Biomassa-afval wordt verwerkt in een proces van drie stappen. Eerst wordt een mengsel van C-rijk industrieel afval en grijs afvalwater gebruikt om organisch zuur te produceren, bijvoorbeeld citroenzuur en itaconzuur, via een op gist gebaseerd biotechnologisch proces. In de tweede stap worden, na extractie van citroenzuur uit het mengsel, de residuen gebruikt voor de productie van biogas door middel van covergisting met industrieel C-rijk substraat. Als output van dit proces wordt biogas geproduceerd voor energieopwekking of verwarming. In de laatste stap zal het anaërobe slib worden behandeld in een hydrothermisch carbonisatieproces (HTC) waarbij afvalbiomassa wordt omgezet in waardevolle kant-en-klare bodemmeststoffen. De combinatie van deze processen maakt recycling van materiaal en energetisch afval mogelijk en draagt zo bij aan het sluiten van levenscycli in de bio-economie.

De procesresultaten zijn uitstekend en geven aan dat het op gist gebaseerde INCOVER-proces een zeer geschikte optie is voor de productie van organisch zuur en biogas. De huidige activiteiten zijn gericht op het optimaliseren van het gistbioproces. Deze case study wordt uitgevoerd in Duitsland.

PHA wordt geproduceerd via een tweedelig anaeroob-fotosynthetisch HRAP-systeem. Gemeentelijk afvalwater voorbehandeld in een UASB-reactor wordt toegevoerd aan 2 HRAP-systemen (High Rate Algae Pond) (32 m²). Na enkele weken werking worden PHA-accumulerende paarse bacteriën geselecteerd. Vervolgens wordt biomassa gescheiden door twee bezinkers. Na de productie van PHA wordt resterende biomassa omgezet naar biogas via thermische voorbehandeling en een anaerobe covergisting. Agro-afval en zuiveringsslib worden gebruikt als cosubstraten. Biomethaan wordt geproduceerd door een biogasopwaarderingssysteem via fotosynthetische fixatie van CO2 als algenbiomassa met digestaat als nutriëntenbron. Een verdampingssysteem wordt gebruikt voor de stabilisatie van het digestaat en het terugwinnen van voedingsstoffen. Een demo HRAP van 3000 m² is geïnstalleerd bij de El Toyo RWZI (Almería, Spanje) om water van irrigatiekwaliteit te verkrijgen. Dit systeem behandelt voorbehandeld afvalwater en is de eerste full-scale HRAP die afvalwater direct behandelt zonder anaerobe of primaire zuiveraars. Afvalwater wordt eenvoudig voorbehandeld door grit- en vetverwijdering terwijl een symbiotische kweek van algen-bacteriën verantwoordelijk is voor een hoge verwijdering van de organische stof (>95% BZV5), N (>70%) en P (>85%). De HRAP wordt gemengd door een schoepenrad of door een dompelmixersysteem die de mengenergie met 80% kan verminderen. Na oogst door flotatie wordt het effluent behandeld door filters met natuurlijk materiaal om de P- en N-terugwinning te verbeteren. Irrigatiewater wordt verkregen en hergebruikt met zonne-anodische oxidatie-desinfectie en een slim irrigatiesysteem. 

De fotobioreactorfabriek is geïnstalleerd op de UPC Agrópolis-campus, gelegen in de gemeente Viladecans (Barcelona). De installatie bestaat uit 3 horizontale fotobioreactoren (PBR's) van 11 m³ die elk parallel werken. Gedurende bijna een jaar werden PBR's dagelijks gevoed met 6,9 m³ stedelijk afvalwater en landbouwafval en produceerde de plant ongeveer 2 kg per dag microalgen-biomassa die wordt gedomineerd door cyanobacteriën. Tegenwoordig worden de 3 PBR's in serie bedreven en gevoed met 2,3 m³ landbouwafval om de concentratie van cyanobacteriën (in de eerste PBR) te selecteren en te verhogen en ze te dwingen polyhydroxybutyraat te accumuleren (in de tweede en derde PBR). De biomassa die uit het derde PBR wordt geoogst, wordt samen met secundair zuiveringsslib behandeld in een anaerobe vergister van 0,8 m³, die momenteel ongeveer 150 L biogas per dag produceert. Het slib van de anaërobe vergister (25 L/d) wordt vervolgens behandeld in een slibbehandelingswetland, terwijl het water dat uit de bezinker komt (2 m³/d) wordt behandeld in nutriëntenterugwinningskolommen op basis van sol-gelcoating en vervolgens gedesinfecteerd door een zonne-aangedreven systeem op basis van ultrafiltratie. Het resulterende effluent wordt toegepast voor irrigatie in een veld van 125 m² beplant met zonnebloemen. 

Het INCOVER-concept is ontworpen om afvalwaterzuivering te veranderen van voornamelijk een sanitaire technologie naar een industrie voor het terugwinnen van bioproducten en een leverancier van gerecycled water. Drie installaties met toegevoegde waarde voor de behandeling van afvalwater (gemeenten, boerderijen en voedsel- en drankenindustrie) op drie demonstratielocaties zullen gelijktijdig worden geïmplementeerd, beoordeeld en geoptimaliseerd. De installaties zullen op demonstratieschaal worden geïmplementeerd om een Technology Readiness Levelvan 7-8 te bereiken om een eenvoudige opschaling tot 100.000 inwonersequivalenten te garanderen. Deze installaties halen meerwaarde uit afvalwater door bioproductie (bioplastics en organische zuren) via microalgen/bacteriën en gistbiotechnologie, door een bijna-energieneutrale installatie die opgewaardeerde biomethaan levert via voorbehandeling en anaërobe co-vergistingssystemen, en door chemische terugwinning (N, P) en teruggewonnen water via adsorptie en biotechnologie op basis van wetlands-systemen en hydrothermische carbonisatie. Om de productie-efficiëntie te verbeteren wordt het project gemonitord via optische detectie en virtuele sensoren. Het zal de exploitatie- en onderhoudskosten van afvalwaterzuivering en de energievraag verminderen. Een afvalwaterspecifiek Decision Support System zal worden afgestemd op deze technologieën en zal gegevens opleveren voor een holistisch afvalwaterbeheer. Een geschatte omzet van 188 miljoen euro voor de gebruikers wordt verwacht na de initiële exploitatiestrategie van 5 jaar implementatie van 27 INCOVER projecten.

Telers zijn niet altijd bekend met welke percelen prioriteit hebben om te irrigeren, hoeveel water daarvoor nodig is, de beschikbaarheid van hoogwaardig water, en de economische haalbaarheid van het gebruik van alternatieve waterbronnen. Verspreid over Vlaanderen worden vanaf 2018 verschillende praktijkpercelen met spinazie, aardappelen en bloemkool gevolgd met bodemvochtsensoren, periodieke bodem- en gewasmonsters en satellietbeelden. De verzamelde gegevens over de huidige waterbeschikbaarheid en gewasgroei worden gebruikt als input voor een gewasgroeimodel dat specifiek is ontwikkeld voor irrigatiedoeleinden. Hierdoor kan de waterbehoefte van de gewassen worden voorspeld, zodat er efficiënter kan worden beregend. Deze informatie wordt vervolgens opgenomen in een gebruiksvriendelijk online platform waarin de irrigatiebehoefte op perceelniveau wordt gevisualiseerd. Om inzicht te krijgen in de haalbaarheid van het gebruik van alternatieve waterbronnen is een irrigatieproef gestart waarbij verschillende soorten gezuiverd afvalwater worden gebruikt voor de irrigatie van deze gewassen om het effect te onderzoeken van frequent herhaalde irrigatie met alternatieve waterbronnen op opbrengst en kwaliteit tijdens teelt en bij de oogst. Het bestaande online platform watchITgrow wordt uitgebreid met functionaliteiten zodat de irrigatiebehoefte en het aanbod van alternatieve waterbronnen van de juiste kwaliteit op elkaar kunnen worden afgestemd. De individuele landbouwer kan dit Vlaams brede platform vrij raadplegen zodat hij kan bepalen wanneer en hoeveel op een bepaald perceel moet worden beregend en welke alternatieve waterbronnen in de buurt beschikbaar zijn in geval van watertekort.

Bodemdienst België, Boerennatuur Vlaanderen, Aquafin en de onderzoeksgroep hydrologie van de Vrije Universiteit Brussel onderzoeken of gezuiverd afvalwater via ondergrondse infiltratie soelaas kan bieden bij droogte. In Molenbeersel (Kinrooi) bouwen deze partners naast de rioolwaterzuiveringsinstallatie een proefterrein voor subirrigatie bestaande uit meerdere landbouwpercelen. In dit project zal Aquafin huishoudelijk afvalwater zuiveren tot de kwaliteit van beekwater. Dat water wordt via een subirrigatiesysteem in de landbouw gebruikt. Subirrigatie is een techniek waarbij water via een ondergronds infiltrerend leidingnetwerk via peilgestuurde drainage in de bodem van een perceel wordt gebracht. Het water wordt naar de drains geleid en infiltreert via de openingen in de drains in de grond. De bodem wordt natter en het grondwaterpeil stijgt. Zo krijgen de gewassen meer vocht, wat de oogst ten goede moet komen. Subirrigatie op zich is een eenvoudige techniek. De combinatie met het hergebruik van gezuiverd afvalwater maakt dit project bijzonder. De specifieke onderzoeksthema's zijn de effecten op grondwaterstanden en waterstanden in vaarwegen; de impact op de waterkwaliteit van het grondwater en de vaarwegen; de impact op de bodem; hoe efficiënt de techniek is in vergelijking met conventionele bovengrondse irrigatie; de impact op de oogst en de kwaliteit van de gewassen; hoe consumenten denken over het hergebruik van gezuiverd afvalwater. Het project loopt tot eind februari 2023 en wordt gefinancierd door het Europees Landbouwfonds voor Plattelandsontwikkeling en de provincie Limburg. Vanuit Vlaanderen, Europa en de provincie Limburg is 263.000 euro cofinanciering beschikbaar gesteld.

Het gezuiverde afvalwater van de stedelijke RWZI van Aquafin in Mechelen-Noord wordt via druppelirrigatie gebruikt als gietwater voor de komkommerteelt op steenwolsubstraat. Het overtollige gietwater wordt opgevangen en hergebruikt als gietwater. Wekelijks wordt 2 - 4 m³ vers gezuiverd afvalwater aangevoerd in vaten. Door de hoge natriumconcentratie werd het Aquafin effluent ontzout via selectieve natriumverwijdering op basis van elektrodialyse door EcoGreen (WaterFuture). EcoGreen werd gebruikt om de ophoping van natrium en chloor in het hydrocultuursysteem te voorkomen. De technologie maakt gebruik van capacitieve elektrodialyse om monovalente elementen uit het afvalwater te verwijderen. Bij capacitieve elektrodialyse worden ionen met behulp van een elektrische stroom door een ionselectief poriënvrij membraan geperst. Omdat alleen geladen zoutionen de membranen kunnen passeren, blijven alle ongeladen moleculen achter in het drainwater dat vervolgens wordt hergebruikt voor irrigatiedoeleinden. Binnen de proef werd het Aquafin-effluent gezuiverd tot de streefwaarde van 0,3 mS/cm werd bereikt. De benodigde behandeltijd varieerde sterk afhankelijk van de EC van het aangevoerde effluent. In het algemeen zou de voorgestelde EC-waarde van 0,3 mS/cm kunnen worden gehaald. De toepassing van de EcoGreen op het effluent van Aquafin bleek het zoutgehalte, en bijgevolg de natrium- en chloorconcentraties, aanzienlijk te kunnen verlagen. Toepassing op het drainwater blijkt efficiënt te zijn om ophoping van natrium in het recirculatiewater te voorkomen. Planten die geïrrigeerd waren met het met EcoGreen behandelde effluent bleken significant betere wortels te hebben in vergelijking met het standaard effluent.

Durch das INCOVER-Projekt soll die Abwasseraufbereitung transformiert werden, von einer reinen Aufbereitung zu einer Aufbereitung mit gleichzeitiger Rückgewinnung von biologischen Produkten. Aufgrund der aktuellen globalen Wasserknappheit und hoher Betriebs- und Wartungskosten der Abwasseraufbereitung sollen Lösungen geschaffen werden, weiteren Nutzen, als die reine Aufbereitung, aus der Abwasseraufbereitung zu erlangen.

Das übergeordnete Ziel des Projektes war es, die Betriebs- und Wartungskosten der Abwasseraufbereitung um mindestens 50 % zu senken. Diese Einsparungen sollten durch die Nutzung des Abwassers als Quelle für die wertschöpfende Produktion und den Energiebedarf erreicht werden.

Bei dem Projekt wurden an drei verschiedenen Demonstrationsstandorten rückgewinnungsorientierte Abwasseraufbereitungsanlagen aufgebaut. Dabei wurden Abwässer aus Kommunen, der Agrar- und Nahrungsmittelindustrie und aus Brauereibetrieben aufbereitet und überprüft, inwiefern die Aufbereitung gelingt und wo optimiert werden kann.

Der erste Standort befand sich in der Gemeinde Viladecans, Barcelona. Dort wurden drei Photobioreaktoren installiert, die täglich mit kommunalen Abwässern und Abwasser aus der Landwirtschaft betrieben wurden. In der Anlage wurde Biomasse produziert, die aus Mikroalgen, primär Cyanobakterien, bestand. Die Biomasse wurde zur Produktion von Biogas verwendet, während das Wasser mit Nährstoffrückgewinnungskolonnen bearbeitet wurde und anschließend zur Bewässerung eines Feldes mit Raps verwendet wurde.

