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.

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.