REPLAWA

Reduktion des Eintrags von Plastik über das Abwasser in die aquatische Umwelt

REPLAWA

Das Projekt

Das REPLAWA-Projekt untersucht innerhalb der Thematik des Plastiks in der Umwelt die Fragestellungen und Aufgaben zum Schutz der Ressource Wasser in Zusammenhang mit der Abwasserableitung und Abwasserbehandlung. Die Eintragspfade ins Gewässer durch Kläranlagen, Niederschlagswassereinläufe und Mischwasserentlastungen sowie die Senken bei der Abwasserbehandlung und im Klärschlamm werden ermittelt und quantitativ beurteilt. Verschiedene Verfahren zur Reduktion und Elimination des Eintrags von Plastik bei der Abwasserbehandlung werden praktisch erprobt und bewertet. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen und Auswertungen internationaler Regulierungsansätze werden Strategien zur Reduzierung von Plastikeinträgen und zur Sensibilisierung von Entscheidungsträgern und Anlagenbetreibern sowie zu Verminderung des Eintrags über das Abwasser abgeleitet.

Aufgrund der spezifischen Gegebenheiten liegt der Fokus bei dem in diesem Vorhaben thematisierten Plastik im Abwasser vor allem auf den Mikroplastik- Fraktionen, für die die größten Herausforderungen in Bezug auf die genannten Ziele bestehen.

Die zu erarbeitenden Ergebnisse ermöglichen einen unmittelbaren ökologischen und auch ökonomischen Nutzen durch die Gewinnung und Verbreitung von technischem Knowhow für die Auswahl und Integration geeigneter Technik zum Rückhalt von Plastik bei der Abwasserbehandlung. Zudem profitieren die zuständigen politischen und behördlichen Entscheidungsträger von den im Projekt erarbeiteten Bestandsaufnahmen und Hinweisen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft.

Arbeitsschwerpunkte

A

Weiterentwicklung und Überprüfung geeigneter Probenahme-, Probeaufbereitungs- und Analysenmethodik für Plastikpartikel in Abwasser und Klärschlamm

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Bestandsaufnahme und Einordung der Einträge ins Gewässer über Mischwasserentlastungen, Niederschlagswasser, Kläranlagenabläufe und diffuse Quellen

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Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf großtechnischen Kläranlagen

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Bewertung und Weiterentwicklung verschiedener technischer Lösungen zur Abscheidung von Plastik bei der Abwasserbehandlung mittels Vergleichsversuchen

A

Sozialwissenschaftliche Analyse und Einordnung der abwasserbezogenen Regulierungsvorschläge und -maßnahmen weltweit

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Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft und der damit verbundenen Regulierung des Plastikeintrages

Arbeitspakete

Probenahme- und Analysemethodik

Definition und Anwendung der Probenahme- und Analysenmethodik.

  • Zusammenstellung von Anforderungen an die Probennahme, Probenaufbereitung und Analytik für Mikroplastik
  • Auswahl der geeigneten Analysentechnik für das Verbundvorhaben
  • Aufbau der technischen und personellen Kapazitäten am Standort Berlin
  • Definition der Probennahme- und -vorbereitungsmethodik für Abwässer und Klärschlamm
  • Weiterentwicklung und Validierung der Probennahme und Analytik
  • Erarbeitung der methodischen Vorgehensweise zur Mikroplastikdotierung für Abscheideuntersuchungen

Bestandsaufnahme der Einträge in Gewässer

Bestandsaufnahme und Bewertung der Eintragswege von Mikroplastik ins Gewässer, in die Landwirtschaft und ins Grundwasser.

  • Datenerhebung, Überprüfung und Auswahl geeigneter Flussgebietsabschnitte, Grundwasserkörper und landwirtschaftlicher Flächen
  • Festlegung eines detaillierten Mess- und Probennahmeprogramms
  • Darstellung und Verifizierung der Einleitungen und Randbedingungen
  • Beprobung und Analysen
  • ergänzende Erhebungen und Datenauswertung hinsichtlich des Eintrags ins Abwasser
  • Auswertung der Messdaten, quantitative Beurteilung der Eintragspfade, Bewertung

Bestandsaufnahme und Bilanzierung auf großtechnischen Kläranlagen

Untersuchung, Bewertung und Optimierungsansätze zum Mikroplastikrückhalt von großtechnischen Kläranlagen.