Der zweite Standort befand sich in der Kläranlage von Chiclana de la Frontera, in Südspanien. An diesem Standort kamen High Rate Algen Teiche zum Einsatz. In diesen wurde das kommunale Abwasser durch Bakterien gereinigt, welche in der Lage sind Polyhydroxyalkanoate (PHA) zu bilden. PHA sind Biopolymere, die zur Herstellung von Bio-Kunststoffen verwendet werden. Nach der Abscheidung der PHA wurde die Biomasse mittels anaerober Faulung zur Biogasproduktion verwendet.

Der dritte Standort befand sich in der Kläranlage von Almeria in Südspanien. An diesem Standort kamen ebenfalls High Rate Algen Teiche zum Einsatz. Die Anlage sollte aus vorbehandeltem Abwasser Wasser in Bewässerungsqualität erzeugen. Das Abwasser wurde lediglich durch eine Sand- und Fettentfernung vorbehandelt. Nach der Ernte der Biomasse, durch Flotation, wurde das Abwasser über bepflanzte Filter mit natürlichem Pflanzenmaterial behandelt, um die P- und N-Rückgewinnung zu verbessern. Das behandelte Abwasser konnte für die Bewässerung verwendet werden.

Es konnten im Laufe des Projekts drei Lösungsansätze gefunden werden, um bei der Aufbereitung einen Mehrwert zu erzielen. Ein Lösungsansatz ist die Herstellung von Bio-Kunststoff und organischen Säuren aus den Mikroalgen/Bakterien bzw. Hefe-basierte Produktion, die bei der Aufbereitung des Abwassers anfallen. Zudem wurde die Herstellung von Bio-Methan durch eine Vorreinigung und anaerobe Ko-Vergärung untersucht. Auch die Rückgewinnung von Nährstoffen wie Stickstoff und Phosphor ist ein Lösungsansatz. Die Rückgewinnung wird mittels Adsorption, biotechnologischen Prozessen in Pflanzenkläranlagen und hydrothermale Karbonisierung ermöglicht.

Um aus den alternativen Ansätzen der INCOVER-Technologien eine effiziente Nutzung zu erhalten, gegenüber der konventionellen Abwasserbehandlung, wurde zusätzlich ein abwasserspezifisches Entscheidungsunterstützungssystem bereitgestellt, so dass individuell abgewogen werden kann, welche INCOVER-Technologien nützlich sind und ein ganzheitliches Abwassermanagement bereitstellen.

Mit Hilfe der INCOVER-Technologien können aus den verschiedenen Abwassersorten (kommunales Abwasser, Abwasser aus der Agrar- und Nahrungsmittelindustrie) Rohmaterialien wie Bio-Kunststoff, Bio-Methan, organische Säuren, Bio-Kohle, Dünger und Bewässerungswasser produziert werden. Durch neue Technologien wird das Abwasser nicht nur aufbereitet, um dann in Gewässer eingeleitet zu werden, sondern es werden zusätzlich Rohmaterialien hergestellt.

Das Projekt NextGen behandelt Lösungen und Systeme der Kreislaufwirtschaft, den Ressourcenverbrauch im Wassersektor betreffend. Das Ziel dabei ist es, eingefahrene Denkweisen und Praktiken zu hinterfragen und finanzielle, nachhaltige Innovationen ins Leben zu rufen. Die derzeit verwendeten Methoden, bei denen Wasser entnommen wird, verbraucht und danach entsorgt wird, müssen sich wandeln und Lösungen gefunden werden, das Wasser nach der Verwendung wiederzuverwenden, um die wichtige Ressource Wasser nachhaltig zu bewirtschaften. Hierfür liefert das Projekt anhand von 10 Demonstrationsprojekten in ganz Europa und mit drei Partnern weltweit neue technologische, geschäftliche und verwaltungstechnische Lösungen im Zusammenhang mit Wasser. Praktiken der Kreislaufwirtschaft sollen gefördert, transferiert und in größere Maßstäbe umgesetzt werden, wobei die kollektiven Erfahrungen und Erkenntnisse in Bezug auf Bürger- und Stakeholder-Engagement, Geschäftsmodelle und Dienstleistungen geteilt werden.

Dabei gibt es drei Gruppierungen der Kreislauflösungen, die je nach Projekt zur Anwendung kommen. Dies ist einmal die Optimierung der Ressource Wasser, beispielsweise durch fortschrittliche Behandlungstechnologien, die Optimierung der Materialien, beispielsweise die Nährstoffgewinnung und -wiederverwendung, und die Optimierung der Energie, beispielsweise durch die Umwandlung der Kläranlage in positive Energieerzeuger. Bei jedem Projekt wird geprüft, welche der drei Gruppen einsetzbar sind und in welcher Form diese umgesetzt werden könnten. Nicht bei jedem Projekt bietet es sich an, alle drei Gruppen mit einzubeziehen, so dass auch nur eine oder zwei der Gruppen in die Lösung mit einbezogen werden. Für ein besseres Verständnis des Projekts NextGen, werden drei der zehn Demonstrationsprojekte kurz vorgestellt.

Das erste Projekt befindet sich in Athen, Griechenland. Hier kommen Kreislauflösungen aller drei Gruppierungen zum Einsatz. Die Athener Stadtbaumschule, die Teil des Goudi-Parks ist, wird derzeit saniert und erneuert. Im Zuge dessen bietet es sich an, neue Konzepte und Lösungen für eine bessere Kreislaufwirtschaft zu implementieren. Die Baumschule hat aufgrund ihrer Größe einen hohen Wasserbedarf, der allein durch natürliche Quellen nur schwer zu decken ist. Daher wird ein Modul installiert, dass direkt Abwasser aus der Kanalisation entzieht und dieses vor Ort mit Hilfe eines Membranbioreaktors aufbereitet. Das aufbereitete Wasser kann dann zur Bewässerung verwendet werden. Die anfallenden Behandlungsrückstände werden direkt mit Grünabfällen aus Baumbeschnitt in Dünger umgewandelt. Die thermische Energie des Abwassers wird mit Hilfe von Wärmetauschern zurückgewonnen und für die Heizung von umliegenden Gebäuden verwendet.

Das nächste Projekt ist ein ehemaliger Flugplatz in South Gloucestershire, nördlich von Bristol, England. Der Flugplatz wird umgewandelt in einen Bereich, in dem Menschen leben, lernen, arbeiten und sich wohlfühlen können. Auf der Fläche soll ein Oberflächensystem eingerichtet werden, so dass eine zuverlässige Entwässerung gewährleistet ist und die Nutzung von aufgefangenem Regenwasser direkt vor Ort und die Wiedernutzung von Wasser ermöglicht. Die Wärme des Abwassersystems vor Ort soll rückgewonnen werden, so dass diese direkt dem Heizen von Gebäuden dient. Das Abwasser und Lebensmittelabfälle können zu Dünger verarbeitet werden und Nährstoffe direkt zurückgewonnen werden. Auch in diesem Projekt bieten sich Kreislauflösungen in allen drei Gruppen an.

Das dritte Projekt ist in Gotland, Schweden. Die Insel erlebte eine schwere Wasserkrise, die sich auf die Bewohner, aber auch den Tourismus und die Industrie negativ auswirkte. Daher gibt es verschiedene Lösungsansätze, die Wasserkrise zu überwinden. Einer ist die Regenwassernutzung mit automatischen Schleusen zur Wiederauffüllung von Grundwasserleitern und zusätzlich die Überwachung des Grundwasserstands. Ein weiterer Ansatz ist die dezentrale Behandlung von Rohabwasser mit Membrantechnologie, um die behandelten Mengen in der zentralen Kläranlage zu reduzieren. Zur Reduzierung des ökologischen Fußabdrucks werden die Anlagen mit Solarenergie betrieben. Auch die optimierte Membranfiltration zur Gewinnung von Trinkwasser aus anspruchsvolleren Quellen, wie Oberflächenwasser, ist ein Lösungsansatz. Eine weitere Lösung ist die Speicherung von Wasser in unterirdischen Dämmen. Zu jedem dieser Lösungsansätze wurden bereits Untersuchungen durchgeführt, inwiefern die Umsetzung stattfinden kann. Bei diesem Projekt beziehen sich die Kreislaufansätze auf die Ressource Wasser allein. Durch die zahlreichen Ansätze könnte die Wasserkrise überwunden werden.

Dies waren nur drei der insgesamt zehn Projekte. NextGen bietet entsprechend des Projektes die jeweils passenden Kreislauflösungen, um die Nutzung der zur Verfügung stehenden Ressourcen effizienter zu gestalten.

Landwirtschaftliche Erzeuger stehen vor vielen Herausforderungen, vor allem aufgrund der schweren Dürreperioden der letzten Zeit. Diese Episoden erzeugen Unsicherheiten bezüglich der Wasserverfügbarkeit. Zusätzlich machen die steigenden Düngemittel- und Energiekosten die Verfügbarkeit von Nährstoffen zu einer weiteren Herausforderung, die angegangen werden muss. Folglich müssen die Landwirte einen Weg finden, nicht nur die Ernteerträge zu optimieren, sondern auch ein effizientes Ressourcenmanagement für eine nachhaltige Produktion zu gewährleisten, insbesondere im europäischen Kontext, wo die Vorschriften in diesem Bereich immer strenger werden.

Die traditionellen bestehenden Bewässerungssysteme sind darauf ausgelegt, das Wasser gleichmäßig zu verteilen, was zu Wasserverschwendung und einer ineffizienten Nutzung der Ressourcen führt. Zusammen mit der Reform der Gemeinsamen Agrarpolitik (CAP), die Fruchtfolgen und Mischkulturen auf landwirtschaftlichen Feldern fördert, um eine größere Diversifizierung zu erreichen, machen viele Faktoren die Umsetzung dieser alten Systeme noch ungeeigneter.

Investitionen in Projekte, die helfen, die Herausforderungen in der Landwirtschaft zu meistern und die landwirtschaftliche Produktion und Produktivität zu verbessern, sind unerlässlich, um signifikante Fortschritte in diesem Sektor zu erzielen. Technologien, wie z.B. fortschrittliche Bewässerung und Düngung, wurden zur Optimierung der landwirtschaftlichen Praktiken eingeführt und werden von Landwirten und Praktikern weitgehend akzeptiert.

"Precision Agriculture"-Technologien stellen eine der effizientesten Technologien dar, die heutzutage vorgestellt werden. Green DROP ist eines der innovativen Projekte, die im Rahmen des von der Europäischen Union finanzierten Programms Horizon 2020 entwickelt wurden. Green DROP wird von der deutschen Firma Hydro Air international geleitet und basiert auf früheren Forschungsprojekten und umfangreichen Erfahrungen in der Bewässerungstechnik und landwirtschaftlichen Technologien. Das System wurde mit mehreren Innovationspreisen ausgezeichnet, u.a. mit der Goldmedaille der AGRITECHNICA und dem Innovationspreis Brandenburg.

Bei der Green DROP Technologie handelt es sich um ein mechanisiertes und automatisiertes System zur effizienten Fertigation (kombinierte Bewässerung und Düngung), um Wasser und Nährstoffe effizient auszubringen. Zudem ermöglicht die Technologie einen geschlossenen Nährstoffkreislauf und unterstützt nachhaltige Produktionsmethoden.

Um diese Ziele zu erreichen, arbeitet das System basierend auf den Bedürfnissen der Pflanzen und nutzt eine Mischung aus Daten, einschließlich GIS, Karten und Sensoren, die verschiedene Bodenbedingungen, Pflanzeneigenschaften, Wetterbedingungen und andere analysieren. Das Green DROP-System ist in der Lage, einzelne Düsen zu justieren und zu steuern, um eine spezifische, optimale Wasser-Nährstoff-Mischung in Abhängigkeit von jeder auf dem Feld wachsenden Kultur zu liefern und jederzeit ein maßgeschneidertes Bewässerungsmuster für jeden Bereich des Feldes bereitzustellen.

Das Arbeitsprinzip von Green DROP besteht hauptsächlich in der Verwendung einer Reihe von georeferenzierten Schichten mit verschiedenen Eingabeinformationen wie z. B. Kulturart, Topographie, Wetterverteilung, Feldkapazität, Bodentyp, Pflanzeneigenschaften. Mit diesen Informationen ist es möglich, den genauen und spezifischen Bedarf an Wasser und Nährstoffen für jede zu düngende Teilfläche zu ermitteln.

Bodenmanagementsysteme, dynamische Mehrschicht- und GPS-Geräte sind die Hauptpfeiler des Systems. Die dynamischen Mehrschicht- und GPS-Geräte sind für die Aufzeichnung der exakten Position der von den Sensoren erfassten Daten zuständig. Die Verarbeitung der Daten ermöglicht es, die genaue Menge des auszubringenden Wassers und der Düngemittel abzuschätzen und dann über die einzelnen Düsen zu verteilen.

Darüber hinaus ist das System mit drahtlosen Knotenpunkten entlang des Schwenkarms ausgestattet, wobei das Steuermodul nur eine begrenzte Anzahl von Magnetventilen steuern kann. Die Knotenpunkte steuern mehrere Ventile, die einzelne Wasserdüsen anwählen können und bestimmen, ob bzw. wie viel Dünger jede Düse auf die Feldfläche ausbringt. Darüber hinaus kann der Benutzer aus der Ferne auf die Informationen zugreifen und jede Düse steuern und auf der Grundlage der Sensordaten bestimmen, wie viel Wasser und Dünger auf jeden Teilbereich des Feldes aufgebracht werden soll. Auf diese Weise werden die Mittel genau nach den teilflächenspezifischen Pflanzen- und Bodenbedingungen ausgebracht, was den übermäßigen Einsatz von Wasser und Nährstoffen reduziert.

