Forschung

Klimawandelbedingte Hitzewellen und Trockenperioden setzen städtische Grünräume und die Trinkwasserversorgung zunehmend unter Druck. Prognosen für Ostösterreich erwarten bis 2050 bis zu 10-wöchige Trockenphasen. Gleichzeitig steigt der Wasserbedarf für die Bewässerung urbaner Grüner Infrastrukturen (GI), die zentrale Ökosystemleistungen wie Kühlung und Gesundheitsvorsorge übernehmen. Eine alleinige Nutzung von Trinkwasser zur Grünraumbewässerung ist angesichts sinkender Grundwasserspiegel und steigender Nachfrage nicht nachhaltig. Das Projekt GRAUfürGRÜN-BLAU untersucht die Nutzung von gereinigtem Grauwasser aus Wohngebäuden zur Bewässerung öffentlicher Grünflächen und zur Grundwasserdotierung. An zwei Wiener Standorten (Kauergasse 2 und Pogrelzstraße 8) werden Menge, Qualität und Verwertungspotenziale des anfallenden Grauwassers messtechnisch erfasst. Ziel ist die Entwicklung technischer, rechtlicher und organisatorischer Lösungen zur Bereitstellung gereinigten Grauwassers an der Schnittstelle zwischen privaten Gebäuden und öffentlichen Grünräumen. Dabei werden auch ökologische Risiken wie Schadstoffeintrag und Mikroplastik analysiert sowie Filterlösungen zur Versickerung erprobt. Zusätzlich erfolgt eine wirtschaftliche Bewertung, eine Analyse der Akzeptanz bei Bevölkerung und Verwaltung sowie eine barrierefreie Aufbereitung der Projektergebnisse. Das Projekt trägt zu resilienten, klimaangepassten Städten bei und bietet Replikationspotenzial für Kommunen mit vergleichbarer Versorgungsstruktur. Ziel ist es, die Verfügbarkeit und Leistungsfähigkeit urbaner GI auch unter zukünftigen Klimabedingungen sicherzustellen – ohne auf wertvolles Trinkwasser zurückgreifen zu müssen.

Naturbasierte Lösungen (Nature-based Solutions, NBS) für die Abwasserbehandlung sind wichtige Technologien bei der Klimawandelanpassung und der Wiederverwendung von Wasser. Zwar gibt es numerische Modelle für NbS, doch keines davon ist in der Lage, die Integration und Skalierung in städtische Wassermanagement-Tools zu übernehmen. Daher muss die Modellentwicklung und -integration in einem ganzheitlichen Ansatz erfolgen, der von detaillierten prozessbasierten Modellen für ein tiefgreifendes Verständnis über maschinelle Lernansätze auf der Grundlage verfügbarer Daten als Unterstützung bis hin zur Hochskalierung durch vereinfachte Modelle für Planungsinstrumente und Stakeholder-Diskussionen reicht. in DIAMOND sind drei Ziele definiert (i) UPGRADE: Erweiterung bestehende Modelle durch Erweiterung der Anzahl der modellierbaren Schadstoffe; (ii) CONNECT: Verbindung prozessbasierter und datengesteuerter Modelle, um bessere Vorhersagen zu erzielen; (iii) UPSCALE: Umsetzung der entwickelten Ansätze durch die Erstellung von vereinfachten Modellen, die entweder als eigenständige Modelle für Designzwecke angewendet oder in Entscheidungshilfetools für die städtische Wasserwirtschaft integriert werden können. Durch die Einbeziehung von internationalen ForscherInnen von Anfang an, werden die entwickelten Modelle akzeptiert und weit angewendet werden. Die drei Projektziele zeigen einen klaren Weg vom Prozessverständnis und forschungsorientierten Modell über die Einbeziehung experimenteller Daten bis hin zur Vereinfachung der Modelle auf. Die hybride Modellierung als neues Werkzeug für NbS ist eine lang erwartete Weiterentwicklung, die es ForscherInnen ermöglichen wird, Phänomene zu berücksichtigen, die für ihre Vorhersagen nicht leicht zu konzeptualisieren sind. DIAMOND wird auch die Lücke zwischen Forschern, die an numerischen Modellen arbeiten, und Ingenieuren und Forschern, die experimentelle Untersuchungen durchführen, schließen. Das vorgeschlagene Datenaustauschformat und die Bereitschaft internationaler ForscherInnen, ihre Daten zu teilen, verleihen diesem Projekt eine hohe Bedeutung für den Forschungsbereich.

Die nachhaltige Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasserströmen und Klärschlamm ist ein zentraler Bestandteil moderner Abwasserbehandlung und Kreislaufwirtschaft. Phosphor ist ein essenzieller, jedoch begrenzter Rohstoff, dessen Rückgewinnung nicht nur zur Ressourcenschonung beiträgt, sondern auch die Umweltbelastung durch Eutrophierung reduziert. Im Rahmen dieses Projekts wird eine Machbarkeitsstudie zur Phosphorrückgewinnung an der Kläranlage Linz durchgeführt, um die technische, wirtschaftliche und ökologische Umsetzbarkeit geeigneter Technologien zu bewerten. Die Analyse der Ausgangssituation umfasst eine detaillierte Untersuchung der Zusammensetzung und Eigenschaften der Abwasserströme sowie des Klärschlamms auf Basis der von der Linz AG bereitgestellten Daten. Zusätzlich wird die bestehende Infrastruktur und die aktuellen Prozesse der Kläranlage bewertet, um potenzielle Schnittstellen für die Integration von Rückgewinnungstechnologien zu identifizieren. Im nächsten Schritt werden verschiedene Technologien zur Phosphorrückgewinnung geprüft und hinsichtlich ihrer Effizienz, Kosten, Umsetzbarkeit und Umweltverträglichkeit verglichen. Dabei wird auf öffentlich zugängliche und von der Linz AG bereitgestellte Daten zurückgegriffen, um eine möglichst realistische Einschätzung der Kosten und des Potenzials der Technologien zu gewährleisten. Basierend auf den Ergebnissen wird ein Maßnahmenkatalog entwickelt, der Szenarien für die Implementierung geeigneter Technologien beschreibt. Diese Szenarien berücksichtigen sowohl technische als auch wirtschaftliche Rahmenbedingungen und bieten eine Entscheidungsgrundlage für die zukünftige Umsetzung. Die Ergebnisse der Studie werden in einem detaillierten Bericht zusammengefasst, der die Grundlage für eine nachhaltige und ressourcenschonende Phosphorrückgewinnung an der Kläranlage Linz bildet. Dieses Projekt leistet einen wichtigen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft und zur Erfüllung gesetzlicher Vorgaben zur Phosphorrückgewinnung.