Terra Human - Magazin und Portal
Home
Umwelt & Natur
Kunst & Kultur
Soziales
Wissenschaft
Photographie
Navigation
Impressum

Membran-Bioreaktoren uns Wasser in Zahlen


Sauberes Wasser dank leistungsfähiger Membran-Bioreaktoren

EU-Forschungsprojekt mit 5,9 Millionen Euro unter Beteiligung der TU Berlin

16.08.2006 - "Klärwerke, wie sie in den meisten deutschen Orten Abwässer reinigen, seien nicht immer das Non-plus-Ultra", erklärt Mathias Ernst von der Technischen Universität Berlin. In Asien und Nordamerika boomen seit einigen Jahren so genannte Membran-Bioreaktoren, die Ähnliches manchmal sogar besser leisten. Europa hat bei dieser Technik allerdings ein wenig den Anschluss verpasst und versucht jetzt mit einem 5,9 Millionen Euro teueren EU-Forschungsprojekt aufzuholen. "Accelerate Membrane Development for Urban Sewage Purification (AMEDEUS) heißt diese Aufholjagd, die das KompetenzZentrum Wasser in Berlin koordiniert.

Das Prinzip solcher Membran-Bioreaktoren (MBR) ist rasch erklärt: Durch winzige Löcher in Membranen strömt zwar das Wasser durch, nicht aber Verschmutzungen aus winzig kleinen Schwebstoffen. Diese Löcher halten mit einem Durchmesser zwischen 0,01 und 0,2 Mikrometern selbst Teilchen zurück, die weniger als den tausendstel Teil eines Millimeters messen. Bakterien und Schwebstoffe im Wasser liegen deutlich über dieser Grenze und haben daher keine Chance durchzuschlüpfen. Selbst kleinere Viren werden oft von den Membran-Bioreaktoren zurückgehalten, weil sie häufig auf Bakterien sitzen, die nicht durchschlüpfen können. Zumindest so gut wie herkömmliche Kläranlagen sind die Membran-Bioreaktoren, etliche Forscher sehen sogar bei ihnen einen Vorsprung.

Weil diese Technik aber ungefähr doppelt so viel kostet wie herkömmliche Kläranlagen, setzt sie sich hierzulande noch nicht durch. In schnell wachsenden Ballungsregionen und in abgelegenen Gebieten, in denen ein normales Klärwerk nur unter hohen Kosten errichtet werden kann, boomen aber diese Anlagen. Und während eine herkömmliche Kläranlage nur mit viel Aufwand ausgebaut werden kann, lässt sich ein Membran-Bioreaktor relativ rasch anpassen. "Sie lassen sich einfach flexibler einsetzen", erklärt TU-Forscher Mathias Ernst.

Einen Haken hat die Technik aber durchaus: Auf den Membranen bildet sich oft rasch eine Deckschicht aus Schmutz und Mikroorganismen, die nach einiger Zeit die Poren verstopfen. "Fouling" nennen die Forscher diesen Prozess. Wie dieses "Fouling" verhindert oder verringert werden kann, versucht nun ein gemeinsames Forschungsprojekt der TU Berlin mit vier Firmen und der Universität von New South Wales in Australien heraus zu bekommen.

Erneut scheint das Prinzip einfach: Nach einiger Zeit kehrt eine automatische Schaltung im Membran-Bioreaktor einfach den Wasserstrom für einen Moment um. Während normalerweise Abwasser durch die Membran strömt und Verunreinigungen zurückbleiben, strömt dann das gefilterte Wasser zurück und wäscht praktisch die Deckschicht ab - lange bevor sie die Poren ernsthaft verstopfen kann.

Wie so oft steckt die Ingenieursarbeit aber in den Details, die von den AMEDEUS-Forschern untersucht werden. Welche Membranen lassen solche Deckschichten am wenigsten entstehen? Wie sollte ein Membran-Bioreaktor gebaut und betrieben werden, damit "Fouling" nicht zum Problem wird? Verändert sich das "Fouling", wenn der Schlamm im Reaktor älter ist? Welchen Einfluss haben die Fließgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des Abwassers auf das "Fouling"? Diese Fragen versuchen die Forscher gemeinsam zu klären.

