|Erzeugung von Flüssigdünger aus Schwarzwasser – Ergebnisse und Interpretation der Analytik

Die technische Herausforderung bei der Entwicklung der Schwarzwasseraufbereitungsanlage (SWAA) bestand in der Entfernung von organischem Kohlenstoff und gleichzeitigen Anreicherung von Nährstoffen. In der Betriebsphase wurden die Nährstoffe Stickstoff und Phosphor kontinuierlich im Schnelltest gemessen, Kalium aufgrund des hohen Messaufwands nur sporadisch (siehe nebenstehende Abbildung Konzentration von COD, Stickstoff und Phosphor).

Da zur Stabilisierung des pH-Werts Kalilauge zudosiert wird, ist eine ausreichende Versorgung mit Kalium gesichert. Goldwasser enthält fast die gleiche Menge Phosphor im Vergleich zu konventionellem Dünger und die 1,7-fache Menge an Stickstoff. Die positiven Ernteergebnisse belegen, dass das Nährstoffverhältnis trotz der Abweichung von üblichen Düngerzusammensetzungen das Pflanzenwachstum positiv beeinflusst und eine nachträgliche Anpassung nicht erforderlich ist.

Zudem gelang es, den CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf, engl.: COD) um mindestens den Faktor 10 auf im Mittel 205 mg/L in der Anlage zur reduzieren, so dass ansonsten ungewünschte Abbaureaktionen mit möglicherweise toxischen Nebenprodukten in der Hydroponik unterbunden wurden.

|Gesamte Analytik für Schwarzwasser und Flüssigdünger

Als Qualitätskontrolle wurden in regelmäßigen Abständen Proben des behandelten Schwarzwassers (Flüssigdünger, „Goldwasser“) von der Schwarzwasseraufbereitungsanlage entnommen und auf Schwermetalle und Spurenstoffe untersucht. Die nebenstehende Tabelle zeigt die Ergebnisse für Schwermetalle (siehe Tabelle Schwermetalle im Flüssigdünger im Vergleich Kläranlagenabläufe). Die Werte liegen für Blei und Cadmium über, für Kupfer deutlich unter der Vorgabe für die Hydroponik. Allerdings lässt die geringe Nachweisgrenze bei den Analysen keine eindeutige Aussage zu. In der mit Goldwasser betriebenen Hydroponik werden alle Grenzwerte eingehalten.

Zudem wurden vom Umweltforschungszentrum Leipzig (UFZ) umfangreiche Untersuchungen von Spurenstoffen verschiedener Chargen Goldwasser und den jeweils damit bewässerten Pflanzen sowie dem entsprechendem Umlaufwasser in der Hydroponik durchgeführt. Die nebenstehende Tabelle zeigt die Ergebnisse der Spurenstoffmessungen im Goldwasser (siehe Tabelle Spurenstoffe im Goldwasser).

Wie zu erwarten werden die höchsten Konzentrationen an Spurenstoffen für haushaltsübliche Süßstoffe (Acesulfam und Sucralose) sowie weit verbreitete Medikamente (Metformin, Metoprolol, Carbamazepin, Acyclovir und einem Metaboliten von Metamizol) erreicht. Aufgrund der relativ geringen Anzahl von Einwohnern, deren Schwarzwasser genutzt wird, schlagen sich veränderte Gewohnheiten, z. B. höhere Medikamentendosen, sofort in den Spurenstoffkonzentration nieder mit entsprechend relativ starken Schwankungen im Verlauf der Versuche. Mittelfristig wird beabsichtigt, das Abwasser sämtlicher Bewohner zu nutzen, so dass sich die Schwankungen ausgleichen werden. Ein Vergleich zu den Konzentrationen an Spurenstoffen in den Produkten zeigt, dass Goldwasser unbedenklich als Flüssigdünger eingesetzt werden kann, da nur eine ganz geringe Anreicherung in den Pflanzen nachgewiesen wird.

|Ausblick

Mittelfristiges Ziel ist es, den gesamten Schwarzwasserstrom aus Block 6 zu behandeln und so von der Pilotphase in die Praxisphase zu gelangen. Zusammen mit der Grauwassernutzung offeriert eine Schwarzwasseraufbereitung einen nahezu vollständigen Wasser-Kreislaufschluss mit einem Mehrwert durch den Gewinn von Lebensmitteln aus dem hydroponischen Anbau. Die Vision wäre eine flächendeckende Umsetzung des ROOF WATER-FARM-Konzepts ausgehend vom Stadtgebiet Berlin für ganz Deutschland.