Einem Bakterium ist es ziemlich egal, ob es sich in einem schwimmbadgroßen Becken herumtreibt oder in einer kleinen Versuchsanlage. Die biologischen und chemischen Prozesse, die in der Kläranlage einer Großstadt ablaufen, lassen sich auf recht kleinem Maßstab nachbilden, untersuchen und verbessern. Genau das geschieht nun an der TU Wien. Am Institut für Wassergüte, Ressourcenmanagement und Abfallwirtschaft wurde eine Modellkläranlage installiert. Sie bildet das Herzstück des im November eröffneten „Von der Emde-Technikums“ im Hauptgebäude am Karlsplatz.
Im Kleinen wie im Großen
Prof. Jörg Krampe und sein Team vom Forschungsbereich Wassergütewirtschaft arbeiten mit verschiedenen Kläranlagen zusammen – unter anderem mit der Hauptkläranlage Wien. „Diese Kooperationen werden natürlich auch in Zukunft wichtig sein, aber zusätzlich haben wir nun unsere eigene Anlage, direkt bei uns im Labor“, sagt Jörg Krampe.
Die Modellkläranlage bezieht Wasser direkt aus den Abwasserrohren der TU Wien, auf bis zu 300 Liter pro Tag ist die Anlage ausgelegt. Die Zusammensetzung ist allerdings nicht ganz typisch: „Was im Abwasser einer Universität natürlich fehlt, sind kohlenstoffhaltige Abwässer, die sonst etwa in der Küche ins Abwasser gelangen“, sagt Krampe. Daher wird das TU-Abwasser etwas verdünnt und dann mit zusätzlichem Kohlenstoff angereichert, um eine Zusammensetzung zu erzielen, die mit gewöhnlichem Abwasser aus Haushalten vergleichbar ist.
Aus drei Reaktoren besteht die Anlage: Einer dient der Nitrifikation. Dort wird aus verschiedenen Stickstoffverbindungen mit Hilfe von Mikroorganismen Nitrat produziert. Im Denitrifikations-Reaktor wird das Nitrat zu molekularem Stickstoff reduziert. Im dritten Reaktor werden die Bakterien dann sedimentiert und wieder in die vorgeschalteten Reaktoren zurückgeführt.
Forschung und Lehre
Das Mess- und Regelungssystem der Modellanlage entspricht genau dem einer großen Kläranlage. „Für die universitäre Lehre ist das großartig“, meint Jörg Krampe. „Die Studierenden können die Prozesse genauso steuern und beobachten als handle es sich um eine große Anlage – und wenn mal ein Fehler passiert, ist das trotzdem kein Problem.“ Auch für die Forschung bietet die neue Anlage spannende Möglichkeiten: So können etwa neu entwickelte Sensoren und neue Regelungskonzepte getestet werden, man kann untersuchen, wie die Anlage auf unterschiedliche Konzentrationen bestimmter Stoffe im Abwasser reagiert, man kann ermitteln, welche Prozessparameter optimale Ergebnisse liefern.
Etwa 1100 Kläranlagen gibt es in ganz Österreich – dadurch besteht natürlich auch ein großer Bedarf an Weiterbildungsmaßnahmen für das Personal. Auch das soll nun im Labor der TU Wien möglich sein.
Das Von der Emde Technikum
Die neue Modellkläranlage bildet das Herzstück des „Von der Emde-Technikums“ im TU-Hauptgebäude am Karlsplatz. Es ist nach Prof. Wilhelm von der Emde benannt, dem ersten Vorstand des 1964 gegründeten Instituts für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz. Bereits unter seiner Führung hat das Institut wesentliche Beiträge zur internationalen Entwicklung der biologischen Abwasserreinigung geleistet, diese Tradition setzt das Institut bis heute fort.