Auf eine heiße Spur scheinen die TU-Ingenieure dabei vor allem bei den so genannten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) gestoßen zu sein. Das ist eine Art Schleim im Abwasser, in dem sich einzelne Bakterien aneinander heften und einen so genannten Biofilm bilden. Je mehr dieser Substanzen nun im Abwasser sind, um so mehr "Fouling" reichert sich auf den Membranen an.

Genau da setzt das Team um Prof. Dr. Martin Jekel vom Fachgebiet Wasserreinhaltung der TU Berlin an und entwickelt einen Sensor, der die EPS kontinuierlich messen kann. Prof. Dr. Matthias Kraume und seine Mitarbeiter vom TU-Fachbereich Verfahrenstechnik wiederum bauen eine Versuchsanlage, in der Sensor und Anlagentechnik so gekoppelt werden, dass diese EPS unschädlich gemacht werden, bevor sie den Membran-Bioreaktor verstopfen können. Vielleicht bescheren solche Verbesserungen den Herstellern und Forschern europäischer MBR-Technologie ja doch noch einen Boom. Genau das will das EU-Projekt AMEDEUS erreichen. Roland Knauer

Quelle und weitere Informationen im Internet unter: www.tu-berlin.de

------- Weitere Meldungen zum Thema Wasser -------

 

Wasser - Zahlen und Fakten

Zahlen und Fakten des Statistischen Bundesamtes
zum internationalen "Tag des Wassers" am 22. März 2001

Wussten Sie schon, dass

» 99 % der Bevölkerung in Deutschland, d.h. mehr als 81 Mill. Menschen, ihr Trinkwasser aus dem öffentlichen Netz beziehen?

» eine Person in Deutschland im Durchschnitt täglich 129 Liter Trinkwasser verbraucht?

» das Wasser für die Versorgung der Bevölkerung zu 74 % aus Grund- und Quellwasser besteht?

» Industrie und Wärmekraftwerke das eingesetzte Frischwasser mehr als dreimal verwenden?

» infolge Kreislaufnutzung jährlich rund 70 Mrd. m³ Wasser gespart werden?

» 93 % der Bevölkerung in Deutschland, d.h. über 76 Mill. Menschen, ihr Abwasser über die öffentliche Kanalisation entsorgen?

» die Gesamtlänge des öffentlichen Kanalnetzes in Deutschland ca. 446 000 km beträgt? Das entspricht etwa dem elfmaligen Erdumfang.

» im Kanalnetz etwa 31 000 Regenentlastungsanlagen (Überlauf-, Rückhalte- und Klärbecken) mit einem gesamten Speichervolumen von 33 Mill. m³ eingebaut sind? Das entspricht einem Sechstel des Stauraums der Edersee-Talsperre.

» das Abwasser von fast 75 Mill. Einwohnern in Abwasserbehandlungsanlagen gereinigt wird?

» in den öffentlichen Klärwerken 99 % des Abwassers (9,5 Mrd. m³) mit biologischen Verfahren behandelt werden?

» in Deutschland jährlich insgesamt 4,1 Mill. t Klärschlamm (auf Trockenmasse berechnet) anfallen? Etwa die Hälfte wird, z.B. in der Landwirtschaft oder durch Kompostierung, stofflich verwertet. Ein Drittel wird verbrannt.


Alle Angaben beruhen auf vorläufigen Ergebnissen des Statistischen Bundesamtes für 1998.

Quelle im Internet: www.destatis.de


------------------------------------------------------

Weitere Themen: 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88

Sie haben einige Fragen zum Thema "Membran-Bioreaktoren" oder Sie möchten wissen, was bedeutet das Wort Photovoltaik, was sind Bioreaktoren oder was versteht man unter Grundlagenforschung? Einige Antworten auf häufig gestellte Fragen aus dem großen Bereich Wissenschaft und Forschung, Umwelt und Natur finden Sie unter dem Stichpunkt Glossar, welches stetig erweitert wird.