Die Technologie wurde in verschiedenen Demonstrationsanlagen in zwei verschiedenen Ländern implementiert und betrieben. Der erste Standort befindet sich in Beerfelde, Deutschland. Das Gebiet liegt ca. 40 km östlich von Berlin, wird für die landwirtschaftliche Produktion genutzt und besitzt Charakteristika wie Trockentäler, die in unterschiedlichen klimatischen Bedingungen entstanden sind und geringe durchschnittliche Jahresniederschläge aufweisen.

Der zweite Demonstrationsstandort befindet sich in Koscian, Polen. Das 40 km südlich von Poznan gelegene Feld hat eine Bewässerungsfläche von ca. 70 ha und wird für landwirtschaftliche Zwecke genutzt. Ursprünglich bewässerte der Kunde mit Schlauchtrommeln, um Saatgut für verschiedene Kulturen auf bestimmten kleinen Feldern zu produzieren. Im Jahr 2019 baute der Kunde auf der Testfläche Gras an und legte auf dem gegenüberliegenden Feld mehrere Testfelder an. Die Bodenverhältnisse des Geländes sind durch einen abrupten Wechsel zwischen sandigen Substraten und sandbedeckten Lehmsubstraten gekennzeichnet.

Die Konstruktion, die Tests und die Optimierungen wurden erfolgreich umgesetzt, aufgebaut und in Betrieb genommen, so dass die Technologie einen Technology Readiness Level (TRL) 9 erreicht hat: das tatsächliche System hat sich in der betrieblichen Umgebung bewährt. Nach dem Betrieb der Systeme an den verschiedenen Standorten konnten die Hauptvorteile von Green DROP nachgewiesen werden. Eine Steigerung des Ernteertrags um 20 %, eine deutliche Verbesserung der Pflanzengesundheit, bis zu 40 % weniger Düngereinsatz, bis zu 20 % weniger Wasserverbrauch, Wiederverwendung von bis zu 60 % der flüssigen Abfälle, Reduzierung des Arbeitsaufwands um mindestens 15 % und Einsparungen von bis zu 30 % beim Energieverbrauch konnten erzielt werden.

Darüber hinaus wurde die ökologische Bewertung des Projekts durch eine detaillierte Umweltverträglichkeitsprüfung auf der Grundlage der an den Demonstrationsstandorten gesammelten Daten geschätzt. Einerseits wurde eine Ökobilanz durchgeführt und die Ergebnisse zeigten, dass Green DROP das Potenzial hat, zum Klimaschutz und zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beizutragen. Andererseits zeigte die Ökoeffizienz-Analyse, dass das System eine sehr günstige Anwendung für die Düngung ist, zusätzlich zum minimalen Einsatz von Verbrauchsmaterialien wie Wasser und Dünger und einer relativ geringen Umweltbelastung. Zusätzlich erleichtert das System die Bewirtschaftung und den Ausschluss von ökologisch sensiblen Bereichen innerhalb eines Feldes.

Nach einer vollständigen Evaluierung und weiteren Anpassung des Systems wurden potenzielle Kunden identifiziert. Polen, Spanien und der lokale Markt schienen die Länder mit dem größten Markt für diese Technologie zu sein. Als Ergebnis der durchgeführten Verbreitungsaktivitäten haben jedoch viele Interessenten innerhalb Europas ihr Interesse an der Implementierung dieser Technologie bekundet.

Hydro Air hat sich der ständigen Unterstützung und Überwachung seiner Kunden verschrieben, daher wurden nach der erfolgreichen Markteinführung der Technologie verschiedene Schulungen, Betriebs- und Wartungsworkshops in angemessenem Umfang durchgeführt, um sicherzustellen, dass das volle Potenzial der neuen Technologie genutzt wird.

Abschließend kann festgestellt werden, dass Green Drop eine attraktive Möglichkeit für den Agrarsektor darstellt, die die Art und Weise der Produktion von Nahrungsmitteln und anderen Rohstoffen vollständig verbessern kann.

Die Landwirtschaft ist einer der wichtigsten Wirtschaftszweige in Europa, mit einem Bruttowert von ca. 177 Mrd. im Jahr 2020 spielt diese Branche in den meisten europäischen Ländern eine wichtige Rolle. Von der gesamten landwirtschaftlichen Produktion werden etwa 50 % durch die Viehhaltung von hauptsächlich Schweinen, Rindern, Geflügel und anderen Tieren bestimmt. Länder wie Deutschland, Frankreich und Spanien sind die führenden Produzenten von Nutztieren.

Traditionell konzentrierte sich die Landwirtschaft auf kleine Flächen, auf denen die Umweltauswirkungen durch die Anhäufung von Gülle nicht relevant waren, da die tierischen Rückstände zur Düngung der gleichen landwirtschaftlichen Felder wiederverwendet wurden, was eine bequeme Kombination zwischen Viehzucht und Landwirtschaft darstellte.

Die derzeitige intensive Produktion in diesem Teilsektor der Industrie erzeugt jedoch Millionen von Tonnen Gülle pro Jahr, die nicht nur schwierig zu handhaben sind, sondern auch erhebliche Investitionen erfordern; die Kosten, die sich aus dem Güllemanagement in Europa ergeben, wurden auf 12.300 Millionen Euro pro Jahr geschätzt. Darüber hinaus verursacht sie ernsthafte Umweltprobleme. So zum Beispiel die Nitratverunreinigung des Grundwassers, die Eutrophierung von Oberflächengewässern, die Anreicherung von Metallen und Phosphor in den Böden, die Verbreitung von Krankheitserregern, hohe Emissionen von Ammoniak und Treibhausgasen und vieles mehr.

Eine der wichtigsten Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt, ist die Verringerung der ökologischen und ökonomischen Auswirkungen des Güllemanagements durch die Unterstützung und Entwicklung neuer Ansätze, um diese nährstoffreichen flüssigen Rückstände zu optimieren und Gewinn daraus zu ziehen.

Gülle hat ein enormes Potenzial für die Aufbereitung und Verwendung in der Bioenergieproduktion und als organischer Dünger aufgrund ihres hohen Gehalts an Stickstoff, Phosphor, Kalium, organischer Substanz und anderen. Dennoch sehen sich die Landwirte und ihre Betriebe mit zahlreichen Problemen konfrontiert, zum einen, weil die Ausbringungsmethoden und die wesentlichen Möglichkeiten der organischen Düngung eingeschränkt sind und das gesetzlich enge Ausbringungsfenster, das im Frühjahr liegt, zu einer Anreicherung des Bodens mit Nährstoffen in einer Zeit führt, die durch reduzierte Stoffwechselprozesse gekennzeichnet ist.

Während des Jahres werden die organischen Nährstofflösungen gesammelt und gelagert, um sie im Frühjahr auf vegetationsfreie Felder zu bringen. Problematisch ist dies vor allem auf sandigen Böden, wo ein großer Teil der Nährstoffe nicht im Boden gebunden werden kann und ins Grundwasser wandert, was zu einer überhöhten Nitratkonzentration im Grundwasser führt.

In Regionen mit einer zunehmenden Anzahl von Biogasanlagen stellen zudem der steigende Entsorgungsdruck und die logistischen Kosten für die Bewirtschaftung großer Mengen organischer Wirtschaftsdünger sowie die Flächenverfügbarkeit ein zusätzliches Problem dar.

Auf dem europäischen Markt gibt es bereits eine Vielzahl von Güllebehandlungen, aber es fehlen immer noch einheitliche Kriterien für deren Anwendung und es gibt nicht genügend Studien im realen und großen Maßstab. Green Cycle ist eines der relevantesten praxisrelevanten innovativen Projekte, die in Deutschland in Bezug auf den Einsatz aller ökologischen Wirtschaftsdünger entwickelt wurden.

Ziel des Projektes Green Cycle ist es, eine praxisnahe Lösung mit der Entwicklung, Konstruktion und Erprobung einer bedarfsgerechten und feldbezogenen Flüssigdüngertechnologie für die intra-saisonale Gärrestdüngung (Düngung und Fertigation) in landwirtschaftlichen Kulturen zu erarbeiten und dabei die variablen Kosten des Separationsprozesses so gering wie möglich zu halten und eine attraktive kostengünstige Alternative anzubieten.

Die Projektphasen beginnen mit der Planung, Entwicklung und Konstruktion der entsprechenden Module, um eine kostengünstige Separation zu erreichen. Diese erste Stufe umfasst die Trennung von festen und flüssigen Phasen durch Prozesse wie Separation, Filtration, Konditionierung, feldorientierte Anwendung sowie die Überwachung der Nährstoffzusammensetzung der organischen Flüssigdünger durch die Integration verschiedener neuartiger Sensoren und Methoden.

Dieser Prozess findet hauptsächlich im Lagerbehälter statt, in dem der Gärrest gelagert wird. Von diesem Behälter aus gelangt der Gärrest in einen Mikroseparationsbehälter, in dem der Fugatabfluss in die Fugatspeichereinheit überführt und der dicke Gärrestschlamm in den Lagerbehälter zurückgeführt wird. Der Fugatabfluss wird in eine Mischeinheit geleitet, wo er mit Brunnenwasser gemischt wird, um aufbereitetes Bewässerungswasser zu erhalten, das anschließend in die zentrale Bewässerungsmaschine geleitet wird.

Die folgenden Phasen umfassen die Entwicklung der festen und mobilen Module, die mit den bestehenden Bewässerungstechnologien kompatibel sind, sowie die Programmierung der Software.

Anschließend erfolgen die Installation und Langzeittests bei den landwirtschaftlichen Partnern, bei denen die entsprechenden Analysen der Nährstoffbewegungen in den Bodenschichten und im Grundwasser sowie die Emissions- und Ertragskontrolle stattfinden. Die Ergebnisse der Auswertungen ermöglichen einerseits die Erstellung der Nährstoffbilanz der festen und flüssigen Phase und andererseits die Erstellung der wirtschaftlichen Kosten-Nutzen-Analyse.

Schließlich wird als Teil der Hauptziele des Green Cycle-Projekts die Verbreitung und Förderung der Ergebnisse innerhalb der Zielmärkte durch Demonstrationsflächen, die für den Besuch von Interessenten geöffnet werden, Präsentation des Projekts auf Messen, akademische Veröffentlichungen und Verbreitung über das Internet unterstützt. Außerdem werden die Projektergebnisse in die akademische Forschung und Programme integriert.

Das Projekt Green Cycle beweist, dass es möglich ist, die Nachteile der Tierhaltung nicht nur in Europa, sondern weltweit zu bekämpfen, indem der reiche Nährstoffgehalt der Gärreste ausgenutzt wird und es möglich ist, die lokalen Nährstoffe zu recyceln und nachhaltig zu verwalten. Darüber hinaus ist eine saisonale Ausbringung von Düngemitteln aus Gülle unter Erfüllung aller düngerechtlichen Aspekte möglich und durch die langen Ausbringungszeiten können bessere Konditionen für die Lohnunternehmer und eine bessere Auslastung der technischen Infrastruktur und Logistik erreicht werden.

Hinsichtlich der wirtschaftlichen Vorteile des Projektes sind die deutliche Reduzierung der Ausbringungskosten, die Einsparungen durch den Ersatz von Mineraldüngern und die relativ geringen variablen Kosten im Zusammenhang mit den Separationsprozessen einige der wichtigsten bemerkenswerten Vorteile des Projektes.

Darüber hinaus stärkt die Umsetzung des Projekts nicht nur die Rentabilität des landwirtschaftlichen Sektors und erhöht seine Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft, sondern trägt auch zur zukünftigen Entwicklung eines innovativen Knotenpunkts zwischen Wissenschaft, Wirtschaft und Landwirtschaft bei, der die Entwicklung neuartiger und präziser Ideen fördert, die zur Erreichung nachhaltiger landwirtschaftlicher Kreisläufe beitragen würden.

Die alarmierenden Prognosen zum Klimawandel und die bereits erlebten Folgen im landwirtschaftlichen Sektor zeigen deutlich, dass die aktuellen Wassermanagementstrategien neu bewertet werden müssen und die Förderung der Entwicklung von Alternativen, die den aktuellen Wasserbedarf decken, im Mittelpunkt stehen muss.

Die Wiederverwendung von Wasser stellt einen relativ neuen Ansatz dar, der im 20. Jahrhundert deutlich an Bedeutung gewonnen hat. Obwohl diese noch nicht vollständig entwickelt ist, wurden viele wichtige Fortschritte gemacht, die ihr großes Potenzial beweisen. Die Entwicklung von Technologien, die die Wiederverwendung von Wasser für verschiedene Zwecke im Rahmen des Konzepts der Kreislaufwirtschaft fördern, trägt wesentlich dazu bei, weitere Schritte zur Erreichung der Nachhaltigkeit zu unternehmen.

Im Laufe der Jahre haben sich die Mitglieder der Europäischen Union zusammengeschlossen, um Initiativen zu fördern und zu unterstützen, die die Entwicklung dieses vielversprechenden Ansatzes vorantreiben. Als Ergebnis wurde bereits die erste europaweite Verordnung zur Wasserwiederverwendung erstellt, deren Umsetzung für das Jahr 2023 vorgesehen ist. Die Verordnung (EU 2020/741) legt die Mindestqualitätskriterien für die sichere Wiederverwendung von behandeltem kommunalen Abwasser für die landwirtschaftliche Bewässerung fest.

