Das AIX-Net-WWR – Aachen Network for Waste Water Reuse verfolgt daher das Ziel, modulare semi-dezentrale Systeme zur Abwasserwiederverwendung zu entwickeln, lokale Wasser- und Energiekreisläufe zu schließen und gleichzeitig die Anforderungen an die Wasserqualität für Einleitung (EU-Kommunalabwasserrichtlinie KARL) bzw. Wiederverwendung (z.B. EU-Richtlinie 2006/7/EG für Badegewässer, EU-Verordnung 2020/741 und DWA-M1200 für Bewässerung) zuverlässig zu erfüllen.

Semi-dezentrale Systeme verbinden mehrere Gebäude mit einer gemeinsamen Aufbereitungsanlage auf Quartiersebene. Durch die räumliche Nähe von Abwasseranfall, -behandlung und -nutzung lassen sich Wasser, Wärme und Wertstoffe direkt vor Ort zurückgewinnen bzw. nutzen. Zudem können zentrale Kläranlagen entlastet werden und die Resilienz der Wasserinfrastruktur erhöht werden.

Ein besonderes Anliegen des Netzwerkes mit der neuen Technologie ist es, nach Möglichkeit die lokalen Ver- und Entsorger als zukünftige Betreiber der Anlagen mit einzubinden. Mit diesem Ansatz kann vermieden werden, dass die neue Abwasserwiederverwendungs-Technologie als Wettbewerb zur bestehenden Infrastruktur gesehen wird. Dies trägt wiederum zur Sicherstellung der Finanzierung des Versorgungsauftrages der Kommunen bei.

Dezentrale Wasserversorgungsanlagen erhöhen zudem die Krisenresilienz der kritischen Infrastruktur, weil sie Abhängigkeiten von zentralen Netzen und einzelnen Ausfallpunkten reduzieren. Bei Stromausfällen, Leitungsbrüchen oder Sabotage bleiben lokale Versorgungseinheiten funktionsfähig und können die Grundversorgung schneller aufrechterhalten oder wiederherstellen. Gleichzeitig ermöglichen sie eine flexible Skalierung und Redundanz, sodass Regionen auch bei großflächigen Störungen stabiler und handlungsfähiger bleiben.

Die Systeme sind darauf ausgelegt:

Auslegung:

AIX-Net-WWR vereint 11 Unternehmen, ein Start-Up und fünf Forschungseinrichtungen, unterstützt von über 30 assoziierten Partnern wie Industrieunternehmen, Wasserver- und -entsorgern, aber auch von weiteren Organisationen aus der Bau- und Umweltbranche. Das Bündnis ist offen für weitere assoziierte Partner, die das Projekt aktiv unterstützen wollen. Dabei ist es das gemeinsame Ziel, AIX-Net-WWR weltweit zu einem führenden Netzwerk für die Wasserwiederverwendung zu machen und Abwasser ein neues Leben zu verleihen.

Ein wesentlicher Vorteil der AIX-Net-WWR-Systeme ist die Möglichkeit, unterschiedliche Wasserqualitäten abhängig vom lokalen Bedarf bereitzustellen. Insgesamt werden vier Anwendungsszenarien betrachtet, die auch kombinativ betrieben werden können.

Wie laut KARL gefordert wird für Regionen ohne akute Wasserknappheit sowie ohne Anschlussmöglichkeit an eine kommunale Kläranlage Abwasser entsprechend der 4. Reinigungsstufe aufbereitet.

Für Gebiete mit lokalem Wassermangel, aber bestehender Trinkwasserversorgung, wird für die landwirtschaftliche Bewässerung eine Qualität der Klasse A gemäß EU-Verordnung 2020/741 erreicht.

Bei einer bestehenden Wasserknappheit wird das Wasser für die Nutzung zum Beispiel in der Toilettenspülung oder in Waschmaschinen zu Betriebswasserqualität nach NSF/ANSI 350-2014 Class C aufbereitet. Diese Anwendung ist ausschließlich im Neubau realisierbar.

Für Regionen mit ausgeprägter Wasserknappheit wird das Abwasser in einer mehrstufigen Prozesskette bis zur Trinkwasserqualität nach Trinkwasserverordnung aufbereitet. Ein solches System kann sowohl im Neubau als auch im Bestand eingesetzt werden.

Die fünf Verbundvorhaben bilden die technologische Basis des Gesamtsystems bestehend aus Membranbioreaktor mit Pulveraktivkohledosierung, biohybridem Adsorbergranulat, nicht-thermischer Plasmaoxidation, Nanofiltration und fließkapazitiver Deionisierung, verknüpft durch innovative Steuerung- und Überwachungskonzepte zur Sicherstellung der Wasserqualität.

AIX-Dezi befasst sich mit der Behandlung industrieller Abwässer, insbesondere der Entsalzung von Brack- und Meerwasser sowie der Entfernung von per- und polyfluorierten Verbindungen (PFAS). Die fließkapazitive Deionisierung (engl. Flowelectrode Capacitive Deionisation, FCDI) wird zur Entsalzung eingesetzt. Parallel werden UF-Membranen mittels Layer-by-Layer-Beschichtung zu Nanofiltrationsmembranen (NF) funktionalisiert, wodurch die Porengröße und Ladung der Membran an unterschiedliche Wässer eingestellt werden kann. Experimentell wurde bereits die effiziente PFAS-Abtrennung aus Deponiesickerwasser mit Realwässern nachgewiesen

Im weiteren Projektfortschritt werden die Technologien hochskaliert, die Einsatzmöglichkeiten mit Realwässern untersucht und auch die Verschaltung der Technologien untereinander sowie im Zusammenspiel des AIX-Net-Verfahrens untersucht.

Um eine wirtschaftliche Systembaureihe für semi-dezentrale Systeme zu entwickeln, wird eine Serienfertigung der modularen Einzeltechnologien angestrebt. Zusätzlich werden Betreibermodelle für die Einbindung der Ver- und Entsorger ausgearbeitet.