Umweltschutzprojekt unter Leitung der Hochschule Karlsruhe

Inner­halb des EU-Pro­jek­ts „Inte­grat­ed aqua­cul­ture based on sus­tain­able water recir­cu­la­tion sys­tem for the Vic­to­ria Lake Basin (Vic­I­nAqua)“ kon­nte am 23. Novem­ber 2018 in Kisumu, Kenia, eine Pilotan­lage zur Wasser­reini­gung für die nach­haltige Fis­chzucht feier­lich eröffnet werden.

Der Vik­to­ri­asee ist das größte Bin­nengewäss­er Afrikas und der zweit­größte Süßwassersee der Welt und hat große Bedeu­tung für seine Anrain­er­staat­en Kenia, Ugan­da und Tansa­nia. Sein Süßwasser­reser­voir bildet die wesentliche Grund­lage für Fis­cherei, Wirtschaft und Touris­mus. Die gesamte Region ist allerd­ings aktuell durch Über­fis­chung, Überdün­gung durch Abwäss­er der am See ange­siedel­ten Indus­trie, der steigen­den Zahl an Sied­lun­gen sowie eine wach­sende Ver­ar­mung der dort leben­den Bevölkerung bedro­ht. Auf­grund des Überange­bots an Nährstof­fen ist der See in weit­en Teilen durch Wasser­hyazinthen über­wuchert, die durch ihr ras­antes Wach­s­tum heimis­che Wasserpflanzen verdrängen.

Unter Pro­jek­tleitung von Prof. Dr. Jan Hoinkis aus der Hochschule Karl­sruhe – Tech­nik und Wirtschaft (HsKA) haben sich ins­ge­samt elf Part­ner aus Europa und Afri­ka zusam­mengeschlossen, um ein nach­haltiges Wasser­reini­gungssys­tem für die Fis­chzucht in der Region des Vik­to­ri­asees zu entwick­eln. Deutsche Part­nere­in­rich­tun­gen sind neben der HsKA die Stein­beis 2i aus Karl­sruhe und die Fir­ma BPE Inter­na­tion­al, aus Europa das Insti­tute on Mem­brane Tech­nol­o­gy ITM-CNR (Ital­ien), die Uni­ver­si­ty of Cal­abria (Ital­ien), die Fir­men AquaBioTech (Mal­ta) und Oxy­Guard Inter­na­tion­al (Däne­mark) und aus Afri­ka die Jomo Keny­at­ta Uni­ver­si­ty of Agri­cul­ture and Tech­nol­o­gy (Kenia), das Depart­ment of Agri­cul­ture, Fish­eries and Live­stock Devel­op­ment (Kenia), die Nation­al Agri­cul­tur­al Research Organ­i­sa­tion (Ugan­da) sowie die Sci­ence, Tech­nol­o­gy and Inno­va­tion Pol­i­cy Research Organ­i­sa­tion (Tansa­nia).

Ziel des Pro­jek­ts ist die Entwick­lung und der Test eines kom­binierten, nach­halti­gen Wasser­be­hand­lungssys­tems für Kreis­lauf­sys­teme in der Fis­chzucht und zur Abwasser­be­hand­lung von indus­triellem und häus­lichem Abwasser.

Mit der nun eingewei­ht­en Pilotan­lage begin­nt die finale Test­phase des Pro­jek­ts, um deren All­t­agstauglichkeit unter Beweis zu stellen. Die Basis der Pilotan­lage bildet ein Mehrzweck-Fil­tra­tionssys­tem, ein soge­nan­nter Mem­bran­biore­ak­tor, der sowohl als Rezirku­la­tion­ssys­tem für Fis­chtanks als auch zur Abwasser­be­hand­lung genutzt wer­den kann. Dafür kon­nte ein neuar­tiges selb­streini­gen­des Mem­bran­ma­te­r­i­al für den Ein­satz im Mem­bran­biore­ak­tor entwick­elt wer­den. In diesem wer­den fein­porige Mem­bra­nen zur Fil­tra­tion des behan­del­ten Abwassers einge­set­zt. Diese neuen Anla­gen sind von den Aus­maßen nicht nur sehr kom­pakt, son­dern erzie­len auch eine ver­gle­ich­sweise hohe Wasserqual­ität. Das Prob­lem der bish­er ver­füg­baren Mem­bran­biore­ak­toren war die Bil­dung von Schmutzschicht­en (Foul­ing) auf den Mem­bra­nober­flächen, die den Wasser­durch­fluss und damit die Reini­gungsleis­tung reduzieren. Sie mussten daher in kurzen Zeitab­stän­den mit Chemikalien gere­inigt wer­den. Das neu entwick­elte Mem­bran­ma­te­r­i­al zeigte im Labor­be­trieb ein wesentlich verbessertes Foul­ing-Ver­hal­ten und wird nun in der Test­phase vor Ort par­al­lel zum bish­eri­gen Mate­r­i­al getestet.

Neben der Entwick­lung eines inno­v­a­tiv­en Fil­tra­tionssys­tems hat sich Vic­I­nAqua auch mit einem sen­sorkon­trol­lierten Energiev­er­sorgungssys­tem für einen semi­au­tarken Betrieb befasst und kon­nte mit Pho­to­voltaik und Bio­gas eine Pilotan­lage erstellen. So lässt sich die notwendi­ge Energie nach­haltig pro­duzieren und eine kon­tinuier­liche Energiev­er­sorgung der Anlage sich­ern, auch bei Stro­maus­fällen im Netz.

„Eine der wesentlichen Her­aus­forderun­gen des Pro­jek­ts liegt in der Entwick­lung von robusten und preis­gün­sti­gen Ver­fahren, die opti­mal an die sozio-ökonomis­chen Bedin­gun­gen der Region am Vik­to­ri­asee angepasst sind“, betont Pro­jek­tleit­er Prof. Dr. Jan Hoinkis. „Deshalb wur­den und wer­den weit­er­hin auch Aus­bil­dungs- und Train­ingskurse für lokale Experten und ein Aus­tausch von Studieren­den zwis­chen den europäis­chen und afrikanis­chen Part­nern durchge­führt.“ Über das Pro­jekt kon­nten in diesem Jahr bere­its vier Studierende aus Ugan­da und Kenia ein zwei­wöchiges Train­ing an der Hochschule Karl­sruhe absolvieren.