Geregelt werden jedoch nur Stoffe, die in der Umwelt häufig in beachtlichen Konzentrationen vorkommen und solche, die eine Bedrohung für die Umwelt und die menschliche Gesundheit darstellen. Zu den nicht regulierten Stoffen gehören die Mikroschadstoffe, die regelmäßig in das Abwasser gelangen und ein Warnsignal darstellen, da ihre Auswirkungen noch nicht bekannt sind.

In Deutschland ist eines der vielversprechendsten Projekte, das sich unter anderem zum Ziel gesetzt hat, diese Problematik zu evaluieren, das Projekt "FlexTreat". Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung startete es im Februar 2021 und hat eine Laufzeit von 3 Jahren. An dem Projekt sind 12 Partner aus Forschungseinrichtungen, Großunternehmen, kleinen und mittleren Betrieben sowie Wasserverbänden unter der Koordination des Instituts für Umwelttechnik der RWTH Aachen beteiligt.

Die Praxis und die wissenschaftlichen Erkenntnisse zeigen, dass die Abwasserreinigung und die anschließende Wiederverwendung leistungsfähige Methoden sind, um den hohen aktuellen Wasserbedarf erfolgreich zu mindern. Doch selbst wenn die aktuellen Reinigungstechnologien in der Lage sind, hohe Entfernungseffizienzen bei bestimmten Parametern zu erreichen, gibt es andere, die nicht vollständig beherrscht werden. So werden z.B. Mikroschadstoffverbindungen, wie z.B. Pharmazeutika oder Körperpflegeprodukte, in den Abwasserprozessen nur teilweise entfernt. Wenn die Abwässer entweder in Gewässer eingeleitet werden oder zur weiteren Verwendung in der Landwirtschaft eingesetzt werden, liegen die Stoffe als Gemische vor, die sich gegenseitig beeinflussen und Produkte bestimmter Stoffe umwandeln können, die eine größere Gefahr für die Umwelt und die darin lebenden Organismen darstellen können. Das Wissen über die langfristigen Auswirkungen der Exposition gegenüber einer Mischung von Schadstoffen, die in der Umwelt in niedrigen Konzentrationen vorhanden sind, ist immer noch begrenzt.

FlexTreat zielt darauf ab, die sichere Wiederverwendung von Wasser in der Landwirtschaft zu fördern, indem flexible technische und naturbasierte Aufbereitungssysteme entwickelt und demonstriert werden, die an die Bedürfnisse der Landwirtschaft angepasst sind. Die Identifizierung der Schwachstellen und der tatsächlichen Bedürfnisse des Sektors ist der Schlüssel für die richtige Entwicklung der wissenschaftlichen und technischen Prinzipien, die es erlauben, die sichere Nutzung von behandeltem Abwasser sowie von Oberflächenwasser zu gewährleisten. Daher beabsichtigt FlexTreat, die Reinigungsleistung innovativer, fortschrittlicher Abwasserbehandlungsprozesse im Hinblick auf eine breite Palette physikalischer, chemischer und mikrobiologischer Wasserqualitätsparameter zu untersuchen und zu optimieren, einschließlich Antibiotikaresistenzen, Transformationsprodukte von Spurenstoffen, neu auftretende Krankheitserreger und andere.

Der Schwerpunkt liegt dabei auf möglichen Synergien mit der Spurenstoffentfernung sowie innovativen Verfahren durch den Einsatz digitaler Anwendungen zur Überwachung, um die Qualitätsziele wie z. B. die uneingeschränkte Bewässerung jederzeit zu gewährleisten.

Die vorgeschlagene Strategie bestand in der Erprobung und Weiterentwicklung verschiedener innovativer Verfahrenskombinationen an vier Standorten im Pilot- bzw. Großmaßstab mit einer breiten Palette von Wasserqualitätsparametern. Zu den zu entwickelnden und zu testenden Verfahren gehören Ozonierung, Schnellfiltration, UV-Desinfektion, modifizierte Retentionsbodenfilter, Aktivkohleadsorption, Ultrafiltration und naturnahe Aufbereitung durch Pflanzenkläranlagen und Elektrochlorierung.

In diesem Zusammenhang wird eine Pilotanlage in der Wasseraufbereitungsanlage Braunschweig aufgebaut und betrieben. FlexTreat wird der bereits bestehenden Kläranlage verschiedene Verfahren hinzufügen und kombinieren, um die optimale Leistung zu ermitteln. Die Technologien, die in dieser Pilotanlage installiert werden sollen, sind Ozonierung, Biofiltration und UV-Desinfektion.

Das Braunschweiger Modell, entwickelt vom Abwasserverband Braunschweig, ist eines der besten Beispiele für Wasserwiederverwendung für landwirtschaftliche Zwecke in Deutschland. Das Modell führt die Abwässer von 290.000 Einwohnern der Stadt Braunschweig und ihrer Stadtteile zusammen. Die Kläranlage mit einer Kapazität von 60.000 m3 pro Tag reinigt das gesammelte Abwasser mechanisch und biologisch in einem mehrstufigen Verfahren. Nach der Aufbereitung wird das gereinigte Wasser zur Bewässerung der landwirtschaftlichen Flächen der Gemeinde genutzt, um den notwendigen Wasser- und Nährstoffbedarf für ein angemessenes Pflanzenwachstum zu decken und die Produktion von Nahrungsmitteln und Energiepflanzen zu gewährleisten. In der FlexTreat-Pilotanlage wird ein Teil des Kläranlagenablaufs so aufbereitet, dass die Konzentration von pathogenen Keimen und Mikroverunreinigungen, wie z.B. Rückstände aus Pharmazeutika und Körperpflegeprodukten, weitestgehend auf ein Minimum reduziert wird und uneingeschränkt nutzbares Bewässerungswasser entsteht. Darüber hinaus werden Untersuchungen zum Schadstoffabbau während der Bodenpassage und zur Schadstoffaufnahme durch Nutzpflanzen durchgeführt.

Zu den erwarteten Ergebnissen des Projekts gehören wissenschaftliche und technische Grundlagen für die sichere Nutzung des gereinigten Abwassers, die optimale Leistung der implementierten innovativen, fortschrittlichen Abwasserbehandlungsprozesse, ein integrierter Bewertungsansatz, der Wasserqualität, Gesundheitsrisiken, Systembelastbarkeit sowie ökonomische und ökologische Dimensionen kombiniert. Darüber hinaus Beiträge für Implementierungsrichtlinien, einschließlich einer Anleitung zu Risikomanagementmethoden in Übereinstimmung mit den europäischen Mindestanforderungen für die landwirtschaftliche Bewässerung.

Die Durchführung des Projekts und die daraus abgeleiteten Ergebnisse werden von großer Bedeutung sein, um das Potenzial der Wiederverwendung nicht nur in Deutschland, sondern auch in Europa zu fördern. Sie werden dazu dienen, die Akzeptanz dieses Ansatzes in der Öffentlichkeit und in der Praxis zu erhöhen, indem sie technische Nachweise und übertragbare Lösungen für verschiedene Kontexte liefern.

FlexTreat wird mit wichtigen Erkenntnissen dazu beitragen, Schritte zur Identifizierung von Synergien bei gemeinsamen Verbindungen voranzutreiben, die Risiken auf der Grundlage wissenschaftlicher Prinzipien zu bewerten und verbesserte Kenntnisse und eine Grundlage für weitere wissenschaftliche und technische Ansätze zu liefern.

Schließlich wird das Projekt den interessierten Parteien die Möglichkeit bieten, die innovativsten und nachhaltigsten Lösungen kennenzulernen und Zugang zu ihnen zu erhalten, sowie die technische Unterstützung, um die Umsetzung in größerem Maßstab zu ermöglichen und zu fördern.

Οι κύριοι στόχοι του έργου περιλαμβάνουν το σχεδιασμό και εγκατάσταση πιλοτικών μονάδων επεξεργασίας λυμάτων στα νοσοκομεία Ηράκλειου (Ελλάδα) και Λάρνακως (Κύπρος) για την απομάκρυνση των ανθεκτικών στα αντιβιοτικά βακτηρίων και γονιδίων. Οι μονάδες θα αποτελούνται από αναερόβια διεργασία MBR, φυτοθεραπεία μέσω Lemna minor, φωτοκατάλυση και μικροδιήθηση. Το έργο εμπεριέχει επίσης, την οικονομική και περιβαλλοντική αξιολόγηση της λειτουργίας των πιλοτικών αυτών μονάδων και την ανάπτυξη κατευθυντήριων γραμμών και μοντέλων σχεδιασμού, για πλήρη υλοποίηση της συνολικής εκροής νοσοκομειακών μονάδων, τόσο στα συμμετέχοντα νοσοκομεία όσο και σε άλλα νοσοκομεία διαφορετικών περιοχών (δυνατότητα μεταφοράς και αντιγραφής).

Η ενίσχυση του επανεμπλουτισμού των υπόγειων υδάτων μέσω της αποθήκευσης πλεονάζοντος νερού στην υπόγεια επιφάνεια σε περιόδους υψηλής διαθεσιμότητας, ακολουθούμενη από ανάκαμψη σε περιόδους υψηλής ζήτησης, αντιπροσωπεύει μια τεχνολογία χαμηλού κόστους που αυξάνει την ανθεκτικότητα των υποδομών ύδρευσης και άρδευσης σε ακραία υδροκλιματικά γεγονότα. Αυτή η τεχνική, που αναφέρεται ως διαχειριζόμενος εμπλουτισμός υδροφορέων (MAR), αντιπροσωπεύει μια βιώσιμη λύση προσαρμογής για τη βιώσιμη διαχείριση των υδάτινων πόρων, ενώ μειώνει τον αντίκτυπο της λειψυδρίας αυξάνοντας την εποχιακή διαθεσιμότητα νερού. Το MAR μπορεί να βελτιώσει την επισιτιστική ασφάλεια και να μειώσει τους κινδύνους αποτυχίας της συγκομιδής καθώς αυξάνεται η ανθεκτικότητα έναντι ακραίων καιρικών φαινομένων όπως η ξηρασία. Ο κύριος στόχος είναι η μείωση των κινδύνων στην εφαρμογή της βιώσιμης διαχείρισης των υπόγειων υδάτων μέσω της ανάπτυξης και της εφαρμογής ενός καινοτόμου διαδικτυακού συστήματος παρακολούθησης και ελέγχου σε πραγματικό χρόνο σε συνδυασμό με εργαλεία αξιολόγησης και διαχείρισης κινδύνων. Η προσέγγιση έχει δοκιμαστεί σε έξι τοποθεσίες MAR (πιλοτική και πλήρης κλίμακα), η οποία εξασφαλίζει ότι το πλαίσιο έξυπνου ελέγχου μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορες περιβαλλοντικές και λειτουργικές συνθήκες για τη βελτίωση των ολοκληρωμένων τεχνικών διαχείρισης των υδάτινων πόρων.εργαλεία αξιολόγησης και διαχείρισης.

Ο γενικός στόχος του Καινοτόμου Δίκτυου Κατάρτισης REWATERGY , που συμβαδίζει με τις τρέχουσες πρωτοβουλίες της Ευρωπαϊκής Επιτροπής για το NEXUS νερού-ενέργειας, είναι η εγγύηση της ανταγωνιστικότητας του νερού στο βιομηχανικό τομέα με την ανάπτυξη προσαρμοσμένου και ολοκληρωμένου Βιομηχανικού Ευρωπαϊκού Διδακτορικού πρόγραμματος για την παροχή μιας γενιάς με εξειδικευμένους επιστήμονες και μηχανικούς παράλληλα εκπαιδευμένους από τη βιομηχανία και από κορυφαία ερευνητικά ιδρύματα, που να βρίσκονται σε θέση να αναπτύξουν θεμελιώδη κατανόηση και τεχνολογίες στον τομέα και την εφαρμογή τους στην Ευρωπαϊκή αγορά. Τρεις ερευνητικοί στόχοι έθεσαν τα θεμέλια αυτού του φιλόδοξου προγράμματος: (i) ενίσχυση της ανάκτησης ενέργειας από ρεύματα λυμάτων εμπνευσμένα από την έννοια της κυκλικής οικονομίας, (ii) βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης της απολύμανσης του νερού και απομάκρυνση των ρύπων αναδυόμενου ενδιαφέροντος και (iii)αύξηση της ανθεκτικότητας των κατανεμημένων οικιακών ασφαλών συστημάτων πόσιμου νερού που αντιμετωπίζουν πιθανές προκλήσεις για την υγεία και την ασφάλεια. Το πρόγραμμα έχει σχεδιαστεί ειδικά για να καλλιεργήσει ένα επιχειρηματικό πνεύμα με το συνεργατικό σχεδιασμό, ανάπτυξη και κατασκευή νέων πρωτοτύπων ευθυγραμμισμένων με τους τρεις ερευνητικούς στόχους. Αυτή η έννοια της κατάρτισης θα έχει μακροπρόθεσμο αντίκτυπο παρέχοντας ένα ρεύμα από άρτια εκπαιδευμένους, καινοτόμους επιστήμονες και μηχανικούς ικανούς να ανταλλάσουν ιδέες και να αναπτύσσουν δημιουργικές λύσεις για την υιοθέτηση νέων τεχνολογιών στην αγορά.

