Innovation & Forschung
Wasser-Recycling gegen die Trockenheit
Membrantechnologie stärkt wichtigsten Wirtschaftsfaktor der Mittelmeerregion. Auch blühende Hotelgärten können nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Wasserknappheit beliebte Urlaubsdomizile in Südeuropa und Nordafrika im Sommer fest im Griff hat. Landwirtschaft, Tourismus und Trinkwasserversorgung konkurrieren um die knappe Ressource. Im Zuge der globalen Klimaerwärmung sinken die Niederschlagsmengen, aber Perspektiven für einen Ausgleich fehlen derzeit noch. Das Recycling von Abwasser kann Abhilfe schaffen. Wissenschaftler des ttz Bemerhaven setzen Membranbioreaktoren ein, um Abwasser für die erneute Nutzung aufzubereiten.
26.08.2009
Testaufbau auf der Kläranlage in Sfax, Tunesien, Foto: ttz Bremerhaven
Die Aussicht auf einige Wochen wolkenlosen Himmel und Sonnengarantie lockt viele Touristen in südliche Gefilde. Damit der Erholungswert stimmt, setzen Ferienanlagen gewaltige Mengen von Wasser ein, um den Gästen eine grüne Oase zu bieten. Schließlich ist der Tourismus eine wichtige Einnahmequelle im Mittelmeerraum. Ähnlich ist die Situation beim Anbau von Obst und Gemüse, der z.B. in Tunesien und Marokko sowohl der Eigenversorgung dient, als auch für den Export eine wichtige Größe ist. Doch die zur Verfügung stehenden Wassermengen sind begrenzt. In einigen Regionen ist die Situation schon so angespannt, dass selbst die Grundversorgung der Bevölkerung nicht mehr gesichert ist. Meldungen von Versorgungsstopps und Rationierungen werden häufiger. Die vielerorts angewendete Entsalzung von Meerwasser ist energieintensiv und schafft Probleme bei der Entsorgung des Rückstandes Salzsole.
Ein Ausweg ist die Aufbereitung von Abwasser. Dafür werden robuste Technologien eingesetzt, die ein gesamtes Dorf mit 500 Einwohnern oder eben eine große Ferienanlage versorgen können. "Die Herausforderung in dem Projekt Puratreat war, einen Membranbioreaktor so zu bauen und zu betreiben, dass er auch bei hohen Umgebungstemperaturen effizient arbeitet und nur einen geringen Energiebedarf für den Betrieb benötigt", erklärt Dr. Gerhard Schories, technischer Leiter des ttz-Bereiches Wasser-, Energie- und Landschaftsmanagement.
Bei diesem Verfahren wird die biologische Abwasserreinigung, die Schadstoffe eliminiert, mit der Membrantechnologie kombiniert, die die Reinigungsleistung steigert und zudem Keimfreiheit im gereinigten Wasser sicherstellt. Dies ist eine Grundvoraussetzung für die Wiedernutzung in der Landwirtschaft. Das Konzept mit getauchten Membranen ermöglicht, dass auch auf einem kleinen Volumen eine große Filterfläche realisiert werden kann. Aufgrund der hohen Temperaturschwankungen in den Zielgebieten musste der Anlagenbetrieb so angepasst werden, dass die Membranen sowie eine sich anpassende Bakterienkonzentration diese Schwankungen ausgleicht.
Die europäische Union fördert die Entwicklung dieser Technologie, die organische Fracht sowie humanpathogene Keime aus dem Wasser entfernt, aber für das Pflanzenwachstum wichtige Nährstoffe zurückhält. Das gereinigte Wasser ist aufgrund der definierten Nährstoffkonzentration besonders gut zur Bewässerung von Nutzpflanzen geeignet. Die im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen werden in dem Membranbioreaktor durch Sauerstoffzufuhr in Nitrat umgewandelt, das von Pflanzen gut aufgenommen werden kann. Zusammen mit Phosphorverbindungen aus dem Abwasser kann das Nitrat die Pflanzen mit Nährstoffen versorgen. Auch bestehende Kläranlagen können mit dieser Technologienachgerüstet werden.
Neben dem Design und der Anpassung der Membranbioreaktortechnologie für die Einsatzbedingungen im Mittelmeerraum war auch die Vorstellung der Technologie bei potenziellen Anwendern in der Zielregion eine Aufgabe des EU-Projektes Puratreat. Die Mitarbeit des staatlichen Wasserver- und -entsorgers in Tunesien und die Einbindung grenzüberschreitend tätiger Akteure leistete dazu einen wichtigen Beitrag. Durch eine internationale Konferenz mit Regierungsvertretern und kommunalen Entscheidungsträgern aus den beteiligten Regionen wurde zum Abschluss des Projektes noch einmal ein organisatorisch wichtiger Grundstein für die Verbreitung der Technologie in der Region festgeklopft.
