Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Neuartige Sanit\u00e4rsysteme (NASS) bzw. Ressourcenorientierte Sanit\u00e4rsysteme (ROSS) sind vor dem Hintergrund der Ressourcenverknappung, des sinkenden Wasserverbrauchs und damit einhergehender hydraulischer Probleme in unseren Abwasserkan\u00e4len sowie sich stetig \u00e4ndernder Randbedingungen durch demografischen und klimatischen Wandel in den letzten Jahren immer st\u00e4rker in den Fokus siedlungswasserwirtschaftlicher Betrachtungen ger\u00fcckt. Wesentliche Ziele von ROSS sind die Wiedernutzung von Ressourcen (z. B. N\u00e4hrstoffe, Wasser, Energie) sowie ein insgesamt nachhaltigeres Abwassermanagement. Das Projekt SAmpSONS hat sich zum Ziel gesetzt, durch die Entwicklung eines Simulationstools zu einer Versachlichung der Diskussionen beizutragen, die zu den ROSS-Technologien oft engagiert gef\u00fchrt werden. Dabei bestehen vielfach Vorbehalte, die h\u00e4ufig auf mangelnden Kenntnissen beruhen. Trotz erfolgreicher Erprobung der ROSS-Technologien ist deren gleichberechtigter Einsatz neben konventionellen Verfahren bislang nicht gegeben. Innerhalb des Projektes wurde das Simulationstool SAmpSONS entwickelt, mit dessen Hilfe sowohl ROSS als auch konventionelle Abwassermanagementtechnologien hinsichtlich ihrer Stoff- und Ressourcenstr\u00f6me simuliert und auf Basis von diversen Indikatoren bewertet und verglichen werden k\u00f6nnen. Dabei werden folgende Kriterien ber\u00fccksichtigt: N\u00e4hrstoffbilanzen (v. a. Stickstoff und Phosphor), energetische Bilanzierung, Kostenbilanzen (fixe und variable Kosten sowie die gesamten Lebenszykluskosten), verschiedene Umweltindikatoren (z. B. Treibhausgasemissionen und Eutrophierungspotenzial) sowie soziale Indikatoren (z. B. Akzeptanz). Ein besonderes Augenmerk wird auf das Verhalten und die Bilanzierung von Mikroschadstoffen (organischer Spurenstoffe) in den Behandlungsszenarien gelegt. In der zweiten Projektphase von SAmpSONS wurden neben der bereits integrierten Substanz Diclofenac zu weiteren Spurenstoffen, i. e. Benzotriazol, Iomeprol, Metoprolol und Sulfamethoxazol Informationen zu Reinigungsleistungen und Abbauraten integriert, der Betrachtungsraum erweitert, R\u00fcckkopplungen und zahlreiche weitere Technologien hinzugef\u00fcgt sowie der Simulator erweitert.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenJahr 1 – 2:
\nArbeitspaket 1: Recherche Stand der Forschung von Simulation und Visualisierung von ROSS; Datenerhebung von konventionellen und ROSS-Verfahrenstechniken (Erstellung von \u0084Daten-Steckbriefen\u0093); Konzepterstellung f\u00fcr den ROSS-Simulator.
\nArbeitspaket 2: Integration der Daten-Steckbriefe in SAmpSONS (Simulationstool) als Verfahrensbl\u00f6cke; Tests, Verfeinerung und Optimierung der Verfahrensbl\u00f6cke.