  • Zusammenstellung von Anforderungen an die Kläranlagen mit konventionellem Belebungsverfahren und Verfahren mit weitergehendem Feststoffrückhalt
  • Auswahl und Abstimmung mit den großtechnischen Anlagen
  • Detaillierte Aufnahme von Anlagenkenndaten und Randbedingungen
  • Beprobung und Analysen
  • Auswertung der Messdaten, Bilanzierung der Stoffströme, Bewertung
  • Ableitung weiterer Anforderungen: technische und betriebliche Optimierungsansätze für die großtechnischen Anlagen und für die halbtechnischen Untersuchungen ( Arbeitspaket 4) im Hinblick auf die Rückhaltung von Mikroplastik

Halbtechnische Untersuchungen zur Weiterentwicklung technischer Lösungen zum Abscheidung von Plastik

Bewertung und Optimierung der Rückhalteleistung von Mikroplastik auf Kläranlagen durch Untersuchungen im halbtechnischen Maßstab zur (nachgeschalteten) Filtration von Abwasser und zur Klärschlammfaulung mit dotiertem Mikroplastik.

  • Auswahl der Anlagentechnik für Abscheideverfahren mittels Membran, Tuchfilter und Sandfilter
  • Aufstellung des Versuchs- und Messprogramms
  • Aufbau halbtechnischer Versuchsanlagen für Vergleichsuntersuchungen am Standort Braunschweig
  • Durchführung des Versuchsbetriebs, Beprobung und Analysen
  • Technische und betriebliche Optimierung der Anlagen im Hinblick auf die Rückhaltung von Mikroplastik
  • Finale Auswertung und Bewertung von Messdaten und Anlagenbetrieb

Sozialwissenschaftliche Analyse von Regulierungsvorhaben und -maßnahmen weltweit

Zusammenstellung von internationalen Regulierungskonzepten zu Mikroplastik im Abwasser, mit Analyse von Akteursinteressen, Bewertung von politischen Maßnahmen im Hinblick auf Problemlösung sowie die Zusammenstellung von politischen Handlungsoptionen für den Bereich der Siedlungswasserwirtschaft.

  • Interviews mit nationalen, europäischen und globalen Akteuren
  • inhaltliche Vernetzung mit den anderen Schwerpunkten des Forschungsschwerpunkts
  • Analyse von Akteursinteressen (staatlich, privat) und deren Auswirkungen auf Regulierung (deskriptiv und kausal)
  • Kausale Analyse der Regulierungsergebnisse (qualitativ, wenn möglich auch statistisch – abhängig von Datenqualität)
  • Bewertung der politischen Maßnahmen im Hinblick auf Problemlösung

Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft

Erarbeitung von Handlungsempfehlungen zur Strategieentwicklung bezüglich der Bewertung und zur Reduzierung des Eintrags von Mikroplastik über das Abwasser in die natürliche Umwelt einschließlich der Einordung von regulatorischen Ansätzen.

  • Handlungsempfehlungen zu den Gewässereinleitungen, der Niederschlagswasserbehandlung und landwirtschaftlichen Verwertung
  • Beschreibung technischer Möglichkeiten zur Elimination und Reduktion auf Kläranlagen, Kläranlagenertüchtigung
  • Upscaling der Ergebnisse für unterschiedliche Kläranlagengrößenklassen
  • Aufzeigen, wie regulatorische Ansätze und Veränderungen initiiert bzw. beeinflusst werden können
  • Erarbeitung von weiteren Handlungsempfehlungen und Hinweisen zur übergeordneten Strategieentwicklung inkl. der Ergebnisse der sozialwissenschaftlichen Analysen

Koordination des Verbundprojekts

Fachliche und organisatorische Koordination des Verbundprojekts bei der Ergebnisfindung und Unterstützung bei der Ergebnisverbreitung.

  • Fachliche Koordination von Querschnittsthemen
  • Abstimmung mit dem übergeordnetem wissenschaftlichem Begleitvorhaben
  • Organisation von verbundübergreifenden Projektreffen und Workshops
  • Erstellung und Durchführung eines Kommunikationskonzepts
  • Unterstützung bei der Verbreitung der Ergebnisse
  • Verfolgung der Zeit- und Arbeitsplanung