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„Entwicklung eines neuartigen, autarken BSB-Biosensors zur On-line-Überwachung der Konzentration an biologisch abbaubaren C-Verbindungen innerhalb der dezentralen Abwasserreinigung“

Teilprojekt am Institut für Wasserchemie:

„Entwicklung und systematische Untersuchung eines neuartigen BSB-Biosensors zur Bestimmung der Konzentration der biologisch abbaubaren C-Verbindungen auf Basis der mikrobiellen Brennstoffzellentechnologie“

Projektleiter:     Prof. Dr. Stefan Stolte
Bearbeiter:        M.S. Kristin Schmidt, Dr. Jen-Hui Chang, Dr. Viktor Schmalz
Finanzierung:    SAB(EFRE)
Laufzeit:            11/2024 - 10/2026

Annähernd 1,8 Mio. Einwohner in Deutschland reinigen ihr häusliches Abwasser dezentral über Kleinkläranlagen. Dabei bewirken Mikroorganismen einer biologischen Reinigungsstufe den biologischen Abbau von organischen Schadstoffen. Zur Überwachung der Reinigungsleistung der Kläranlagen wird unter anderem der Summenparameter Biochemischer Sauerstoffbedarf (BSB) herangezogen. Dieser stellt ein Maß für die Summe aller biologisch abbaubaren Kohlenstoffverbindungen (C-Verbindungen) dar und spiegelt somit die organische Belastung des Abwassers wider.

Funktionsstörungen von Kleinkläranlagen können zur Einleitung von Abwasser mit zu hoher organischer Restbelastung in die aquatischen Ökosysteme führen, wodurch diese erheblich geschädigt werden können. Um rechtzeitig eingreifen zu können, wäre eine permanente On-line-Überwachung der biologisch abbaubaren C-Verbindungen unabdingbar. Dies wird zwar vielfach gefordert, jedoch ist die klassische Methode zur Bestimmung des Biochemischen Sauerstoffbedarfs für die Verwendung im On-line-Monitoring ungeeignet und es erfolgt ausschließlich eine stichpunktartige Beprobung (wenige Messungen im Jahr). Vor diesem Hintergrund stellt die geplante Entwicklung und Erprobung eines neuartigen, autarken Biosensors auf Basis der mikrobiellen Brennstoffzellentechnologie (MBZ) zur On-line-Überwachung der Konzentration der biologisch abbaubaren C-Verbindungen einen wichtigen Lösungsbeitrag zur dargelegten Problematik dar. Innerhalb dieses Vorhabens sollen am Institut für Wasserchemie der TU Dresden systematische Untersuchungen zur MBZ-basierten BSB-Bestimmung unter Variation verschiedener verfahrens- und abwasserspezifischer Parameter durchgeführt werden. Die Praxistauglichkeit des neuartigen Sensors soll anhand von Feldversuchen durch die Firma Bergmann Beton + Abwassertechnik GmbH untersucht werden.