Τα μικροπλαστικά έχουν αποτελέσει αντικείμενο αυξανόμενης προσοχής την τελευταία δεκαετία, δεδομένου ότι έχουν βρεθεί σχεδόν σε όλα τα νερά και τους ωκεανούς, σε όλο τον κόσμο. Ενώ οι ποταμοί θεωρείται ότι συμβάλλουν σημαντικά στη ρύπανση από μικροπλαστικά στο θαλάσσιο περιβάλλον, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας αστικών λυμάτων (UWTPs) αναμένεται να αποτελέσουν σημαντική πηγή εκπομπών όχι μόνο μικροπλαστικών σωματιδίων αλλά και του λιγότερο μελετημένου πλαστικού νανο-μεγέθους σε γλυκά νερά. Το έργο NANO-CARRIERS στοχεύει μέσω μιας διεπιστημονικής προσέγγισης στην ανάπτυξη νέας κατανόησης του κινδύνου εκπομπής μικρο-και νανοπλαστικών (MNPs) σε υδάτινα οικοσυστήματα, στο πλαίσιο της εκπομπής και της εξάπλωσης χημικών πρόσθετων, μολυσματικών παραγόντων αναδυόμενης ανησυχίας (CECs) και γονιδίων ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά μέσω εργαστηριακών πειραμάτων, μετρήσεων πεδίου και εστιασμένων περιπτωσιολογικών μελετών.

Το έργο αυτό στοχεύει στη διερεύνηση της ασφαλούς και βιώσιμης επεξεργασίας λυμάτων για άρδευση, με ελαχιστοποιημένες οικολογικές και αγρονομικές επιπτώσεις. Η γενική ιδέα είναι να αναπτυχθούν οικονομικά αποδοτικά αρθρωτά, αποσυγκεντρωμένα συστήματα επεξεργασίας λυμάτων/άρδευσης σε συνδυασμό με εργαλεία υποστήριξης αποφάσεων που επιτρέπουν τη σύνδεση/αποσύνδεση των μονάδων επεξεργασίας για την απομάκρυνση παθογόνων, ενώσεων αναδυόμενης ανησυχίας (CEC) και αλατότητας ως συνάρτηση της πηγής λυμάτων και των μετρούμενων παραμέτρων ποιότητας, για να εξασφαλιστεί η βέλτιστη ποιότητα του επαναχρησιμοποιημένου νερού για άρδευση και μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των αρδευόμενων εδαφών. Ο πρώτος στόχος είναι η βελτιστοποίηση και αξιολόγηση ενεργειακά αποδοτικών μονάδων δευτεροβάθμιας επεξεργασίας ειδικά σχεδιασμένων για ενσωμάτωση σε αποκεντρωμένα συστήματα επαναχρησιμοποίησης λυμάτων. Ο δεύτερος στόχος είναι η ανάπτυξη και αξιολόγηση νέων προχωρημένων μονάδων προηγμένης θεραπείας (τριτοβάθμια) για ενσωμάτωση σε αποκεντρωμένα συστήματα επαναχρησιμοποίησης λυμάτων για τη μείωση των μικροβιακών παθογόνων, κινητικά γενετικά στοιχεία (MGE), γονίδια αντοχής στα αντιβιοτικά (ARGs) και CECs, ενώ ο τελικός στόχος είναι την ανάπτυξη και αξιολόγηση ενοτήτων για τη μείωση της αλατότητας των λυμάτων για την πρόληψη της αλάτωσης του εδάφους, οι οποίες υπό ορισμένες συνθήκες προκαλούν επιδείνωση της ποιότητας του εδάφους και μείωση της καλλιέργειας υπερωρίες.

Le bassin versant de la Drôme est identifié en déficit quantitatif par le SDAGE du bassin Rhône Méditerranée. L'objectif de cette étude est d'aider à rétablir l’équilibre quantitatif et qualitatif du territoire via une évaluation du potentiel de réutilisation des eaux du territoire.

L’étude est menée sur l’intégralité du bassin versant de la Drôme afin d’intégrer d’une part l’ensemble des acteurs, publics et privés, impliqués dans la gestion de l’eau, et d’autre part l’ensemble des contraintes et enjeux locaux sur la ressource en eau. Cette démarche permet ainsi une optimisation des stratégies, des scénarios et des filières techniques proposées à l’échelle du territoire. En outre, l’étude intègre de manière large le multi-sources (ressources conventionnelles de surface et souterraines, eaux usées traitées domestiques issues de stations collectives et individuelles, eaux d’origine industrielle…) et le multi-usages (agriculture, industries, élevages, lutte incendie, espaces verts…).



Le projet se divise en plusieurs phases :

1) Phase 1 : Evaluation des opportunités de réutilisation du territoire, c’est-à-dire caractérisation des ressources non conventionnelles disponibles (qualité, volumes, usages potentiels existants et futurs) en intégrant les perspectives démographiques et de changement climatique, ainsi que le contexte local environnemental et socio-économique. La méthodologie adoptée est l’analyse multicritère, avec les familles de critères suivantes :

- Réplicabilité à l’échelle du bassin versant

- Impacts environnementaux et socio-économiques sur le territoire

- Faisabilité à court terme

Le but est ainsi de prioriser les sites et les scénarios à plus fort potentiel pour la mise en place de pilotes de réutilisation des eaux. Une étude de faisabilité technique, économique, réglementaire, sociale, organisationnelle est également réalisée pour 3 sites prioritaires.

2) Phase 2 : Mise en œuvre et suivi de projets pilotes démonstrateurs

3) Phase 3 : Réplication des démonstrateurs sur d’autres sites grande échelle sur l’ensemble du territoire

Face aux enjeux climatiques et démographiques, la vocation du projet ENLARGE est de développer des solutions et outils d’aide à la décision permettant d’évaluer l’intérêt des approches décentralisées dans le cadre de projets d’aménagement urbain. L’objectif final est de proposer des pistes pour anticiper les changements globaux et optimiser l’usage des ressources tout en permettant un développement économique respectueux de l’environnement et une résilience des communautés urbaines sur le long terme.

A partir de cas d’études appliqués à 4 villes (Amsterdam NL, Miami USA, Marseille FR et Florianopolis BRE), ce projet vise ainsi à :

• Analyser différentes solutions technologiques au travers de scénarios de développement urbain durables ;

• Développer des outils de modélisation multi-échelles et multi-agents pour mieux appréhender et optimiser les solutions sélectionnées dans nos scénarios, incluant l'agriculture urbaine ;

• Produire des indicateurs environnementaux, économiques et sociaux adaptés à différents contextes urbains pour réaliser et comparer des systèmes centralisés avec des systèmes décentralisés.



Les résultats marquants de ce projet en cours sont les suivants :

1) Une base de données consolidée de projets (retours d’expérience) décentralisés en milieu urbain de réutilisation des eaux et des nutriments avec un focus sur le nexus Eau-Alimentation-Energie. Cette base de données permet d’analyser sur différents aspects ces REX : techniques, économiques, organisationnels, réglementaires et bénéfices.

2) Des scénarios cadrés techniquement, économiquement et réglementairement d’économie circulaire de l’eau et des nutriments adaptés aux contextes locaux des villes de Marseille de Florianopolis et de Vitoria, et validés par des acteurs locaux.

3) Un modèle (toujours en cours de construction) sous logiciel VENSIM dont l’ambition dépasse celle du projet ENLARGE : il vise à devenir un outil d’aide à la décision complet pour l’étude de solutions décentralisées de séparation à la source et d’économie circulaire de l’eau et des nutriments (pour leur valorisation en agriculture urbaine).

Murviel-lès-Montpellier, commune à l’ouest de Montpellier, possède une station de traitement des eaux usées par filtres plantés aérés (1500 EH). Sur la commune, l’accès à l’eau pour l’irrigation conditionnera dans un avenir proche le maintien de l’activité agricole, et de la viniculture en particulier.



Dans ce contexte, la réutilisation des eaux pour l’irrigation apparaît comme une solution pertinente pour diminuer la pollution, préserver le milieu sensible, faciliter l’accès des agriculteurs à la ressource en eau pour l’irrigation et valoriser les nutriments des eaux à des fins agronomiques.



Les principaux objectifs de cette plateforme sont :

• Adapter le traitement des eaux usées à l’usage en sortie de station d’épuration (irrigation ou rejet)

• Optimiser la durabilité et l’efficience des systèmes d’irrigation

• Valoriser les eaux usées traitées d’un point de vue agronomique

• Maîtriser les risques sanitaires et environnementaux (survie des pathogènes dans les systèmes d’irrigation, l’atmosphère ou le sol, suivi de polluants émergents en système agricole)



Le travail expérimental global portera sur l’acquisition de références à la fois en conditions contrôlées (bacs de sol) dans l’enceinte de la station d’épuration et en conditions réelles, sur une parcelle agricole en culture.

Afin de promouvoir des activités agricoles irriguées respectueuses de l'environnement, d'anticiper la raréfaction de la ressource en eau et de réhabiliter les friches pour une meilleure gestion du paysage, la commune de La Flotte, sur l’île de Ré, a mis en place un programme de réutilisation des eaux de la STEP " Le Clos Martin ".

Ainsi, 600 000 m3 d’eau par an sont traitées grâce à un dégrillage, un dessableur-dégraisseur, un bassin d’aération, un clarificateur et une désinfection par ultra-violet et par chlore. Des contrôles chimiques et bactériologiques sont effectués par un laboratoire accrédité (DCO, MES et Escherichia coli) afin de garantir une qualité d'eau A. Ce dispositif permet d’alimenter en eau plusieurs usages : maraîchage, production de pommes de terre et centres équestres. Ce sont chaque année environ 20 000 m3 d'effluent qui sont valorisés pour l'irrigation d'environ 50 ha.

Ce programme d'irrigation, établi en collaboration avec l'Association des Irrigants de La Flotte en Ré, bénéficie d'un arrêté préfectoral.

La salinité des eaux traitées est une problématique majeure pour la mise en place de projets durables de réutilisation des eaux.

Pays de l’Or Agglomération et la ville de La Grande Motte souhaitent valoriser les eaux de la station de traitement pour l’irrigation du Golf de la ville. Certaines eaux traitées sont trop salées pour être utilisées telles quelles en irrigation agricole et doivent être diluées.

Pays de l’Or Agglomération a donc souhaité mener des tests in situ sur une plate-forme dédiée sur la station de traitement afin :

• De quantifier les risques relatifs à la salinité ;

• D’optimiser les taux de dilution ;

• D’identifier des gazons tolérants.



Ainsi, la plateforme démonstrateur de La Grande Motte a été mise en place avec 4 types de gazons cultivés en bac hors sol de 1 m2 :

- Agrostis,

- Ray-Grass,

- Cynodon dactylon,

- Ray-Grass/Fétuque



Et 5 types d’eau d’irrigation :

- eau traitée non diluée à max. 3 dS/m

- eau traitée diluée à 2 dS/m

- eau traitée diluée à 1,5 dS/m

- eau traitée diluée à 1 dS/m

- eau potable témoin

La combinaison de ces modalités doit permettre de sélectionner une variété de gazon et une dilution d’eau traitée appropriée à une irrigation durable du golf de La Grande-Motte.

L’île de Noirmoutier, située sur la côte atlantique française ne possède pas de réserve d’eau douce, et presque toute l’eau potable est importée. Plusieurs raisons ont motivé la réutilisation des eaux usées traitées sur l'ile :

- La population de l'ile présente une forte variabilité saisonnière ;

- Culture de la pomme de terre (haute valeur ajoutée) mais gourmande en eau;

- Milieu récepteur sensible.

Dès 1980, les eaux traitées par les stations d'épuration de La Salaisière et La Casie (traitement tertiaire par lagunage) sont réutilisées pour l'irrigation de cultures de pommes de terre. Aujourd'hui c'est environ 380 ha qui sont irrigués (710 ha irrigables) avec en moyenne 300 000 m3/an. Les lagunes et bassins de stockage sont gérés par la communauté de communes, tandis que la station de pompage et le réseau d’irrigation sont gérés par l’association syndicale de drainage et d'irrigation de l'île de Noirmoutier (ASDI). D’un point de vue économique, le coût du traitement tertiaire et des bassins de stockage a été couvert par la communauté de communes avec l’appui financier de l’Agence de l’Eau Loire-Bretagne. La station de pompage et le réseau d’irrigation ont été financés par l’association d’irrigants avec quelques aides départementales. Les investissements se sont élevés au total à 5.6 M€, soit 14 700 € par ha irrigué. L’exploitation et l’entretien s’élèvent à environ 170 000 €/an, soit 450 €/ha.

Pionnière de la réutilisation des eaux usées traitées en France, l’Association Syndicale Autorisée Limagne Noire irrigue, depuis 1996, 700 ha de cultures. La plaine de la Limagne Noire est une bande de terre située au nord du département du Puy-de-Dôme en France. Des exploitations céréalières y irriguent leurs cultures grâce à l’eau recyclée d’une sucrerie et de la station d’épuration de Clermont-Ferrand.

Les éléments suivants ont contribué à la mise en place du projet :

- Le site Bourdon de la sucrerie Cristal-Union est localisé à proximité de la station d’épuration de la ville de Clermont-Ferrand et du périmètre agricole de Limagne Noire (betterave Sucrière) ;

- Aucune ressource en eau n’est disponible pour l’irrigation (cours d’eau du Beldat à faible débit et très pollué, pas de nappe souterraine, distance de 20 km jusqu’à l’Allier) ;

- Il y a une forte demande en irrigation pour les agriculteurs afin d’assurer et d’augmenter les rendements ;

- L’irrigation est obligatoire pour la mise en place de contrats maïs semence avec Limagrain.

Le projet a vu le jour en 1996, après une levée de fonds de 5,4 millions d'euros. Un tiers fut financé par les agriculteurs adhérents à raison de 1 800 €/ha. Le reste fut pris en charge par la sucrerie et divers organismes publics.