\nArbeitspaket 3: Anwendung anhand von Fallbeispielen; Evaluierung der Simulationsergebnisse; Optimierung des Simulationstools. <\/p>\n
Jahr 3:
\nArbeitspaket 1: Integration weiterer Verfahrensbl\u00f6cke in SAmpSONS und Disaggregation von Steckbriefen;
\nArbeitspaket 2: Untersuchung zur Integration weiterer anthropogener Spurenstoffe und eines Indikators Resilienz; Schlie\u00dfen von Datenl\u00fccken und Identifizierung von Forschungsbedarfen;
\nArbeitspaket 3: Erweiterung des Bilanzraumes und Integration von Gutschriften f\u00fcr die Substitution von konventionellen D\u00fcngemitteln;
\nArbeitspaket 4: Zus\u00e4tzliche Validierung und Verfeinerung des SAmpSONS-Tools sowie Erh\u00f6hung des Nutzerkomforts;
\nArbeitspaket 5: \u00d6ffentlichkeitsarbeit und Verstetigung<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der Vergleich von verschiedenen Verfahren bzw. Verfahrenskombinationen f\u00fcr die Sanit\u00e4rversorgung von kleineren und mittleren Siedlungsgebieten erfordert die Ber\u00fccksichtigung mannigfaltiger Aspekte. Heutzutage sind diese nicht nur auf die Kosten zu beschr\u00e4nken. Immer st\u00e4rker ist der Wunsch, die Nachhaltigkeitswirkungen ganzheitlich in den Untersuchungen darzustellen. Dazu wurde in SAmpSONS ein geeigneter Kriterienkatalog erstellt und in einem computergest\u00fctzten Tool umgesetzt. SAmpSONS erm\u00f6glicht Nutzer*innen wie zum Beispiel Planer*innen, kommunalen Entscheidungstr\u00e4ger*innen, Mitarbeiter*innen von Zweckverb\u00e4nden etc., verschiedene Szenarien bei der Vorplanung von Sanit\u00e4rsystemen hinsichtlich unterschiedlicher Teilziele wie \u00d6kologie, \u00d6konomie und sozialer Faktoren miteinander zu vergleichen. Die Ergebnisse der Nachhaltigkeitsbewertung erm\u00f6glichen gleichzeitig eine vertiefte Bewusstseinsbildung bei den Nutzern*innen sowie bei Multiplikator*innen. F\u00fcr die diversen Verfahrensschritte von Abwasseranfall bis zur finalen Behandlung wurden eine Vielzahl von Daten-Steckbriefen entwickelt, die als Verfahrensbl\u00f6cke in ein auf SIMBA#-basierendes Simulationstool integriert wurden. Nach weitgehender Fertigstellung von SAmpSONS und ersten Tests der Verfahrensbl\u00f6cke wurde eine Validierung anhand von Fallbeispielen durchgef\u00fchrt. In der zweiten Phase wurde zahlreiche weitere Technologien hinzugef\u00fcgt. Dabei zeigte sich, dass SAmpSONS f\u00fcr viele Anwendungsgebiete plausible und mit detaillierten Untersuchungen vergleichbare Ergebnisse liefert. Aufgrund der komplexen Wirklichkeit und den f\u00fcr SAmpSONS notwendigen Vereinfachungen, kann das ausschlie\u00dfliche Nutzen der in SAmpSONS hinterlegten Standard-Werte (im Folgenden: Default-Werte) aber zu Verzerrungen und Ungenauigkeiten f\u00fchren. Dies ist besonders bei Kostenauswertungen zu beachten. In diesen F\u00e4llen k\u00f6nnen sich eingearbeitete Nutzer*innen aber der M\u00f6glichkeit bedienen, die in SAmpSONS hinterlegten Defaultwerte auf spezifische Anwendungsf\u00e4lle flexibel anzupassen. Ein gro\u00dfer Vorteil von SAmpSONS zeigt sich dann in der unmittelbaren Analyse und Ergebnisauswertung auf Basis der angepassten Werte. Die erstellten Steckbriefe mit allen Original- bzw. Default-Werten sind entsprechend aufbereitet und f\u00fcr SAmpSONS-Nutzer*innen dokumentiert.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
\u0095\t2. SAmpSONS Online Seminar am 21.04.2021
\n\u0095\t1. SAmpSONS Online Seminar am 17.11.2020. Verf\u00fcgbar auf YouTube unter: https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=6O2E7aiSMpw&t=52s
\n\u0095\tPr\u00e4sentation von SAmpSONS bei der DWA Arbeitsgruppensitzung (DWA-Arbeitsgruppe KA-1.1, \u0084Technik und Bemessung\u0093) am 28.06.2019 in Koblenz bzw. am 18.09.2020 (online).
\n\u0095\tZinati, T., Wriege-Bechtold, A., Barjenbruch, M., Sch\u00fctze, M., Schulz, M., Kraus, M., Wi\u00dfmann, I., Veser, S., S\u00f6bke, H., Londong, J. (eingereicht): SAmpSONS: Softwarewerkzeug zur vergleichenden Vorplanung von Abwasserinfrastrukturen. Eingereicht an Korrespondenz Abwasser Abfall im Dez. 2020.
\n\u0095\tSchulz, M., Sch\u00fctze, M., Zinati, T., S\u00f6bke, H., Wi\u00dfmann, I., Kraus, M., Veser, S., Wriege-Bechtold, A., Barjenbruch, M., Londong, J. (eingereicht): SAmpSONS: A software tool for comparative preliminary sustainability assessment of wastewater infrastructure systems. Abstract submitted to IWA Conference 2021 in Poznan, Poland 14.12.2020.
