Ob innovative Phosphorrückgewinnung, zukunftsweisende UV-LED zur Trinkwasserdesinfektion, industrielle Membrandestillation, Rohstoffgewinnung aus Klärschlamm oder digitale Planungs- und Optimierungswerkzeuge für integrierte Wasserversorgungskonzepte: Auf dem Stand der Fraunhofer-Allianz Syswasser findet sich für viele Herausforderungen im Zusammenhang mit Wasser eine Lösung.
Reines Trinkwasser mit UV
So werden unter anderem UV-LED zur Wasserdesinfektion vorgestellt, die im Vergleich zu konventionellen Desinfektionslösungen mit hoher Lebensdauer, effizienter Wellenlängenkonfiguration und einem frei konfigurierbaren Reaktorkonzept punkten. Die LED benötigen keine Aufwärmphasen, sind quecksilberfrei, mechanisch hochstabil und lassen sich gut überwachen. Neben der Trinkwasserdesinfektion sind auch Applikationen wie die Desinfektion von Krankenwagen denkbar.
Plasma gegen Schadstoffe
Ein weiteres Highlight ist ein Plasmareaktor zur Wasserreinigung: Mit im Plasma gebildeten hochreaktiven Elementen können Schadstoffe, zum Beispiel organische Abwasserinhaltsstoffe oder Zyanide, abgebaut werden. Das Plasmaverfahren kommt dabei ohne den Einsatz von Chemikalien aus. Zur Reduzierung der Gewässerbelastung mit Spurenstoffen berichtet Fraunhofer ebenso wie zu Ergebnissen aus Demonstrationsprojekten.
Klärschlamm behandeln und Phosphor retten
Wachsende Bedeutung kommt der Behandlung von Klärschlamm zu. Fast zwei Millionen Tonnen fallen davon jährlich in Deutschland an. Die Allianz Syswasser stellt dafür eine integrierte Ultraschall-Kavitations-Behandlung vor. Diese ermöglicht es, Klärschlamm mechanisch in verschiedene Fraktionen zu separieren, wodurch im Anschluss die gezielte Rückgewinnung von Phosphor- und Stickstoffverbindungen verbessert wird.
Auch kommunales Abwasser enthält erhebliche Mengen Phosphor: Pro Jahr gehen Schätzungen zufolge weltweit 4,3 Millionen Tonnen allein über das Abwassersystem verloren. Mit dem ePhos-Verfahren hat die Fraunhofer-Allianz einen elektrochemischen Prozess entwickelt, mit dem Phosphor und Stickstoff – ohne Zugabe von Salzen oder Laugen – als Magnesiumammoniumphosphat (Struvit) aus kommunalem Abwasser ausgefällt werden können. Der Energiebedarf ist gering und kann vollständig aus erneuerbaren Quellen gespeist werden. Struvit ist ein hochwertiger Langzeitdünger für die Landwirtschaft und kann direkt von den Pflanzen aufgenommen werden.
Mikroorganismen reinigen Wasser
Ein effizientes und robustes System zur biologischen Abwasserreinigung zeigt das Exponat Festbett-Umlaufreaktor. Auf Partikeln werden Mikroorganismen immobilisiert, die angepasst an die gestellte Reinigungsaufgabe die durchgeleiteten Prozessabwässer reinigen. Dazu gehört beispielsweise die Reduzierung der organischen Belastung oder auch die Abtrennung von Metallionen als schwerlösliche Metallsulfide in Erzqualität. Das Verfahren bietet die Möglichkeit der Prozessintegration in bestehende Prozessketten mit interner Recyclierung und Kreislaufschließung unter Berücksichtigung der einzuhaltenden Produktqualität.
Luftbefeuchtung ohne Chemie
Ein weiteres Exponat zeigt die effiziente Luftbefeuchtung über eine hydrophobe Membran, die Wasserdampf auf einer großen Fläche erzeugt, dabei aber ohne den Einsatz von Chemie Keime zurückhält. Darüber hinaus spielt auch die Digitalisierung der Wasserwirtschaft eine wichtige Rolle: Gezeigt werden neben web-basiertem Monitoring und Event-Detection bei Trinkwasserinfrastrukturen auch neue Instrumente zur Visualisierung und Planung neuer Wasserinfrastrukturkonzepte für Städte und Gemeinden.
Fraunhofer-Allianz Syswasser auf der Ifat: Halle B2, Stand 215/314