Dès le 1er avril, 200 000 m3 d’eau de lavage des betteraves de la sucrerie Bourdon sont stockés dans 12 ha de bassins et les UV du soleil y détruisent les pathogènes. L’eau épurée est ensuite progressivement épandue (avril-mai), elle possède d’ailleurs une valeur fertilisante non négligeable. Une fois vides, les bassins sont à nouveau remplis avec 30 % des eaux de la station d’épuration Clermont Métropole. Les eaux y finissent leur épuration selon le même procédé, puis sont réutilisées pour l’irrigation. Ce sont 900 000 m3/an d’eaux épurées de la station qui sont ainsi réutilisées de mai à septembre.

En tout, ce sont 700 ha qui sont irrigués annuellement, pour une surface équipée de 1500 ha.

Le bassin versant de la Drôme est identifié en déficit quantitatif par le SDAGE du bassin Rhône Méditerranée. L'objectif de cette étude est d'aider à rétablir l’équilibre quantitatif et qualitatif du territoire via une évaluation du potentiel de réutilisation des eaux du territoire.

L’étude est menée sur l’intégralité du bassin versant de la Drôme afin d’intégrer d’une part l’ensemble des acteurs, publics et privés, impliqués dans la gestion de l’eau, et d’autre part l’ensemble des contraintes et enjeux locaux sur la ressource en eau. Cette démarche permet ainsi une optimisation des stratégies, des scénarios et des filières techniques proposées à l’échelle du territoire. En outre, l’étude intègre de manière large le multi-sources (ressources conventionnelles de surface et souterraines, eaux usées traitées domestiques issues de stations collectives et individuelles, eaux d’origine industrielle…) et le multi-usages (agriculture, industries, élevages, lutte incendie, espaces verts…).



Le projet se divise en plusieurs phases :

1) Phase 1 : Evaluation des opportunités de réutilisation du territoire, c’est-à-dire caractérisation des ressources non conventionnelles disponibles (qualité, volumes, usages potentiels existants et futurs) en intégrant les perspectives démographiques et de changement climatique, ainsi que le contexte local environnemental et socio-économique. La méthodologie adoptée est l’analyse multicritère, avec les familles de critères suivantes :

- Réplicabilité à l’échelle du bassin versant

- Impacts environnementaux et socio-économiques sur le territoire

- Faisabilité à court terme

Le but est ainsi de prioriser les sites et les scénarios à plus fort potentiel pour la mise en place de pilotes de réutilisation des eaux. Une étude de faisabilité technique, économique, réglementaire, sociale, organisationnelle est également réalisée pour 3 sites prioritaires.

2) Phase 2 : Mise en œuvre et suivi de projets pilotes démonstrateurs

3) Phase 3 : Réplication des démonstrateurs sur d’autres sites grande échelle sur l’ensemble du territoire

Face aux enjeux climatiques et démographiques, la vocation du projet ENLARGE est de développer des solutions et outils d’aide à la décision permettant d’évaluer l’intérêt des approches décentralisées dans le cadre de projets d’aménagement urbain. L’objectif final est de proposer des pistes pour anticiper les changements globaux et optimiser l’usage des ressources tout en permettant un développement économique respectueux de l’environnement et une résilience des communautés urbaines sur le long terme.

A partir de cas d’études appliqués à 4 villes (Amsterdam NL, Miami USA, Marseille FR et Florianopolis BRE), ce projet vise ainsi à :

• Analyser différentes solutions technologiques au travers de scénarios de développement urbain durables ;

• Développer des outils de modélisation multi-échelles et multi-agents pour mieux appréhender et optimiser les solutions sélectionnées dans nos scénarios, incluant l'agriculture urbaine ;

• Produire des indicateurs environnementaux, économiques et sociaux adaptés à différents contextes urbains pour réaliser et comparer des systèmes centralisés avec des systèmes décentralisés.



Les résultats marquants de ce projet en cours sont les suivants :

1) Une base de données consolidée de projets (retours d’expérience) décentralisés en milieu urbain de réutilisation des eaux et des nutriments avec un focus sur le nexus Eau-Alimentation-Energie. Cette base de données permet d’analyser sur différents aspects ces REX : techniques, économiques, organisationnels, réglementaires et bénéfices.

2) Des scénarios cadrés techniquement, économiquement et réglementairement d’économie circulaire de l’eau et des nutriments adaptés aux contextes locaux des villes de Marseille de Florianopolis et de Vitoria, et validés par des acteurs locaux.

3) Un modèle (toujours en cours de construction) sous logiciel VENSIM dont l’ambition dépasse celle du projet ENLARGE : il vise à devenir un outil d’aide à la décision complet pour l’étude de solutions décentralisées de séparation à la source et d’économie circulaire de l’eau et des nutriments (pour leur valorisation en agriculture urbaine).

A produção pecuária concentra-se em determinadas regiões, algumas sem área suficiente para aplicação dos efluentes produzidos. Assim, para ser competitivo e cumprir os requisitos legais, o setor deve promover uma economia circular, procurando novas alternativas de gestão de efluentes.

Esta iniciativa visa uma abordagem de valorização de um recurso, focada nos diferentes interesses que convergem na produção e gestão adequada e integrada dos fluxos gerados nos sistemas agropecuários (sociais, políticos, económicos, técnicos e ambientais), assegurando o desenvolvimento sustentável, a nível regional/nacional. Em todos os passos relacionados com a gestão destes fluxos (produção, recolha, armazenamento, valorização e reutilização nas condições locais), o objetivo da valorização não será apenas evitar a sua eliminação, mas também reduzir a exploração de recursos naturais, pela reciclagem. A identificação (pela definição de indicadores), quantificação e hierarquização de fluxos serão fundamentais, permitindo balanços de nutrientes a nível das explorações e consequente gestão sustentável.

Os resultados esperados incluem: i) um roteiro para a gestão de efluentes, ligado às características da exploração e restrições regionais, ii) apoiar a tomada de decisão com soluções centralizadas / descentralizadas, iii) contribuir para a intensificação sustentável dos sistemas de produção animal e para o planeamento paisagístico, face ás alterações climáticas e escassez dos recursos. Os beneficiários serão os agricultores e produtores de animais, a sua sustentabilidade e a imagem de marca do setor.

A produção pecuária concentra-se em determinadas regiões, algumas sem área suficiente para aplicação dos efluentes produzidos. Assim, para ser competitivo e cumprir os requisitos legais, o setor deve promover uma economia circular, procurando novas alternativas de gestão de efluentes.

Esta iniciativa visa uma abordagem de valorização de um recurso, focada nos diferentes interesses que convergem na produção e gestão adequada e integrada dos fluxos gerados nos sistemas agropecuários (sociais, políticos, económicos, técnicos e ambientais), assegurando o desenvolvimento sustentável, a nível regional/nacional. Em todos os passos relacionados com a gestão destes fluxos (produção, recolha, armazenamento, valorização e reutilização nas condições locais), o objetivo da valorização não será apenas evitar a sua eliminação, mas também reduzir a exploração de recursos naturais, pela reciclagem. A identificação (pela definição de indicadores), quantificação e hierarquização de fluxos serão fundamentais, permitindo balanços de nutrientes a nível das explorações e consequente gestão sustentável.

Os resultados esperados incluem: i) um roteiro para a gestão de efluentes, ligado às características da exploração e restrições regionais, ii) apoiar a tomada de decisão com soluções centralizadas / descentralizadas, iii) contribuir para a intensificação sustentável dos sistemas de produção animal e para o planeamento paisagístico, face ás alterações climáticas e escassez dos recursos. Os beneficiários serão os agricultores e produtores de animais, a sua sustentabilidade e a imagem de marca do setor.

Este trabalho realizou-se no Algarve em 2019, e pretendeu avaliar possibilidades e vantagens da reutilização do efluente tratado da ETAR Faro Noroeste para rega de um pomar de ‘Valencia Late’ (Citrus sinensis) enxertada em citranjeira ‘Troyer’. Monitorizou-se de janeiro a julho a quantidade e a qualidade do efluente tratado para verificação do cumprimento dos requisitos definidos nas recentes orientações legais na Europa. Procedeu-se à caracterização do solo e da água subterrânea utilizada até ao momento para a rega. Durante o período experimental, inventariaram-se os consumos energéticos associados à movimentação da água, comparando-se o cenário da rega do laranjal com a água subterrânea com o cenário da rega com efluente tratado. Com base nos consumos energéticos destes dois cenários de rega, foram estimadas as emissões de carbono no sistema ETAR-Laranjal. Confirmou-se a aptidão do efluente tratado para a rega do laranjal, em termos qualitativos e quantitativos. Verificou-se que a reutilização de água residual apresenta várias vantagens ambientais: (1) evita possíveis fenómenos de eutrofização por descarga do efluente tratado na Ria Formosa; (2) reduz a captação de água subterrânea de um aquífero que já apresenta intrusão salina; (3) reduz em mais de 30 % o uso de fertilizantes de síntese aplicados (de N e de P); (4) e melhora o teor de matéria orgânica e portanto a produtividade do solo. Por outro lado, a otimização do sistema de rega, permite reduzir os consumos energéticos e as emissões de carbono a eles associadas, bem como as perdas de água por evapotranspiração. Finalmente, um solo mais produtivo vai potenciar maior sequestro de carbono atmosférico pelas laranjeiras, melhorando o balanço global de carbono na produção dos citrinos.

A escassez de água é um problema mundial e a agricultura por si só é responsável por 70% do consumo de água doce da Terra. Assim, numa perfectiva mais sustentável a reutilização de águas residuais para irrigação torna-se obrigatória. No entanto, muitos dos tratamentos convencionalmente aplicados em estações de tratamento de águas residuais (ETARs) são ineficientes contra contaminantes emergentes, como antibióticos, bactérias resistentes a antibióticos/ genes de resistência a antibióticos, e vírus. Além disso, as ETARs são apontadas como potenciais hotspots na proliferação e disseminação de resistências a antibióticos. O projeto AgriWWater propõe estimular a reutilização de água residual na irrigação agrícola, mitigando o risco microbiológico. Assim, o projeto visa: 1) esclarecer o potencial das ETARs na disseminação de bactérias resistentes a antibióticos e respetivos genes de resistência, 2) caracterizar o viroma presente nas ETARs e a sua disseminação para o meio ambiente 3) desenvolver e otimizar protocolos que permitirão uma avaliação precisa da segurança microbiológica da água tratada e futuras comparações entre estudos 4) otimizar e aplicar processos de tratamento eficientes (através de uma unidade piloto de nano filtração desenvolvida pela equipa) que podem ser transferidos para a indústria e 5) avaliar a segurança de framboesas irrigadas com a água tratada. A longo prazo, o projeto AgriWWater pretende levar ao desenvolvimento de um sistema de agricultura sustentável, promovendo uma utilização eficiente e segura dos recursos hídricos, com o reaproveitamento da água residual, fechando assim o ciclo urbano da água.

O cultivo de arroz é estratégico para a segurança alimentar em muitos países e o consumo humano em todo o Mediterrâneo tem vindo a aumentar de forma regular. O cultivo tradicional de arroz não permite aumentar a produção pela indisponibilidade de solos com aptidão ao alagamento contínuo e pela escassez de água, sendo urgente encontrar novas soluções, tal como o uso de ART por gotejamento subterrâneo, que perspectiva a extensão do cultivo a terras altas e a solos ligeiros, com recurso a água de origem não convencional. Neste sentido realizou-se um ensaio em condições controladas para avaliar os efeitos do uso de ART urbana na rega do arroz. Usou-se ART da Estação de Coimbrões, Leiria, e avaliou-se os efeitos químicos e microbiológicos no solo e na qualidade da produção de arroz relativamente a metais pesados. Os resultados obtidos indicam um efeito significativo no aumento de salinidade do solo durante o ciclo vegetativo, mas com reduzidos impactes na produção, problema que é mitigado após o período outono-inverno, devido à drenagem interna por ação da precipitação. Os efeitos microbiológicos no solo, não revelaram problemas. Sobre os metais pesados (arsénio, cádmio, chumbo e mercúrio) no grão colhido também não se identificaram elementos de risco significativos. Os resultados são muito favoráveis devido ao teor descipiente de arsénio, pelas condições aeróbias da rega gota-a-gota. Recomendações práticas: Acautelar o contacto do agricultor com a ART no armazenamento e na manutenção do sistema de rega; Monitorizar a salinidade do solo, para evitar danos para a cultura, recorrendo se necessário, à fração de lavagem; Garantir boa drenagem interna do solo, designadamente através de drenagem subterrânea; Monitorizar a qualidade a produção.

Gestión integrada de la regeneración y reutilización eficiente y segura de aguas residuales urbanas en la agricultura

Su objetivo es desarrollar prácticas de gestión y protocolos para el manejo del riego, necesarias para conseguir una producción agrícola sostenible. Para conseguir la optimización en el manejo de las aguas regeneradas y limitar así cualquier efecto negativo sobre la producción agrícola (contaminación microbiológica, deterioro de la calidad, incremento de la salinidad en el suelo, etc), se aportarán soluciones innovadoras.

El proyecto tiene objetivos científicos, tecnológicos y sociales:

- Evaluar y comparar tratamientos de eliminación de contaminantes emergentes en aguas residuales.

- Eliminar riesgos asociados al uso de agua regenerada (ruta y persistencia de contaminantes emergentes y PTS en cultivos hortícolas).

- Mejorar el rendimiento de productos leñosos regados con agua regenerada.

- Evaluar el efecto del déficit hídrico y el uso de agua regenerada (parámetros fisiológicos y agronómicos) para establecer criterios de manejo óptimo del riego.

- Optimizar dos tecnologías avanzadas en depuración para la eliminación de contaminantes emergentes.