Nach der erfolgreichen Technologieentwicklung ist das ttz Bremerhaven nun bemüht, ein Nachfolgeprojekt auf den Weg zu bringen. Eine weitere wichtige Perspektive, die sich mit der Technologie realisieren ließe, ist die Aufbereitung von Abwasser auf Trinkwasserqualität durch Erweiterung um eine Umkehrosmosestufe.
Das ttz Bremerhaven versteht sich als innovativer Forschungsdienstleister und betreibt anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung. Unter dem Dach des ttz Bremerhaven arbeitet ein internationales Team ausgewiesener Experten in den Bereichen Lebensmitteltechnologie und Bioverfahrenstechnik, Analytik sowie Wasser-, Energie- und Landschaftsmanagement, Gesundheitssysteme sowie Verwaltung & Software.
Ein Ausweg ist die Aufbereitung von Abwasser. Dafür werden robuste Technologien eingesetzt, die ein gesamtes Dorf mit 500 Einwohnern oder eben eine große Ferienanlage versorgen können. "Die Herausforderung in dem Projekt Puratreat war, einen Membranbioreaktor so zu bauen und zu betreiben, dass er auch bei hohen Umgebungstemperaturen effizient arbeitet und nur einen geringen Energiebedarf für den Betrieb benötigt", erklärt Dr. Gerhard Schories, technischer Leiter des ttz-Bereiches Wasser-, Energie- und Landschaftsmanagement.
Bei diesem Verfahren wird die biologische Abwasserreinigung, die Schadstoffe eliminiert, mit der Membrantechnologie kombiniert, die die Reinigungsleistung steigert und zudem Keimfreiheit im gereinigten Wasser sicherstellt. Dies ist eine Grundvoraussetzung für die Wiedernutzung in der Landwirtschaft. Das Konzept mit getauchten Membranen ermöglicht, dass auch auf einem kleinen Volumen eine große Filterfläche realisiert werden kann. Aufgrund der hohen Temperaturschwankungen in den Zielgebieten musste der Anlagenbetrieb so angepasst werden, dass die Membranen sowie eine sich anpassende Bakterienkonzentration diese Schwankungen ausgleicht.
Die europäische Union fördert die Entwicklung dieser Technologie, die organische Fracht sowie humanpathogene Keime aus dem Wasser entfernt, aber für das Pflanzenwachstum wichtige Nährstoffe zurückhält. Das gereinigte Wasser ist aufgrund der definierten Nährstoffkonzentration besonders gut zur Bewässerung von Nutzpflanzen geeignet. Die im Abwasser enthaltenen Stickstoffverbindungen werden in dem Membranbioreaktor durch Sauerstoffzufuhr in Nitrat umgewandelt, das von Pflanzen gut aufgenommen werden kann. Zusammen mit Phosphorverbindungen aus dem Abwasser kann das Nitrat die Pflanzen mit Nährstoffen versorgen. Auch bestehende Kläranlagen können mit dieser Technologienachgerüstet werden.
Neben dem Design und der Anpassung der Membranbioreaktortechnologie für die Einsatzbedingungen im Mittelmeerraum war auch die Vorstellung der Technologie bei potenziellen Anwendern in der Zielregion eine Aufgabe des EU-Projektes Puratreat. Die Mitarbeit des staatlichen Wasserver- und -entsorgers in Tunesien und die Einbindung grenzüberschreitend tätiger Akteure leistete dazu einen wichtigen Beitrag. Durch eine internationale Konferenz mit Regierungsvertretern und kommunalen Entscheidungsträgern aus den beteiligten Regionen wurde zum Abschluss des Projektes noch einmal ein organisatorisch wichtiger Grundstein für die Verbreitung der Technologie in der Region festgeklopft.
Nach der erfolgreichen Technologieentwicklung ist das ttz Bremerhaven nun bemüht, ein Nachfolgeprojekt auf den Weg zu bringen. Eine weitere wichtige Perspektive, die sich mit der Technologie realisieren ließe, ist die Aufbereitung von Abwasser auf Trinkwasserqualität durch Erweiterung um eine Umkehrosmosestufe.
Das ttz Bremerhaven versteht sich als innovativer Forschungsdienstleister und betreibt anwendungsbezogene Forschung und Entwicklung. Unter dem Dach des ttz Bremerhaven arbeitet ein internationales Team ausgewiesener Experten in den Bereichen Lebensmitteltechnologie und Bioverfahrenstechnik, Analytik sowie Wasser-, Energie- und Landschaftsmanagement, Gesundheitssysteme sowie Verwaltung & Software.
Quelle: UD / pm