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch, M., Sch\u00fctze, M., & Wriege-Bechtold,A., (2020): Assessment of urban sanitation concepts for sustainable wastewater management, first International Conference on Urban Water Interfaces, 22.-24. Sep. 2020, abstract and online oral presentation
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch, M. & Wriege-Bechtold, A., (2019a): Nutrient recovery efficiency of urban sanitation systems, the 7th International Water Association (IWA) specialist conference on natural organic matter (NOM7), 7.-10. Oct.2019, Tokyo, Japan, abstract and poster presentation
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch, M. & Wriege-Bechtold, A., (2019b): Integrated nexus model for sustainable urban sanitation system. Proceedings of 11th World Congress of EWRA on Water Resources and Environment, 25.-29. 06. 2019, Madrid, Spain, oral presentation and reviewed paper: Garrote, L.; Tsakiris, G.; Tsihrintzis, V. A.; Vangelis, H.; Tigkas, D (Eds.) (2019): Managing Water Resources for a Sustainable Future. Proceedings of the 11th World Congress of EWRA on Water Resources and Environment. 11th WORLD CONGRESS on Water Resources and Environment. Madrid, Spain, 25-29 June, ISBN: 978-618-84419-0-3
\n\u0095\tSch\u00fctze, M., Wriege-Bechtold, A., Zinati, T., S\u00f6bke, H., Wi\u00dfmann, I., Schulz, M., Veser, S., Londong, J., Barjenbruch, M., Alex, J. (2019): Simulation and Visualization of Material Flows in Sanitation Systems for Streamlined Sustainability Assessment. Water Science and Technology, 79(10), 1966\u00961976. doi.org\/10.2166\/wst.2019.199
\n\u0095\tZinati, T., Wriege-Bechtold, A., Zinati, B., Barjenbruch, M. & Lenzen, M., (2019): Assessment of source separated sanitation technologies for sustainable wastewater management, 12th IWA International Conference on Water Reclamation and Reuse, 16.-20. June.2019, Berlin, Germany, abstract and oral presentation
\n\u0095\tSchulz, M., Wi\u00dfmann, I., Sch\u00fctze M., Zinati, T., Wriege-Bechtold, A, S\u00f6bke, H., Veser, S., Londong, J., Barjenbruch, M., Alex, J. (2019): SAmpSONS: Simulation und Visualisierung von Stoffstr\u00f6men in Sanit\u00e4rsystemen zur Nachhaltigkeitsbewertung. Ver\u00f6ffentlichung im Tagungsband der DWA-Landesverbandstagung am 19.06.2019 in Leipzig.
\n\u0095\tWissmann, I., Schulz, M., Veser, S., Wriege-Bechthold, A., Zinati, T., S\u00f6bke, M., Sch\u00fctze, M. (2019): Projekt SAmpSONS \u0096 Simulation und Visualisierung von Stoffstr\u00f6men in neuartigen Sanit\u00e4rsystemen \u0096 Unterst\u00fctzung der Analyse ihrer Funktion, Kosten und Ressourcenhaushalts. 26. Simba-Anwendertreffen, Merseburg, 14.\/15.05.2019
\n\u0095\tZinati Shoa, T. and Barjenbruch, M.: Nutrient recovery by source separated sanitation technologies, IWA Nutrient Removal & Recovery Conference 2018, Brisbane, Australia, 18-21 November 2018.
\n\u0095\tSch\u00fctze, M., Wriege-Bechtold, A., S\u00f6bke, H., Wi\u00dfmann, I., Schulz, M., Veser, S., Londong, J., Barjenbruch, M., Alex, J.: Simulation and Visualization of Material Flows in Sanitation Systems for Streamlined Sustainability Assessment; IWA Conference on Small Water & Wastewater Systems and Resources Oriented Sanitation; SWWS2018; Haifa, Israel, 14-18 October 2018
\n\u0095\tVorstellung einer Entwurfsversion von SAmpSONS auf der IFAT M\u00fcnchen, 14.-18.05.2018
\n\u0095\tZinati, T. & Barjenbruch, M., (2018): Evaluation of different treatment technologies of source-separated urine. Proceedings of 10th Eastern European Young Water Professionals Conference, 7.-12. May. 2018, Zagreb, Croatia, reviewed paper and oral presentation, ISBN: 978-953-8168-23-9
\n\u0095\tZinati, T. & Barjenbruch, M., (2017): Simulation of sanitation concepts for source separated wastewater. Proceedings of 8.th International Young Water Professionals Conference, 10.-13. Dec. 2017, Cape Town, South Africa, abstract and oral presentation
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch,M. & Wriege-Bechtold,A., (2017): Source separation technologies, opportunities for sustainable wastewater management. European Water Resources Association, 58: 111-117, 2017., ISSN: 1105-7580
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch,M. & Wriege-Bechtold,A., (2017a): Assessment of material and energy flow efficiency in different source separated sanitation technologies. Proceedings of the 9th Eastern European Young Water Professionals Conference, 24.-27. May. 2017, Budapest, Hungary, reviewed paper and oral presentation, ISBN: 978-963-313-256-2
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch, M. & Wriege-Bechtold, A., (2017b): Source separation technologies, opportunities for sustainable wastewater management. Proceedings of 10th World Congress of EWRA on Water Resources and Environment, 05.-09. Jul. 2017, Athens, Greece, reviewed paper and oral presentation<\/p>\n
\u0095\tZinati Shoa, T. and Barjenbruch, M.: Nutrient recovery by source separated sanitation technologies, IWA Nutrient Removal & Recovery Conference 2018, Brisbane, Australia, 18-21 November 2018.
