Wasserforschung für eine nachhaltige Zukunft

Am 27. Okto­ber fand an der Hoch­schu­le Karls­ru­he ein Sym­po­si­um zum Ver­bund­pro­jekt „WaKap“ („Modu­la­res Kon­zept zur nach­hal­ti­gen Was­ser­ent­sal­zung mit­tels Kapa­zi­ti­ver Dei­o­ni­sie­rung am Bei­spiel Viet­nam“) statt, das vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF) mit 918.000 Euro geför­dert wird. WaKap star­te­te im Sep­tem­ber 2016 und wird durch Prof. Dr. Jan Hoin­kis von der Hoch­schu­le Karls­ru­he koor­di­niert. Wäh­rend des Work­shops wur­den zusam­men mit den Pro­jekt­part­nern vom Karls­ru­her Insti­tut für Tech­no­lo­gie (KIT) und dem DVGW-Tech­no­lo­gie­zen­trum Was­ser (TZW) die bis­he­ri­gen Pro­jekt­er­geb­nis­se sowie die Akti­vi­tä­ten ande­rer For­schungs­grup­pen vor­ge­stellt und dis­ku­tiert.

Wei­te­re Koope­ra­ti­ons­part­ner sind die Unter­neh­men Karl Spiegl, Win­kelnk­em­per sowie das Fraun­ho­fer-Insti­tut für Sys­tem- und Inno­va­ti­ons­for­schung (ISI). Das For­schungs­pro­jekt ist Teil der BMBF-För­der­maß­nah­me „Zukunfts­fä­hi­ge Tech­no­lo­gi­en und Kon­zep­te zur Erhö­hung der Was­ser­ver­füg­bar­keit durch Was­ser­wie­der­ver­wen­dung und Ent­sal­zung (WavE)“.

Die Was­ser­ver­sor­gung ist in Län­dern Süd­ost­asi­ens, beson­ders in Viet­nam in zwei­fa­cher Wei­se bedroht: Zum einen ver­salzt in vie­len küs­ten­na­hen Regio­nen zuneh­mend das Grund­was­ser, da der Mee­res­spie­gel auf­grund des Kli­ma­wan­dels immer wei­ter ansteigt und so immer mehr Salz­was­ser in das Grund­was­ser ein­dringt. Zum ande­ren ent­hält dort das Sedi­ment­ge­stein im Boden natür­li­che arsen­hal­ti­ge Mine­ra­li­en, ins­be­son­de­re Arsen­sul­fi­de und Arsen­kies (FeAsS). Durch Aus­wa­schungs­pro­zes­se gelan­gen auch lös­li­che Arsen­ver­bin­dun­gen ins Grund­was­ser. Die­se Sub­stan­zen sind hoch­gif­tig und ver­seu­chen neben dem Grund­was­ser auch die Trink­was­ser­brun­nen. Bei der Bevöl­ke­rung führt dies zu chro­ni­schen Krank­hei­ten wie bei­spiels­wei­se Bla­sen-, Nie­ren-, Lun­gen- und Haut­krebs, Stö­run­gen des Herz-Kreis­lauf-Sys­tems oder Ver­än­de­run­gen der Haut.

Teil­neh­mer des WaKap-Work­shops an der Hoch­schu­le Karls­ru­he mit Pro­jekt­ko­or­di­na­tor Hoin­kis (mitt­le­re Rei­he, 8. v. r.)

Start für neu­es Ent­sal­zungs­ver­fah­ren
Im WaKap-Pro­jekt soll ein ener­gie­ef­fi­zi­en­ter, modu­la­rer Kom­bi­na­ti­ons­pro­zess zur Ent­sal­zung von Meer-, Brack- und Grund­was­ser durch Kapa­zi­ti­ve Ent­io­ni­sie­rung (Capa­ci­ti­ve Dei­o­ni­sa­ti­on, CDI) und Umkehr­os­mo­se (UO) ent­wi­ckelt wer­den. Dabei han­delt es sich um ein völ­lig neu­es Ent­sal­zungs­ver­fah­ren, bei dem die Ener­gie­ver­sor­gung über rege­ne­ra­ti­ve Ener­gi­en (Son­ne, Wind) erfolgt, um einen auto­no­men Betrieb der Anla­gen (ohne Netz­an­bin­dung) zu ermög­li­chen.

Pilot­an­la­ge in Betrieb genom­men
Bei Grund­was­ser, das – wie in Viet­nam – zusätz­lich Arsen­ver­bin­dun­gen ent­hält, ist zunächst eine In-situ-Behand­lung vor­ge­se­hen mit dem Ziel, die­se zunächst wei­test­ge­hend zu ent­fer­nen. Hier­zu wird das Grund­was­ser vor Ort mit Sauer­stoff ange­rei­chert, wodurch die Arsen­ver­bin­dun­gen zu was­ser­un­lös­li­chen Arse­na­ten oxi­die­ren, sich an eine Eisen­hy­drox­idoxid­ma­trix anla­gern und auf die­se Wei­se aus dem Was­ser ent­fernt wer­den. Eine ers­te Pilot­an­la­ge zur Behand­lung von arsen­hal­ti­gem Grund­was­ser konn­te über das WaKap-Pro­jekt bereits in Phu Tan im Mekong-Del­ta in Viet­nam in Betrieb genom­men wer­den und zeigt viel­ver­spre­chen­de Ergeb­nis­se, die von Tan Vũ Luong von der Viet­na­me­sisch-Deut­schen Uni­ver­si­tät in Ho Chi Minh Stadt vor­ge­stellt wur­den. Auch in wei­te­ren Vor­trä­gen wur­de die Pro­ble­ma­tik arsen­hal­ti­gen Grund­was­sers the­ma­ti­siert, das nicht nur in Viet­nam, son­dern auch in vie­len wei­te­ren asia­ti­schen Regio­nen wie Ost­in­di­en und Ban­gla­desch eine gro­ße Rol­le spielt.

Inner­halb des Ver­bund­pro­jekts WaKap ent­wi­ckelt das Fraun­ho­fer ISI beglei­tend eine wis­sen­schaft­li­che Bewer­tungs­me­tho­dik. Ers­te Ergeb­nis­se konn­ten bereits wäh­rend des Work­shops vor­ge­stellt wer­den. Hier­bei wur­de fest­ge­stellt, dass gene­rell die rege­ne­ra­ti­ven Ener­gi­en basie­rend auf Son­ne und Wind in Viet­nam künf­tig ein gro­ßes Poten­zi­al besit­zen, aber bis­her noch kei­nen bedeu­ten­den Anteil in der gesam­ten Ener­gie­ver­sor­gung des Lan­des haben.

Ins­ge­samt ver­deut­lich­te der Work­shop, dass durch die gemein­sa­me Arbeit in WaKap wei­te­re Fort­schrit­te für die Behand­lung von Grund- und Ober­flä­chen­was­ser zu erwar­ten sind, um der Bevöl­ke­rung in den an Was­ser­pro­ble­men lei­den­den Regio­nen effi­zi­en­te und kos­ten­güns­ti­ge Ver­fah­ren zur Erzeu­gung sau­be­ren Trink­was­sers anzu­bie­ten.

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