversuchen getestet. Zusätzlich werden Nährstoffbilanzen berechnet, die Effizienz der Design-Dünger bestimmt, sowie die Nährstoffverfügbarkeiten und die Sicherheit (Begleit- und Schadstoffe) untersucht.
So sollen die Nährstoffkreisläufe zwischen Stadt und Land aussehen:
© University of Hohenheim Research Center "Global Food Security and Ecosystems"
- Rein häusliches Abwasser, d.h. nicht industriell oder gewerblich belastet, wird getrennt bereits am Entstehungsort erfasst (Schwarzwasser – Grauwasser). Das Schwarzwasser wird gemeinsam mit dem Biomüll über eine Unterdruckleitung aus einem Wohnquartier abgeführt und der Pilotanlage zugeführt. So wird das Rohmaterial für die Aufarbeitung bereitgestellt.
- In der Pilotanlage - einer extra für diese Zwecke entwickelte Behandlungsanlage - werden Küchenabfälle und Schwarzwasser aufbereitet und unter strengen Kriterien weiterverarbeitet. Am Ende des Recyclingprozesses sind die Nährstoffe Stickstoff (N), Phosphor (P) und Kalium (K) in ihrer reinen Form aus den Abfallstoffen herausgefiltert und zu anderen Recycligprodukten weiterverarbeitet worden.
- Als Endprodukte werden hochwertige Design-Dünger, Pflanzenkohle und Bioplastik, z. B. für die Verwendung als Silagefolie, hergestellt werden. In landwirtschaftlichen Betrieben in der Nähe der Pilotanlage können diese Produkte wieder für die Erzeugung von Nahrungsmitteln oder Futtermitteln eingesetzt werden.
- Gemüse, Getreide und viele andere Nahrungsmittel aus dieser Bioabfallentsorgung werden auf regionalen Wochenmärkten angeboten. Über die lokale Abwasser- und Biomüllentsorgung gelangen die Nährstoffe über das Recycling von Reststoffen wieder zurück in den Nährstoffkreislauf.
An der Entwicklung und Untersuchung der neuen Technologien sind Siedlungswasser- und Abfallwirtschaftsexpert*innen der Universität Stuttgart (ISWA) beteiligt, Abwasserexpert*innen der TU Kaiserslautern (TUK), Wissenschaftler*innen für Kulturpflanzenwissenschaften der Universität Hohenheim (IPE), Wissenschaftler*innen des Thünen-Instituts für Agrartechnologie (TI-AT), sowie die Ingenieurbüros Björnsen Beratende Ingenieure GmbH und iat-Ingenieurberatung für Abwassertechnik GmbH.
Das Verbundprojekt „RUN“ hat 2019 seine Arbeit aufgenommen und ist zunächst auf 3 Jahre ausgelegt. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt das mit gut 4,2 Millionen Euro.
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