Kleine Organismen, große Wirkung: Neue Wege gegen Fettablagerungen im Kanalnetz
„Sie sind unter uns"… Was wie der Titel eines fiktiven Horrorfilms klingt, kann für Unternehmen, Kommunen und Entsorgungsbetriebe schnell zu einem sehr realen Kosten- und Umweltproblem werden. Denn vieles von dem, was an der Oberfläche in Küchen, Kantinen oder Produktionsstätten scheinbar spurlos im Abfluss verschwindet, taucht an anderer Stelle wieder auf und setzt seine Reise unter unseren Straßen fort. Die Folgen sind Verstopfungen, aufwendige Reinigungsarbeiten und hohe Wartungskosten, mit denen Entsorgungsbetriebe und Unternehmen regelmäßig konfrontiert sind. Gleichzeitig können die Ablagerungen die Funktionsfähigkeit des Kanalnetzes beeinträchtigen und die Umwelt belasten.
Wie sich diese Ablagerungen auf natürliche Weise beseitigen lassen, erforscht derzeit ein Team der Technischen Hochschule Lübeck (THL) aus dem Centrum Industrielle Biotechnologie (CIB) im Projekt MAAKOMal – Mikrobieller Abbau von Ablagerungen im Kanalnetz – Optimierung in Modellversuchsanlage. Gemeinsam mit den Entsorgungsbetrieben Lübeck (EBL) und der ABiTEP GmbH aus Berlin setzen die Forschenden dabei auf Millionen mikroskopisch kleiner Helfer.
Ihr Ziel: Fettablagerungen biologisch abbauen, Kosten reduzieren und Kanalnetze nachhaltiger und wirtschaftlicher betreiben.
Vom Abfluss ins Kanalnetz: Wenn Abfälle zum Problem werden
Was in Großküchen, Lebensmittelbetrieben oder auch privaten Haushalten täglich im Abfluss verschwindet, summiert sich im Kanalnetz zu erheblichen Mengen. Kanalwände und Leitungen werden nach und nach von Fett überzogen. Die Folge: Rohrquerschnitte verengen sich, Verstopfungen nehmen zu und die Instandhaltung wird immer aufwendiger.
Im schlimmsten Fall können sogar die sogenannte „Fettberge" entstehen. Diese betonharten Massen entstehen, wenn sich Fette, Öle und feste Bestandteile, wie beispielsweise von Feuchttüchern, in Kanalnetzen ablagern und über Jahre ansammeln. Der bislang größte Fettberg wurde 2017 in London gefunden, er war 250 Meter lang und wog 130 Tonnen. Die Beseitigung dauerte neun Wochen.
Die Grenzen herkömmlicher Reinigungsverfahren überwinden
Herkömmliche Reinigungsverfahren sind bei der Entfernung oft energie- und kostenintensiv und gehen insbesondere in Privathaushalten und Industriebetrieben nicht selten mit dem Einsatz chemischer Mittel einher. Johanne Bowyer, Abteilungsleitung Pumpwerksbetrieb beim Projekt-Kooperationspartner Entsorgungsbetriebe Lübeck, sagt, dass sich die tatsächliche Größenordnung von Fettablagerungen im Lübecker Kanalnetz derzeit zwar nicht belastbar quantifizieren lasse, da kein systematisches Fett-Monitoring durchgeführt werde, Probleme mit Fettablagerungen jedoch an bekannten kritischen Stellen im Kanalnetz auftreten würden.
Klar ist jedoch, dass die Fettablagerungen erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb, die Wartung und die Kosten eines Kanalnetzes haben können: „Sie führen zu Querschnittsverengungen und Verstopfungen, wodurch der Abfluss beeinträchtigt und das Risiko von Rückstau sowie Betriebsstörungen erhöht wird. Dies kann zu Noteinsätzen führen, wenn Fett Pumpen oder Leitungen dichtsetzt, welche dann außerordentlich gereinigt werden müssen", so Bowyer. Sie erklärt, dass dadurch der Aufwand für Inspektionen, Reinigungsmaßnahmen und Instandhaltungsarbeiten steige. Gleichzeitig verursachten häufigere Wartungseinsätze und mögliche Schäden an der Infrastruktur zusätzliche Kosten.
Die EBL setzen bereits auf präventive Maßnahmen, etwa die Kontrolle und Überwachung von Fettabscheideranlagen in gewerblich betriebenen Küchen sowie die Sensibilisierung von Gewerbebetrieben und privaten Haushalten für eine sachgerechte Entsorgung fetthaltiger Abfälle. Ziel dieser Maßnahmen sei es, Betriebsstörungen zu vermeiden, die Funktionsfähigkeit des Kanalnetzes langfristig sicherzustellen und den Wartungsaufwand möglichst gering zu halten.