- Desarrollar tecnologías y protocolos para mejorar la eficiencia del uso del agua regenerada en agricultura (sensores, riego dual, ozono).

- Desarrollar una plataforma TIC para promocionar la información.

- Fomentar el desarrollo de sistemas de tratamiento avanzados en plantas depuradoras de aguas residuales.

- Obtener un recurso hídrico de calidad

- Difundir los resultados para mejorar la aceptación pública en el uso y manejo de las aguas regeneradas.

Re utilización de fuentes de agua no convencionales en agricultura en países mediterráneos

Socios: Italia, Palestina, Jordania, Túnez y España.

MENAWARE tiene como objetivo aumentar el acceso al agua mediante el tratamiento y la regeneración de las aguas residuales, para utilizarlas como fuente complementaria en el riego y reforzar la capacidad de las instituciones gubernamentales, los agentes no estatales, los técnicos y los agricultores.

Los resultados previstos son:

- 6 plantas de tratamiento de aguas residuales equipadas con nuevos sistemas de pre y post tratamiento de bajo coste (tanque Im hoff, barreras reactivas permeables, filtros de arena, UV, cloración) para mejorar la calidad de las aguas residuales tratadas para usos agrícolas.

- 46,5 hectáreas de terreno regadas con aguas regeneradas, a través de sistemas eficientes (aspersores innovadores de bajo coste, riego por goteo sub superficial).

- 5 sesiones de formación para gestores, técnicos de instituciones locales y agricultores.

-1 plataforma web interactiva con información referida a la legislación y buenas prácticas en la gestión de fuentes de agua no convencional.

"Promover la gestión sostenible de la irrigación y el uso de fuentes no convencionales de agua en el Mediterráneo"

Socios: Italia, Jordania, Líbano, Túnez, España

El proyecto pretende aportar soluciones innovadoras que combinen la eficiencia en el uso del agua con la implementación de fuentes no convencionales. Además, abordará el desarrollo de capacidades, la creación de capacidades transfronterizas y en la mejora de la cooperación público-privada.

Resultados esperados:

- Aumentar la eficiencia en el uso del agua en un 30% a nivel de granja piloto.

- Sustituir el agua limpia por agua no convencional hasta el 100%.

- Aumentar entre un 5 y un 10 % las inversiones en regadío sostenible por parte de los sectores público y privado.

- 292 partes interesadas formadas en la eficiencia del uso del agua y el uso de agua no convencional.

- 4 iniciativas de inversión y visitas de campo temáticas transfronterizas para mostrar las técnicas de riego más eficientes.

- Prueba de 8 nuevas tecnologías para demostrar el potencial de las aguas residuales tratadas, la desalinización y las aguas mixtas para el riego.

- Difusión sobre el terreno entre 400 agricultores para sensibilizarlos sobre las nuevas soluciones de riego.

"Hacia un tratamiento y una reutilización sostenible de las aguas residuales en la región mediterránea"

Socios: Grecia, España, Malta, Líbano y Túnez.

Su objetivo es aportar una tecnología eco-innovadora de tratamiento de aguas residuales que consistirá en digestión anaeróbica, los humedales construidos y el tratamiento solar para el tratamiento rentable de las aguas residuales urbanas con costes mínimos de funcionamiento y máximos beneficios medioambientales.

Entre sus resultados esperados están:

 Cambiar el paradigma en torno a las aguas residuales para convertirlas en un recurso de uso múltiple durante todo el año.

 Implementar un sistema de operación y mantenimiento de bajo coste mediante el uso de paneles solares para la energía, la producción de biogás y fertilizantes y la construcción de humedales.

 Recoger las aportaciones de las partes interesadas sobre el potencial de reutilización de los efluentes tratados.

 Establecer tres unidades de demostración para el tratamiento y la reutilización de aguas residuales, combinando la digestión anaeróbica, los humedales construidos y el tratamiento solar en Túnez, Líbano y España.

 Establecimiento de tres planes de acción e inversión locales con un potencial de reutilización combinado de 900.000 m3

 Formar a 180 personas en el uso del sistema eco-innovador de tratamiento de aguas residuales.

El objetivo del proyecto es escalar la tecnología para la producción de biogás bajo demanda con lodo de EDAR, a partir del modelo a escala piloto desarrollado en LIFE ECOdigestion. Se implementará en dos plantas, en Portugal y España.

La contribución esperada del proyecto es:

• Escalar la herramienta para adaptarla a los parámetros operativos de las plantas y garantizar su estabilidad a escala real.

• Desarrollar una herramienta de simulación para la codigestión de residuos (purines y residuos agroalimentarios) intuitiva para los usuarios.

• Ajustar al 98 % la producción de biogás objetivo y el simulado.

• Obtener un modelo de ajuste al 90 % entre el biogás objetivo y el producido.

• Valorizar los residuos agroalimentarios como cosustratos.

• Incrementar la cantidad de residuos que pueden tratarse en la EDAR en un 192 %.

• Aumentar la cantidad de biogás producido en un 14 % al dosificar mejor residuos y mezclas.

• Favorecer el uso de biogás como energía verde.

• Reducir la emisión anual de gases de efecto invernadero.

Апархант е малко селище от 1200 жители в леко хълмистата и рядко населена югозападна част на Унгария. Почти всички домакинства са свързани с питейната водоснабдителна мрежа, експлоатирана от местната община. Хората ползват прости санитарни решения (тоалетни със септичен резервоар или отходни места – клозети)

Според Унгарското законодателство по околна среда, поне три различни технически решения трябва да се проектират винаги и поне едно от тях трябва да е така наречената “природна технология за пречистване на отпадъчни води”. В извършеното предпроектно проучване през 1977 г. следните четири системи са описани:

a) Система от изкуствено езеро с растителност без изкуствена аерация (след предварително пречистване, отпадъчната вода би трябвало да постъпва към изкуственото езеро, в което растителността се развива по естествен начин или може да бъде засадена, след което оттока от езерото постъпва към водоизточника от повърхностна вода);

b) Система от изкуствено езеро, оттока от което би трябвало да премине през пясъчен филтър (почвата е водоприемника);

c) Анаеробно изкуствено езеро с последващо напояване на тополи (пречистената отпадъчна вода не би трябвало да се събира дренажно, а да се просмуква в почвата на тополовите насаждения);

d) Класическо (изкуствено) биологическо пречистване (SBR) и напояване на тополи (пречистената отпадъчна вода не би трябвало да се събира дренажно, а да се просмуква в почвата на тополовите насаждения).

Във всеки от случаите, водата би трябвало да се събира в утаителни резервоари и да се транспортира към пред-очистката преди да постъпи към съответната система. Също така се препоръчва получената утайка да се компостира и използва в земеделието.

Сравнявайки четирите възможни решения, решение (с) (анаеробно изкуствено езеро с тополови насаждения) изглежда най-икономически изгодно, отчитайки инвестиционните и експлоатационни разходи. Също, при вземането в предвид на критерия за опазване на околната среда, това решение изглежда превъзходно. Надеждността и малкият брой обслужващ персонал е характерно за решение (с).

След предпроектното проучване и последващата сравнителна оценка, алтернатива (с) беше предложена на Инспектора по околна среда, който прие предложението с допълнителни препоръки. Беше разработен изпълнителен план, който да развие и опише детайлно модифицираната алтернатива (c). Изпълнението й започна и през 2001 г. системата беше пусната в експлоатация. Днес септичен отпадък от 80 м3 на денонощие се третира в тополовата гора и кореновата зона на системата.

Почвеното пробонабиране се извършва на всеки месец (2000 г.), но след започване на експлоатацията на всеки трети месец. Има също и мониторингови кладенци за контролиране качеството на подпочвените води, особено, когато нивото на подпочвените води е твърде ниско. Мониторингът доказва, че замърсяването на близките полета, подпочвените води и рибарниците спира. Общото азотно натоварване е около 1200-1400 кгN/ха/г. (Планираната гора е била 1,6 ха, но днес е 3-35ха). Около 20–30% от азота вероятно е отстранен чрез събраната реколта и от пашата на овцете.



Принципна схема на изградената система:



Събраният септичен отпадък от домакинствата се транспортира до събирателния резервоар със ситото. Пред-очистката се извършва в двустепенен резервоар за утаяване, след който водата се насочва към пломбиран резервоар за събиране. Събраната вода се подава гравитационно към природните площи за биологично пречистване - гора и влажна зона с тръстика. Напояването трае около година и активната утайка се изнася от утаителния резервоар един път седмично.



Събирателен резервоар със сито V = 10 м3 d = 10 мм 2-степенен утаителен резервоар Vо = 25 м3, Tо = 5ч. Vтот = 100 м3, Tтот = 150 dη BOD = 30 %, η SS = 80%



Защитен събирателен резервоар V = 330 м3, A = 240 м2 Тополова гора A =1.6 ха Натоварване = 2300 мм/a Натоварване БПК = 1,8 кг/м2/г. Qd = 80



м3/д Отпадък от ситото Утайка Q = ~ 8 м3/ 7дни .



Експ. коренова зона – тръстиково легло Vmedia = 264 м3, Товар= 20x50мм/г. A = 440 м2, ТоварБПК = 0.9 кг/м2/г



Тополовите дървета се използват свободно от жителите за отопляване. Тръстиката от изградената влажна зона се реже всяка година и също се използва от местното население за различни цели. Консолидираната утайка се транспортира към мястото на компостиране на всеки 4-6 седмици. Компостираната утайка се използва в земеделието.



Тревата между дърветата не бива да се подрязва, тъй като стадото овце от селото я “поддържа”, т.е. ежегодно се пестят пари за няколко работника. Учениците от първоначалното училище участват при засаждането на дървесната плантация и в часовете по биология правят измервания, за да изучат протичащите природни процеси при пречистването на отпадъчни води. Жителите са много удовлетворени от пречиствателната станция за отпадъчни води.



Околната им среда е подобрена, здравето защитено и са създадени нови работни места за някои безработни. Използването на утайката, дърветата и тръстиките води до допълнителни ползи. Изследванията с тополовата плантация в Апархант показват едно практическо и приемливо решение, благотворно за околната среда, икономиката, безработицата и екологичното съзнание за хора с ниски доходи.

Отворен пясъчен филтър в Лага

Лага е малко село в Югоизточна Швеция. Всичките 50 къщи са свързани към централната водопреносна мрежа, ремонтирана през 1998 г. Пред традиционните пречиствателни станции е избран открит пясъчен филтър, тъй като природната система се счита за по-надеждна и еднакво ефективна. След предварителното третиране в септичен резервоар водата се изпомпва към филтърно легло и се разпределя чрез вертикални тръби. Системата работи без технически проблеми и разходите за поддръжка са ниски. Посещението на станцията от персонала е един път седмично. Не се използват химикали, консумира се малко електроенергия и произведената утайка е минимална. След пречистване, стойностите за суспендирани вещества, БПК и бактерии са под минималните изисквания. Като последващо пречистване работи система от басейни, след която водата се инфилтрира и изпарява. Повечето пясъчни филтри в Швеция разчитат на гравитачността. При по-големите системи се използва помпа за разпределяне на водата. Пясъчните филтри се изграждат с дренажен слой на дъното. Големите легла трябва да се разделят на малки площи, към които водата може да постъпва индивидуално. Нова система от Норвегия използва дюзи за разпределение на водата, които позволяват много равномерно разпределение, дори по течението на филтърния пълнеж. Ползвайки разпръсквателна техника и лошокачествен филтърен материал може да се постигне около 10 пъти по-високо натоварване с отпадъчна вода в сравнение с възможното при конвенционалната инфилтрация или пясъчна филтърна система

Почвените филтри са оразмерени в зависимост от натоварването по БПК и количество вода. Следващите цифри могат да се ползват като практическо правило при оразмеряването на вертикалните филтърни системи. (Хидравличните натоварвания трябва да се изчисляват по средноденонощния поток през максималната седмица.

Цифрите се отнасят за нормален отток след утаителен резервоар с БПК около 200-35 мг/л).

Инфилтрация в естествени почви: 30-40 мм/д

Покрито пясъчно филтърно легло (използващо гравитацията) 50-60 мм/д

Покрито пясъчно филтърно легло (използващо помпа) 60-80 мм/д

Открито пясъчно филтърно легло 80-120 мм/д

Норвежко разпръскване (използващо среда от 2-6 мм) 250-500 мм/д



Опити и резултати

Вертикалните почвени филтри са здрави с голям и стабилен капацитет на пречистване.

Отстраняването на бактерии и вируси е по-добро и по-благонадеждно в сравнение с пречиствателните станции. Вертикалните почвени филтри предлагат ограничено рециклиране на хранителни вещества, ако се ползват самите те, но комбинирани с т.нар. разделни тоалетни системи, директно утаяване на фосфора или лятно напояване се предлагат прекрасни възможности за устойчиви санитарни условия.

Обикновено пречиствателната способност при отстраняване на суспендирани вещества и БПК е 90–99%, 30–60% отстраняване на P (ползването на силикатен пясък от алувиалните отложения и на съдържащи алуминий и желязо почви има голямо влияние при отстраняването на фосфор) и 30% намаление на общия азот (70% нитрификация). Патогенното отстраняване е повече от 99%.

От изложеното до тук става ясно, че еднообемните септични ями са неефективни съоръжения за пречистване на отпадъчни води, затова трябва да се избягва строежа на такива съоръжения. Там където има вече изградени такива да бъдат преработени по следния начин:

Съществуващата изгребна септична яма се вгражда в схемата на пречиствателна станция като денитрификатор за анаеробно окисление на въглеродо-съдържащи органични вещества чрез нитрати като акцептори на електрони. Изгражда се втора камера за био-басейн- нитрификатор където се монтира аерираща система и в комбинация с биоензимен препарат се получава достатъчно добро разграждане на органичните вещества. След био-басейна се изгражда и вторичен утаител като трета камера. От там водата може да се отведе към напоителните полета за третично пречистване по гореописаната схема.

