Modernisierungsreport 2019/2020
Von Antibiotika-Resistenzen bis Schwammstadt

26.11.2019 Seit kurzem liegt die einmal jährlich erscheinende Sonderausgabe Modernisierungsreport 2019/20 der Redaktion wwt wasserwirtschaft wassertechnik vor. In dieser umfänglichen Publikation stellen Autoren aus Wissenschaft und Praxis ihre Sicht auf die komplexen Herausforderungen der Branche dar.

© Foto: wwt / dfv
Ergänzt durch doppelseitige Projektberichte aus der Industrie werden für Praktiker nachvollziehbare Anwendungsfälle und spezifische Lösungen erläutert.

Leitthema „Wasserwirtschaft im Wandel“

Die Herausforderungen für die Wasserwirtschaft sind vielfältiger und komplexer Natur. Für viele von ihnen müssen in den kommenden Jahren fast gleichzeitig Antworten gefunden werden. Die Sonderausgabe nimmt davon einige Aspekte wie den Klimawandel und die Rolle von Wasserinfrastrukturen im urbanen Raum, die Digitalisierung der Wasserwirtschaft, die Neuregelung der Klärschlammverwertung sowie die Problematik Antibiotika-resistenter Bakterien und von Mikroplastik auf Kläranlagen unter die Lupe.

Urbaner Wandel und Strukturwandel

Für die Gestaltung klimaresilienter Städte und für ein zukunftsfähiges Leben im urbanen Raum spielen Wasserinfrastrukturen eine zentrale Rolle. Anhand von Fallbeispielen wird dargestellt, wie die Entwicklung urbaner Anpassungsstrategien gelingen kann. In Berlin wurden Konzepte der Regenwasserbewirtschaftung in einem Berliner Stadtumbaugebiet partizipativ entwickelt. Hierbei zeigte sich, dass akzeptanzbasierte Lösungen aus wasserwirtschaftlicher Sicht sinnvoll sind und zusätzlich vielfältige ökologische und soziale Ziele für die Quartiersentwicklung ansprechen. Einen Schritt weiter ist man in Hamburg mit dem neu entwickelten und kürzlich umgesetzten Konzept Hamburg Water Cycle in der Jenfelder Au. Hier gelingt es in einem neu errichteten Wohngebiet, durch die Trennung und individuelle Behandlung von Regen-, Grau- und Schwarzwasser eine bessere Nutzung der Ressourcen Wasser, Nährstoffe und Energie zu erreichen.

Mit dem Strukturwandel in der Lausitz und den damit verbundenen Auswirkungen auf den Wasserhaushalt setzt sich ein weiterer Beitrag auseinander. Dreißig Jahre nach Stilllegung der meisten Lausitzer Braunkohletagebaue konnten bislang nur unter erheblichem Aufwand die damit verknüpften Auswirkungen auf die vom Bergbau betroffenen Gewässersysteme in einem für die Gesellschaft noch tolerierbaren Maß gehalten werden. Die Trockenjahre 2018/19 zeigten, dass gegenwärtig in dem jahrzehntelang bergbaulich genutzten Gewässereinzugsgebiet ein Kollabieren der Spree nur durch ein länderübergreifendes Gewässermanagement und den Dargebotsbeitrag des aktiven Braun-kohlenbergbaues verhindert werden konnte. Bei beschleunigter Einstellung des „Bergbau-Wasserlieferanten“ wird dies künftig nicht mehr gelingen. Deshalb werden dringend neue langfristige, länderübergreifende, einzugsgebietsbezogene wasserwirtschaftliche Analysen und Planungen benötigt.

Digitalisierung der Wasserwirtschaft

Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Entwicklung zu einer Wasserwirtschaft 4.0. Welches Potenzial in der Digitalisierung steckt und wie vielfältig Lösungen sein können, wird anhand von vorgestellten Projekten und aus geschilderten Anwendererfahrungen ersichtlich. Beispielsweise gibt ein bereits entwickeltes „Reifegradmodell Wasserversorgung 4.0“ sowie eine darauf aufbauende Webapplikation als Reifegradcheck eine strukturierte Antwort auf die Frage, welchen Entwicklungsstand Wasserversorger haben und machen Digitalisierung letztlich messbar. In einem weiteren Projekt wird derzeit eine webbasierte Plattform zur Betriebsoptimierung von Wassersystemen entwickelt. Das Ziel ist dabei GIS-System, Simulationssoftware, Datenanalyse-Tools und hohe IT-Sicherheitsstandards zu vereinen. Versorger sollen so künftig neue Datenanalyse- und Optimierungswerkzeuge, Dienstleistungs- und Schulungskonzepte nutzen können. Im Rahmen des Vorhabens KOMMUNAL 4.0 wurden in den vergangenen Jahren in knapp 20 Pilotprojekten unterschiedliche Ideen zur Digitalisierung wasserwirtschaftlicher Aufgaben entwickelt, installiert und über mehrere Monate getestet. Es befindet sich derzeit auf der Zielgeraden.

Eine Kanalzustandsbewertung unter Nutzung neuartiger Assistenzsysteme wird im Ergebnis des Forschungsprojektes Auzuka mehr und mehr möglich. Diese muss bislang von Fachkräften manuell erfolgen. Die Einbindung von Künstlicher Intelligenz verspricht dagegen einen deutlichen Qualitätssprung. Die Rolle von BIM in der Wasserwirtschaft sowie vorliegende Erfahrungen aus der Einführung und Anwendung von BIM schildern zwei Ingenieurbüros.

Klärschlamm, Spurenstoffe und Mikroplastik

Mit der Klärschlammverordnung haben sich die Rahmenbedingungen für die Klärschlammverwertung deutlich verändert. Der Beitrag setzt sich mit der derzeitigen Situation in der Klärschlammentsorgung und Phosphorrückgewinnung, aktuellen Aktivitäten, umzusetzenden Regelungen und offenen Fragen kritisch auseinander und möchte aufzeigen, wie die Neugestaltung von Verwertungswegen perspektivisch gelingen kann.

Der Problematik der Antibiotika-resistenten Bakterien wird in einem weiteren Beitrag nachgespürt. Im Rahmen einer Studie untersuchten Wissenschaftler die täglich emittierten Frachten an Antibiotikaresistenzen aus 25 kommunalen Kläranlagen im Hinblick auf Einzugsgebiete wie Kliniken, häusliche Bereiche und lebensmittelverarbeitende Betriebe. Es konnten Korrelationen zwischen Einzugsbereichen und besonders kritischen Antibiotikaresistenzen in Verbindung mit fakultativ-pathogenen Bakterien sichtbar gemacht werden. Weiterführende Untersuchungen von erweiterten Abwasserbehandlungen zeigten, welche Verfahren die vielversprechendsten Ansätze aufweisen.

Der Rückhalt von Mikroplastik in Kläranlagen bildet den thematischen Abschluss der Sonderausgabe. Derzeit werden in diesem Zusammenhang zahlreiche Untersuchungen durchgeführt. Eine Übersicht zeigt die Herausforderungen, vorliegende Erkenntnisse und offene Fragen.

Mehr zum Modernisierungsreport

Der Modernisierungsreport 2019 / 2020 kostet 24,00 EUR (zzgl. Porto und Versand) und ist erhältlich bei:
Frau Gülseren Sacik (Verlagsservice)
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