Forschung

Arbeits- und Forschungsschwerpunkte

Der Forschungsbereich Wassergütewirtschaft behandelt weite Bereiche des anthropogenen Wasserkreislaufs und der aquatischen Umwelt in Forschung und Lehre und wird von Jörg Krampe, öffnet in einem neuen Fenster geleitet. Für wassermengenwirtschaftlich beeinflusste Fragestellungen besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem Institut für Wasserbau und Ingenieurhydrologie.

Die Arbeits- und Forschungsschwerpunkte des Forschungsbereichs Wassergütewirtschaft sind integraler Bestandteil des TU-Forschungsschwerpunktes „Energie und Umwelt, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster“, spiegeln sich im Leitsatz der TU Wien „Technik für Menschen“ wider. Dabei stehen nicht nur biologische, technische und betriebliche Aspekte der Abwasserreinigung, sondern auch Gewässerimmissionen, Ressourcenmanagement und Messtechnik im Zentrum der wissenschaftlichen Bearbeitung.

Der Forschungsbereich ist organisatorisch in drei Arbeitsbereiche sowie das Labor mit Technikum unterteilt:

Dieser Forschungsschwerpunkt beschäftigt sich mit der Entwicklung innovativer Verfahren und Konzepte der Abwasserreinigung vom Labor- bis zum Großmaßstab und dadurch mit der Weiterführung des Standes der Technik. Unter der Leitung von Jörg Krampe und Norbert Kreuzinger, öffnet in einem neuen Fenster werden Verfahren entwickelt und evaluiert, um kommunale und industrielle Kläranlagen verfahrenstechnisch und betrieblich zu optimieren.

Zur Verbesserung des Systemverständnisses bei den variablen Bedingungen in der Abwasserreinigung werden dynamische Modelle zur Simulation von Betriebseinstellungen und Reinigungseffizienzen eingesetzt, um optimierte Betriebsstrategien für unterschiedliche Rahmenbedingungen zu entwickeln.

Klärschlamm als Senke für verschiedenste Abwasserinhaltstoffe gewinnt nicht nur als Nährstoffressource (z. B. durch Phosphorrecycling), sondern auch als Energieträger immer mehr an Bedeutung. Der Forschungsschwerpunkt befasst sich mit der verfahrenstechnischen Weiterentwicklung der energetischen Nutzung von Klärschlamm, auch gemeinsam mit organischen Reststoffen, zur Erzielung einer ausgeglichenen Energiebilanz.

Einen weiteren zentralen Forschungsschwerpunkt nimmt die Thematik der Contaminants of Emerging Concern (CECs) im urbanen Wasserkreislauf ein.

In diesem Zusammenhang wird das Verhalten

  • organischer Spurenstoffe
  • Nanopartikel (eNPs - engineered nanoparticles)
  • Mikroplastik
  • Antibiotikaresistenzen

im Zuge der Abwasserreinigung untersucht und an der Evaluierung und Entwicklung technologischer Verfahren zur weitergehenden Entfernung geforscht. Auch praxisrelevante Fragestellungen zur Implementierung werden von der Gruppe bearbeitet.

Im industriellen Bereich werden zusätzlich zu Projekten zur Verfahrensoptimierung von Abwasserreinigungsanlagen auch neue, auf die jeweiligen Bedürfnisse und Problemstellungen hin abgestimmte Reinigungsverfahren entwickelt.

Die von Matthias Zessner, öffnet in einem neuen Fenster geleitete Forschungsgruppe befasst sich mit der Identifikation bzw. der Quantifizierung der Quellen und Eintragspfade von Stoffen in die Oberflächengewässer. Das breite Spektrum der betrachteten Stoffe umfasst Nährstoffe (N und P), Schwermetalle und organische Spurenstoffe. Aufgrund des in der Forschungsgruppe gesetzten Schwerpunkts der diffusen Emissionsmodellierung zeichnen sich das Team und die bearbeiteten Projekte durch ein hohes Maß an Interdisziplinarität aus, da viele Kompetenzen gefordert sind, um das Verständnis der komplexen Transport- und Speicherprozessen in Flussgebieten zu ermöglichen.   

Eine Kernaktivität der Gruppe ist die Modellierung von Emissionen auf Einzugsgebietsebene, wobei MONERIS, MoRE und PhosFate die zentral angewandten Modelle und Tools sind. Die zweite Haupttätigkeit besteht in der Entwicklung und Anwendung von Ansätzen für die Stoffflussanalyse über unterschiedliche Skalen, sowie in verschiedenen umwelt- und anthropogen beeinflussten Kompartimenten, die im Zusammenhang mit Flussgebieten stehen. Die dritte Säule des Teams ist die Entwicklung von innovativen Techniken und Ansätzen für ein optimiertes Monitoring der Gewässerqualität. Aufgrund der ambivalenten und zentralen Rolle von Phosphor als limitierte Ressource und als potentieller Schadstoff, beschäftigt sich die Gruppe darüber hinaus mit Fragestellungen über das Potential von Recycling aus dem Abwasser und Klärschlamm sowie den zu erwartenden umwelt- und wirtschaftlichen Auswirkungen eines Recyclings.

Die Projekte teilen ein gemeinsames Ziel, indem sie die Unterstützung der Entwicklung von politischen Strategien auf lokaler, regionaler, nationaler und grenzübergreifender Ebene anstreben. Ambition der Forschungsgruppe ist daher, das wissenschaftliche Verständnis als auch begleitend Methoden zu entwickeln und zu testen, die geeignet sind relevante praktische Fragestellungen angemessen zu behandeln.

Die Forschungsgruppe Molekulare Mikrobiologie in der Siedliungswasserwirtschaft unter der Leitung von Julia Vierheilig, öffnet in einem neuen Fenster weist eine lange Tradition in der Wasser- und Abwassermikrobiologie auf und beschäftigt sich neben der Quantifizierung mikrobiologischer und chemischer Stoffumsatzprozesse in der Abwasserreinigung und im Gewässer mit der Identifizierung und Behebung von biologischen Problemen bei der industriellen und kommunalen Abwasserreinigung.

Einen großen Stellenwert nehmen derzeit abwasserepidemiologische Untersuchungen im Zusammenhang mit Sars-CoV-2 ein.

Die drei Arbeitsbereiche sind eng miteinander verzahnt und arbeiten intensiv zusammen.

Eine herausragende Eigenschaft des Forschungsbereichs ist die Interdisziplinarität des wissenschaftlichen Teams (u.a. aus den Bereichen Chemieingenieurwesen, Mikrobiologie, Umweltingenieurwesen, Lebensmittelchemie, Kulturtechnik und Bauingenieurwesen), wodurch eine umfassende wissenschaftliche Bearbeitung komplexer Fragestellungen gewährleistet wird. Ein wichtiges Anliegen des Forschungsbereichs für Wassergütewirtschaft ist ein direkter Kontakt mit der wassergütewirtschaftlichen Praxis, um eine zielgerichtete Forschung sicher zu stellen und praxisrelevante Fragestellungen aufgreifen zu können.