В Kågeröd, град в най-южната част на Швеция (община на Svalöv), предварително пречистени отпадъчни води от традиционна пречиствателна станция се използват за напояване на съседна 11-ха плантация на върба. Станцията обслужва около 1 500 души и също така получава отпадъчни води от фабрика за производство на сухо мляко. Тази промишлена отпадъчна вода се пречиства отделно до „битово“ качество, преди да бъде пречистена заедно с битовите отпадъчни води. Общото натоварване на БПК възлиза на приблизително 5000 е.ж.

Основните цели тук са да се илюстрира използването на устойчива технология за пречистване на отпадъч+B68ни води, като в същото време могат да се използват ресурси от отпадъчните води (вода, хранителни вещества, органични вещества).

Пречиствателната станция се състои от решетки, аериран пясъкоуловител, агрегат за повърхностно аерирана активна утайка и химически етап след утаяване за отстраняване на фосфор. Изтичащата вода от пречиствателя на активната утайка (преди химическия процес на утаяване) се използва за напояване. Този вторичен отток се определя с подходящо качество, отчасти поради факта, че по време на биологичния етап може да се получи намаляване на патогените, освен отстраняване на твърди частици в пясъкоуловителя и утаителя, намалявайки риска от запушване на съоръжението за напояване. Освен това основната част от хранителните вещества все още е налична в отпадъчните води след биологичното пречистване.

В разрешителното за използване на водата е регламентирано:

• Биологично пречистените отпадъчни води като качество за напояване и количеството на приложените вода и хранителни вещества не трябва да надвишава изискванията на растенията

• Отпадъчните води трябва да се подават близо до повърхността на почвата, за да се избегнат разпространение на аерозоли в околността

• Трябва да бъдат оценени хигиенните аспекти по отношение на възможно разпространение на инфекциозни болести, вторично от животни върху животни / хора Напояването с отпадъчни води е започнало в пълен мащаб през 1997 г. По време на 2-годишен период преди окончателното разрешение, като се имат предвид, хигиенните аспекти е проучено мястото. Обобщените резултати са, че патогените, открити в изпражненията или органите на животни, живеещи в или преминаващи през напояваната плантация, са тези, които принадлежат към естествените патогенни при животните.

Следователно хигиенните рискове са ниски, докато се поддържат нормални експлоатационни процедури.

Ефективността на пречистването се оценява непрекъснато и сравненията на данни относно изходящите качества на пречистените отпадъчни води към приемащата река преди и след напоителния сезон показват ясни подобрения. Следователно напояването с биологично пречистени отпадъчни води като

усъвършенстван метод на третиране води до по-ниско натоварване на замърсяването на реката отколкото конвенционалното третично пречистване.

Други предимства:

• Произведени торове: N – P – K / 800–110–400 кг / г

• Спестени химикали: 13 т / г

• Намалено производство на химически утайки

• Намалено използване на електроенергия:

- По-малко разбъркване в етапа на флокулация

-Малко аериране и изпомпване на утайки

• Намалена употреба на гориво:

-По-малко транспортиране на химикали и утайки

• Информираност сред гражданите за възстановяване на ресурси (подобна на затворена верига система).

Общините в Швеция започват изграждането на системи за пречистване на отпадъчни води с повече интерес към локалните или групови природни системи най-вече в селските райони, след като шведската агенция за защита на околната среда публикува нови указания за малко-мащабни системи за отпадъчни води, в които са заложени изискванията за здравна защита, защита на околната среда и рециклиране на хранителните вещества.

Настоящата инициатива представя пример за управление и използване фракциите на отпадъчните води в земеделския сектор във Финьосдален, Швеция.

Финьосдален е типичен планински ски туристически курорт в северна Швеция. Броят на жителите се променя от около 1000 до 4000. Хидравличното натоварване е около 400 м3/човек, но върховите стойности на оттока нарастват по време на дъжд и снеготопене. Построената през 1987г. общинска станция, използва гасена вар като коагулант. Промените на дебита се изравняват в първия буферен басейн от 2400 м2, след който се припомват към малки утаителни басейни, последвани от последен утаителен басейн от 2800 м2. Пластични прегради се използват за спиране на минаващи по пряк път потоци. Добавката на вар - 600 гр/м3 увеличава рН до около 12, поддържайки нивото на фосфора на изход около 0,5 мг/л (на вход 6,4 мг/л). Всяка година се отделя утайката от малките басейни. Съоръжението е евтино, лесно за поддържане и ефективно.

Химическите коагуланти (вар или алуминиеви и железни соли) флокулират и утаяват частиците и фосфора от водата. Алуминий или желязо съдържащите коагуланти са много по-лесни за експлоатация в сравнение с варта. Те могат да се ползват като разтвори и да се добавят директно под налягане в тръба на дъното на утаителните басейни. Варта отстранява патогените и утайката става за тор. Проблем е, че получената утайка след варуване е тежка и лесно задръства тръбите и водостоците и се взема предвид при проектирането на тръбите, шахтите и водостоците, за да бъдат достъпни за обслужване.

Утаителните обеми са разделени на няколко тесни басейна. Една допълнителна клетка е построена за случаите, когато един басейн излиза от експлоатация (спиране на водата и изхвърляне на утайката), с възможност на времепрестой за утаяване от 5-10 дни. Плуващите частици се отстраняват с помощта на преграда или решетка преди добавката на коагулант.



Опити и резултати

Пречиствателната ефективност е висока и стабилна през цялата година. Отстраняването на БПК е около 70–80% (развитието на микроводорасли през лятото обяснява твърде ниската стойност). Отстраняването на фосфора се променя с количествата на добавените коагуланти, но обикновено е около 80–95 %. Отстраняването на азота е високо (50–75% бактериална трансформация на азота в амоняка до молекулен азот).

При използването на вар патогенното отстраняване е много високо поради високото рН (pH 10,5-12). Това включва утаяване на амоняка и получаване на големи количества утайка. От друга страна, получената утайка след варуване е ценна за подобряване на почвата поради рН ефекта и наличният фосфор за растенията.

Алумий и желязо съдържащите коагуланти са по-подходящи при експлоатация, но по-малко ефективни от санитарна гледна точка и получената утайка е по-малко подходяща за рециклиране.

Винарната Castello Banfi се намира в Монталчино, Италия. Имението обхваща 2830 ха, една трета от които се обработва с лозя, а в останалата част има маслинови горички, овощни градини със сливови дървета и гора. Случаят показва такова решение, че винарната е постигнала състояние да намали наполовина енергията, използвана от пречиствателната станция за отпадъчни води чрез внедряване на мембранни дискови дифузори Sanitaire и тураератор Sanitaire TurboMAX.

Винарната, която прави 10 милиона бутилки годишно, произвежда отпадъчни води от сезонни дейности по почистване, свързани с производството на вино. Тази отпадъчна вода има високо химично потребление на кислорода (ХПК), което, ако не бъде правилно обработено, би навредило на деликатния екологичен баланс на околната среда.

Решението за аерация подпомага сезонните промени в количеството произведени отпадъчни води. През сезона на прибиране на реколтата, между август и октомври, избата е с пълен капацитет. Контейнерите, използвани за гроздето, трябва системно да се почистват, както и двора, където спират превозни средства от провинцията, да се почистват систематично. В резултат на това се пречистват до 40 м3 отпадъчни води на час в продължение на няколко месеца. През останалата част от годината натоварването драстично намалява.

Винарната е монтирала 622 Silver Series II мембранни дискови дифузори на дъното на аерационния резервоар. Дифузорите използват усъвършенствана техника на перфорация на мембраната, която създава изключително фин, равномерен модел на мехурчета за оптимален пренос на кислород. Те спомагат за повишаване на оперативната ефективност с уникалната си форма на мембраната, интегрирания О-пръстен и горния уплътняващ фиксиращ пръстен с резба, което елиминира течовете.

Когато отпадъчните води на винарната пристигнат в аерационния резервоар, нейното ХПК може да достигне до 1000 мг/л. Дифузорите Sanitaire понижават ХПК до 10 мг/л, много под законовата граница от 160 мг/л за изхвърляне в повърхностни води. Това висококачествено третиране и премахването на други замърсители позволява на винарната да използва повторно част от водата за промишлени процеси и за напояване на сливовите си дървета. Това повторно използване на водата помага на винарната да ограничи въздействието си върху околната среда и оперативните разходи.

В резултат на това в края на първата пълна година на работа потреблението на енергия беше намалено с повече от 50 процента.

Проектът е фокусиран върху повторна употреба на вода в производството в с. Златосел, България. Компанията използва регенерирана вода от дестилация на цветя от рози. Процесът на дестилерията на рози смесва гореща вода и розови цветя в дестилационен апарат. Тази смес се загрява с пара до 110 ° С за 150 минути. По време на процеса се получава розов дестилат. Остатъците обаче се оттичат към приемния вал, където е монтирана разделителна винтова преса филтрираща сока до БПК под 25 mg/dm3. Винтова преса отделя водата от розовата каша, използвана за извличане на масла. След това течната фракция се транспортира през помпа до бетонен резервоар за охлаждане от 80 °С до 30 °С, чрез топлообменник свързан с оранжерийна инсталация или термопомпен агрегат вода – вода. След като се охлади, той се транспортира от друга помпа чрез метални тръби и маркучи. Повърхностното напояване се използва на полета от 48 ха от собствените рози на дестилерията чрез изградена система за оросяване или чрез тръбно ролкови поливни системи в ранните часове на денонощието, когато в сроковете за цъфтежа на маслодайната роза през май и юни, въздушната температура през нощта е от 6-15 °С. При тази технология на използване на отпадния клетъчен сок след филтриране и разпръскване на малки капки върху розовите насаждения се гарантира обогатяването му с кислород над 2,0 mg/dm3.

Ползите от повторното използване на отпадни продукти от преработката на розов цвят чрез метода на водопарната дестилация са: увеличение до 20% на добивите от единица площ в розовите насаждения при добра комбинация на минерално и органично торене и осигуряване на допълнителна вода за дъждуване в периода на цъфтеж на розовите храсти, когато е необходимо от 100-250 л/кв.м. вода за целия срок на цъфтеж на маслодайната роза.

Питейно-битово водоснабдяване на колбасарски цех „Деликатес-2“ ООД в с.Житница е осигурено чрез тръбен кладенец (ЕТК No1 ), около който е учредена санитарно-охранителна зона със Заповед No СОЗ-М-104/25.02.2008г., издадена от Директора на БДУВИБР –Пловдив.

Собственика на фабриката за месопреработка изгражда и въвежда в експлоатация локална пречиствателна станция за механично и биологично пречистване на битови и производствени отпадъчни води. Пречистените отпадъчни води се заустват в повърхностен воден обект.(река Пикла в поречието ан река Марица). Извършват се собствени периодични измервания на отпадъчните води, като досега не е установено превишаване на индивидуални емисионни ограничения (ИЕО).

Компанията се занимава с транжиране и производство на месни продукти. Произвежданите отпадъчни води произхождат от вода, използвана за почистване на оборудването и такава, получена в резултат на преработката на месо. Потокът включва и битови, фекални и промишлени отпадъчни води, които се пречистват в местна пречиствателна станция с автоматичен режим на работа. Процесът включва механично, физио-химично и биологично пречистване. От май до октомври част от пречистената вода се използва за напояване на тополови дървета с площ от 1,6 хектара, собственост на компанията. През този период годишното количество регенерирана вода, използвана за напояване, е около 0,026 hm³.

De AquaReUse-voorzieningen sluiten aan op het rioleringssysteem in het gebied en bestaan uit twee processen

Afvalwaterzuivering

• De aanvoer van tuinbouw afvalwater varieert door het seizoen. Wanneer er weinig afvalwater beschikbaar is, kan slootwater worden ingelaten

• Als eerste zuiveringsstap worden grote en zware deeltjes afgevangen

• Het afvalwater wordt gebufferd in een ontvangstkelder. Resterende bezinkbare deeltjes worden hier van het afvalwater gescheiden

• Het water wordt biologisch gezuiverd door filtratie met een rietfilter, en het verwijderen van organische verontreinigingen, ziektekiemen en biologisch afbreekbare gewasbeschermingsmiddelen vindt plaats

• Het water is dan visueel schoon en het water wordt nog verder gezuiverd om het geschikt te maken voor hergebruik als gietwater

Gietwaterbereiding

• Oxidatie van in het water opgeloste organische verbindingen en ziektekiemen

• Afscheiden van laatste verontreinigingen en ongewenste zouten met een zeer fijne filtratie omgekeerde osmose

• Het gezuiverde zoete water wordt via een distributiesysteem ter beschikking gesteld aan de tuinbouwondernemingen. Het overschot aan gezuiverd water wordt in de bodem gebracht als reserve

Resultaten:

• Gaan we verzilting van de bodem tegen

• Hoeven de glastuinbouwbedrijven zelf geen grond- en/of oppervlaktewater meer te onttrekken. Er ontstaat namelijk een gesloten waterketen

• Beschikken de glastuinbouwbedrijven naast hemelwater over ander goed gietwater voor hun bedrijfsvoering. Qua kosten is het alternatief voor de tuinders vergelijkbaar met een gangbare gietwatervoorziening

• Gaat er minder afvalwater naar de afvalwaterzuiveringsinstallatie = aanzienlijke kostenbesparing