Für eine bessere Zukunft

Forschung & Entwicklung

Fortschritt durch Forschung & Entwicklung

Aktuell laufende Förderprojekte

Projekt BSBOnLine

Projektzeitraum:
01.11.2024 – 31.10.2026

Projektpartner:
TU Dresden (Institut für Wasserchemie)

Projektthema:
„BSBOnLine – Entwicklung eines neuartigen, autarken BSBBiosensors zur On-line-Überwachung der Konzentration an biologisch abbaubaren C-Verbindungen innerhalb der dezentralen Abwasserreinigung“

Teilthema:
„Erprobung eines neuartigen BSB-Biosensors auf Basis der mikrobiellen Brennstoffzellentechnologie zur optimierten Überwachung von dezentralen Kläranlagen“

Kurzfassung:
Der Biologische Sauerstoffbedarf (BSB₅) stellt ein Maß für die Summe aller biologisch abbaubaren Kohlenstoffverbindungen dar und spiegelt somit die organische Belastung des Abwassers wider. Der BSB₅-Grenzwert für Kleinkläranlagen der Ablaufklasse C beläuft sich auf einen BSB₅-Grenzwert (Biochemische Sauerstoffbedarf in 5 d) von < 40 mg/L. Die Beprobungsfrequenz dieses Anlagengtyps beschränkt sich auf lediglich 1…3 Stichproben pro Jahr. Daher besteht permanent die Gefahr, dass auf Funktionsstörungen der Kläranlage nicht zeitnah reagiert werden kann. Durch die On-line-Bestimmung der biologisch abbaubaren C-Verbindungen könnte diesem Problem begegnet werden. Jedoch ist die klassische Methode zur BSB-Bestimmung für die Verwendung im On-line-Monitoring ungeeignet, da es sich um eine sehr zeit- und arbeitsintensive Labormethode (qualifiziertes Fachpersonal) handelt. Vor diesem Hintergrund soll im Rahmen des Kooperationsprojektes BSBOnLine zwischen dem Institut für Wasserchemie (IWC) der TU Dresden und der Firma Bergmann Beton + Abwassertechnik GmbH (BBAT) ein neuartiger, autarker Biosensor auf Basis der mikrobiellen Brennstoffzellentechnologie (MBZ-Technologie) zur On-line-Bestimmung der Konzentration der biologisch abbaubaren, organischen Verbindungen entwickelt und erprobt werden.

Kofinanziert aus Steuermitteln des Freistaat Sachsen

Projekt DidAK

Projektzeitraum:
01.01.2026 – 31.12.2027

Projektpartner:
GMBU e.V.

Projektthema:
„Digitalisierung in der dezentralen Abwasserbehandlung – Etablierung von smarten Kleinkläranlagen mit bedarfsgerechter Wartung auf Grundlage der Entwicklung und Erprobung eines kostengünstigen, wartungsarmen Schlammspiegelsensors“

Teilthema:
„Entwicklung und Erprobung der technischen/digitalen Grundlagen zur Einführung der smarten Kleinkläranlage mit bedarfsgerechter Wartung“

Kurzfassung:
Die Überwachung der Funktionalität von Kleinkläranlagen (KKA) ist momentan nur eingeschränkt möglich, so dass Fehlfunktionen teilweise nicht erkannt werden. Die definierten Wartungsintervalle für KKA liegen bei 2…3 Einsätzen pro Jahr. Dabei wird auch die Messung des Schlammspiegels vorgenommen. Ohne eine kontinuierliche Überwachung lässt sich dieser nur unzureichend vorhersagen. Die smarte KKA würde gegenüber der konventionellen KKA eine Weiterentwicklung darstellen, da diese eine bedarfsgerechte Wartung und Entsorgung ermöglicht. Dadurch ließe sich der Personal- und Ressourceneinsatz enorm verringern. Dafür sollte die smarte KKA über eine Fernüberwachung mit Fernwirktechnik und online-Sensorik verfügen, welche in Echtzeit Rückschlüsse auf den Anlagenzustand ermöglicht. Dieses Vorhaben wird als Kooperationsprojekt zwischen der Bergmann Beton + Abwassertechnik GmbH und der GMBU e.V. beantragt und bietet die Möglichkeit, das Konzept der smarten KKA umzusetzen. Dabei soll ein on-line Sensor zur Schlammspiegelmessung entwickelt und erprobt werden. Zudem wird das Datensystem so gestaltet, dass die Messwerte in Datenbanken mit Hilfe von KI-Systemen ausgewertet werden.

Projekt UnVeiLED

Projektzeitraum:
16.02.2026 – 29.02.2028

Projektpartner:
Fraunhofer IKTS, Innotas GmbH, Wätas GmbH

Projektthema:
„Entwicklung von RoHS-konformen UVC-LED-basierten Desinfektionssystemen zur Aufbereitung von Ab- und Prozesswässern“

Teilthema:
„Erprobung von RoHS-konformen UVC-LED-Desinfektionssystemen in dezentralen Abwasserbehand-lungsanlagen“

Kurzfassung:
Desinfektion stellt einen wichtigen Schritt in der Wasseraufbereitung dar, welcher erst die Nutzung als Trink-, Prozess- oder Bewässerungswasser ermöglicht. Die UV-Desinfektion ist als einziges physikali-sches Verfahren nach Trinkwasserverordnung (BGBl. 2023 I Nr. 159) zugelassen. Es kommt ohne die Verwendung von chemischen Verbrauchsmitteln aus. In der technischen Anwendung für Desinfektions-applikationen dominiert der Einsatz von UVC-Strahlern auf Basis von Quecksilberverbindungen. Da Quecksilberverbindungen in derartigen Leuchtmitteln nur noch bis ca. 2027 zulässig sind (EU-Richtlinie RoHS 2011/65/EU), müssen technische Alternativen entwickelt werden. Neuartige Strahlungs-konzepte auf Basis von UVC-LED könnten hierbei als Lösung dienen. Als vorteilhaft erweisen sich neben der Vermeidung des Einsatzes von Schadstoffen auch eine Verminderung der Baugröße und eine höhere Energieeffizienz auf Grund technischer Pulsbarkeit sowie eine höhere Verschleißfestigkeit. Zur Potentialentfaltung dieser Aspekte gibt es Herausforderungen. Darunter fallen die systemtechnische Anpassung der Strahlergeometrien (zylinderförmiges Design mit umlaufender Bestrahlung), des höchst anspruchsvollen thermischen Managements zur Entwärmung der LED-Halbleiter und eine höhere schaltungstechnische Komplexität zur Realisierung der energieeffizienten Pulsbarkeit der UV-LED. Vor diesem Hintergrund ist es das konkrete Ziel im Vorhaben UnVeiLED die Entwicklung eines zylindrischen UVC-LED-Desinfektionsstrahlers zur Substitution von Quecksilber-UV-Niederdruck-strahlern in bestehenden Systemlösungen. Hierfür sollen erstmalig zylinderförmige UVC-LED-Strahler-designs in vergleichbaren Längen zu kommerziellen Quecksilberstrahlern mit integriertem Kühlkonzept und angepasster Hochleistungs-Treiberstufe entwickelt und anwendungsorientiert für die Aufbereitung von biologisch vorgereinigtem Abwasser getestet werden.