Millionen Helfer im Einsatz
Eine weitere Maßnahme im Einsatz gegen die Fettablagerungen wird aktuell in dem Kooperationsprojekt MAAKOMal erforscht. Gegen die großen Herausforderungen im Kanalnetz gehen das Forschungsteam des Centrums Industrielle Biotechnologie und die Entsorgungsbetriebe nicht allein vor. Das Besondere am Projekt ist die enge Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und den Praxispartnern aus der Wirtschaft. Neben der TH Lübeck und den Entsorgungsbetrieben Lübeck ist auch die ABiTEP GmbH aus Berlin beteiligt.
Und noch eine weitere Gruppe gesellt sich zu Wissenschaft und Wirtschaft, ohne die das gesamte Projekt nicht möglich wäre: Mikroorganismen. Die winzigen Helfer besitzen die Fähigkeit, organische Stoffe abzubauen und könnten damit auch Fettablagerungen in Kanalnetzen gezielt reduzieren.
Die ABiTEP GmbH entwickelt die Mikroorganismen bzw. Mikroorganismen-Gemeinschaften, die im Projekt untersucht werden. Gemeinsam erforschen die Projektpartner eine Lösung, die perspektivisch direkt unter realen Bedingungen im Kanalnetz eingesetzt werden könnte. Forschung und Anwendung werden dabei von Beginn an zusammen gedacht.
Das Kanalnetz im Kleinformat
Um die Wirkung der Mikroorganismen genauer zu untersuchen, entsteht eine Modellanlage, die ein Kanalnetz im Kleinformat nachbildet. Unter realitätsnahen Bedingungen erforschen die Wissenschaftler*innen, wie mikrobiologische Zusatzstoffe wirken, welche Begleiteffekte auftreten und unter welchen Voraussetzungen ein praktischer Einsatz technisch und wirtschaftlich sinnvoll ist.
Im Mittelpunkt steht die Frage, ob sich Fettablagerungen mithilfe von Mikroorganismen zuverlässig abbauen lassen und dadurch der Bedarf an chemischen Reinigungsverfahren reduziert werden kann.
Eine nachhaltige Kooperation
„Ziel ist es", so Johanne Bowyer, „die gewonnenen Erkenntnisse künftig unter realen Kanalnetzbedingungen einzusetzen und so innovative Lösungen für den Betrieb bereitzustellen. Eine erfolgreiche Umsetzung hat das Potenzial, den Betrieb nachhaltig zu entlasten."
Welche Bedeutung solche Forschungskooperationen generell für die Entwicklung innovativer Lösungen in der kommunalen Infrastruktur haben, erklärt Johanne Bowyer folgendermaßen: „Die EBL begrüßen solche Forschungskooperationen ausdrücklich. Durch die Zusammenarbeit entstehen neue Ideen und technische Lösungen. Neue wissenschaftliche Erkenntnisse gelangen schneller in die kommunale Praxis, während die Forschung wertvolle Erfahrungen aus realen Anwendungsfällen erhält. Insgesamt tragen Forschungskooperationen entscheidend dazu bei, zukunftsfähige, wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen für die kommunale Infrastruktur zu entwickeln und erfolgreich in die Praxis umzusetzen."
Nutzen für Kommunen und Unternehmen
Das Projekt zeigt beispielhaft, wie industrielle Biotechnologie dazu beitragen kann, konkrete Herausforderungen der kommunalen Infrastruktur zu lösen. Die Erkenntnisse aus MAAKOMal könnten dabei weit über die Abwasserwirtschaft hinaus von Bedeutung sein.
Für Kommunen und Entsorgungsbetriebe eröffnet der biologische Abbau von Fettablagerungen die Aussicht auf geringere Reinigungs- und Wartungskosten sowie einen zuverlässigeren Betrieb der Kanalnetze. Weniger Verstopfungen könnten den personellen und technischen Aufwand für Instandhaltungsmaßnahmen reduzieren und die Lebensdauer der Infrastruktur verlängern.
Auch Unternehmen, insbesondere aus der Lebensmittelindustrie, der Gastronomie und anderen fettintensiven Produktionsbereichen, könnten langfristig von den Forschungsergebnissen profitieren. Funktionierende Kanalnetze und innovative biologische Verfahren tragen dazu bei, die Folgen fetthaltiger Einleitungen zu minimieren und nachhaltigere Entsorgungskonzepte zu unterstützen.
MAAKOMal zeigt damit das Potenzial industrieller Biotechnologie für die Praxis. Millionen mikroskopisch kleiner Mikroorganismen könnten künftig dazu beitragen, Fettablagerungen auf natürliche Weise abzubauen und Kanalnetze nachhaltiger, effizienter und wirtschaftlicher zu betreiben. Dabei würden nicht nur Betriebskosten sinken, sondern auch Ressourcen geschont und die Belastung der Umwelt verringert.
Weitere Informationen
MAAKOMal wird bis Juni 2027 im Rahmen des Förderprogramms FH Kooperativ mit rund 504.000 Euro unterstützt. Das Programm fördert die Zusammenarbeit von Hochschulen und Unternehmen, um innovative Lösungen mit direktem Praxisbezug zu entwickeln.
Centrum Industrielle Biotechnologie (CIB) TH Lübeck
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Fotonachweis: TH Lübeck