\n\u0095\tSch\u00fctze, M., Wriege-Bechtold, A., S\u00f6bke, H., Wi\u00dfmann, I., Schulz, M., Veser, S., Londong, J., Barjenbruch, M., Alex, J.: Simulation and Visualization of Material Flows in Sanitation Systems for Streamlined Sustainability Assessment; IWA Conference on Small Water & Wastewater Systems and Resources Oriented Sanitation; SWWS2018; Haifa, Israel, 14-18 October 2018
\n\u0095\tVorstellung einer Entwurfsversion von SAmpSONS auf der IFAT M\u00fcnchen, 14.-18.05.2018
\n\u0095\tZinati, T. & Barjenbruch, M., (2018): Evaluation of different treatment technologies of source-separated urine. Proceedings of 10th Eastern European Young Water Professionals Conference, 7.-12. May. 2018, Zagreb, Croatia, reviewed paper and oral presentation, ISBN: 978-953-8168-23-9
\n\u0095\tZinati, T. & Barjenbruch, M., (2017): Simulation of sanitation concepts for source separated wastewater. Proceedings of 8.th International Young Water Professionals Conference, 10.-13. Dec. 2017, Cape Town, South Africa, abstract and oral presentation
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch,M. & Wriege-Bechtold,A., (2017): Source separation technologies, opportunities for sustainable wastewater management. European Water Resources Association, 58: 111-117, 2017., ISSN: 1105-7580
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch,M. & Wriege-Bechtold,A., (2017a): Assessment of material and energy flow efficiency in different source separated sanitation technologies. Proceedings of the 9th Eastern European Young Water Professionals Conference, 24.-27. May. 2017, Budapest, Hungary, reviewed paper and oral presentation, ISBN: 978-963-313-256-2
\n\u0095\tZinati, T., Barjenbruch, M. & Wriege-Bechtold, A., (2017b): Source separation technologies, opportunities for sustainable wastewater management. Proceedings of 10th World Congress of EWRA on Water Resources and Environment, 05.-09. Jul. 2017, Athens, Greece, reviewed paper and oral presentation<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Es zeigte sich, dass mit SAmpSONS den Anwender*innen eine geeignete M\u00f6glichkeit gegeben wird, konventionelle und ressourcenorientierte Sanit\u00e4rsysteme vergleichend darzustellen und dabei \u00fcber die g\u00e4ngigen Auswertungskriterien (\u00f6konomische Parameter) hinauszugehen und \u00f6kologische und soziale Aspekte (Emissionen, Verhalten organischer Spurenstoffe, Akzeptanz etc.) in die Bewertungen miteinzubeziehen. \u00dcber die Nutzung des Simulationstools und die darin integrierten Verfahrensbl\u00f6cke wird die Nachhaltigkeitsbewertung unterschiedlicher Alternativen stark vereinfacht und der Zeitaufwand reduziert.
\nIn der Projektphase 2 wurden weitere Erg\u00e4nzungen und Anpassungen an der bestehenden Version von SAmpSONS herbeigef\u00fchrt. Dies umfasst die Integration zahlreicher zus\u00e4tzlicher Technologien des Abwassermanagements, insbesondere der Schlammbehandlung, P-R\u00fcckgewinnung und von Technologien der 4. Reinigungsstufe, die M\u00f6glichkeit zur Auswertung weiterer Spurenstoffe sowie des Indikators Resilienz und die Ber\u00fccksichtigung von Gutschriften f\u00fcr die Substitution von konventionellen D\u00fcngemitteln. Ferner wurde SAmpSONS auf Basis weiterer Fallbeispiele validiert, die Nutzer*innenfreundlichkeit von SAmpSONS z. B. durch zus\u00e4tzliche Auswerteoptionen erh\u00f6ht, das Tool einer erweiterten potentiellen Nutzer*innenschaft vorgestellt und dessen zuk\u00fcnftige Anwendung und Verstetigung vorangetrieben. Mit der vorliegenden Version von SAmpSONS2 steht ein statisches Simulationstool zur Verf\u00fcgung, das flexibel auf unterschiedlichste Abwasserinfrastrukturszenarien anwendbar ist.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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