Panorama

Plasma für sauberes Wasser

23.11.2021 - Forschungsprojekt testet physikalische Verfahren zur Wasseraufbereitung.

Nur rund drei Prozent des weltweit verfügbaren Wassers ist trinkbares Süßwasser. Die in den letzten Jahren verstärkt auftretenden Extrem­wetter­ereignisse wie Hitze und Dürren machen auch hierzulande klar, wie wertvoll diese Ressource ist. Gleichzeitig werden große Mengen an Wasser benötigt, um Lebensmittel herzustellen. Innovative physikalische Verfahren könnten durch Wasser­aufbereitung und Wasser­rückführung helfen, den Frisch­wasserbedarf in der Lebensmittel­verarbeitung zu senken. Durch die Beseitigung von Partikeln und Keimen sinkt dabei auch die Belastung der Umwelt durch Abwässer. Das Forschungs­projekt „Physics for Food“ startet nach erfolgreichen Labor­versuchen hierzu einen Praxistest in der Anklamer Fabrik.

Dabei sollen umwelt­belastende Stoffe und Keime aus dem Prozesswasser der Zucker­produktion durch eine neuartige Kombination verschiedener physikalischer Verfahren wie mechanische Filter, Aktivkohle, Ultraschall, Ozonung, UV-Behandlung sowie gepulsten elektrischen Feldern (PEF) entfernt werden. Zusätzlich kommt eine spezielle Plasma­technologie zum Einsatz, die Pestizide und Rückstände von Pharmazeutika mittels einer dielektrisch-behinderten Entladung (DBE) unschädlich machen soll. Die verschiedenen Module werden im Verlauf des Projekts an unterschiedlichen Abwässern auf ihre Effek­tivität getestet. Der mobile Demonstrator kann pro Stunde bis zu 2500 Liter Abwasser reinigen. Die Anlage ermöglicht es, die Wirkung der verschiedenen eingesetzten Verfahren auf die jeweilige Wasser­zusammensetzung einzeln und in Kombination zu testen, um die optimale Konstruktion von groß­technischen Anwendungen für unterschiedliche Einsatz­bereiche vorzubereiten.

Der wissenschaftliche Leiter des Projekts, Jürgen Kolb vom Leibniz-Institut für Plasma­forschung und Technologie (INP), erläutert: „Die Aufbereitung von Wasser in der Lebensmittel­produktion und Landwirtschaft bietet ein enormes ökologisches wie ökonomisches Potenzial. Wir suchen nach neuen Möglich­keiten, mit denen Abwasser entweder direkt im Produktionsprozess wiederverwendet werden kann, oder sauber in die Natur zurückgeleitet wird. Durch die Kombination klassischer Wasser­aufbereitungs­verfahren mit innovativen Techno­logien wie Plasma, Ultraschall und gepulsten elektrischen Feldern können wir sehr effizient Keime, Agro­chemikalien und Pharma­zeutika aus dem Wasser entfernen, und so aus dem Grundwasser oder Oberflächen­gewässern fernhalten. Mögliche Einsatzbereiche sehen wir neben der Lebensmittel­produktion auch in der Pflanzenzucht, Tierhaltung oder im Umfeld von Krankenhäusern.“

Als Praxispartner beteiligt ist die Cosun Beet Company als Betreiber der Zuckerfabrik Anklam. Jährlich verarbeitet die Anlage in Mecklenburg-Vorpommern derzeit rund 1,8 Millionen Tonnen Zuckerrüben. Neben Kristall­zucker produziert das Werk aus den Zuckerrüben auch Futtermittel, Bioethanol sowie Biomethan, das als erneuer­bare Energiequelle in das Erdgasnetz eingespeist wird. Miriam Woller‑Pfeifer, Betriebs­ingenieurin bei der CBC Anklam, sagt: „Unser Ziel ist es, bei der Verarbeitung von Zuckerrüben eine komplette Kreislauf­wirtschaft zu erreichen. Wir wollen sämtliche Bestandteile optimal und nachhaltig nutzen. Die Wassera­ufbereitung ist dabei ein zentraler Punkt in unserer Nachhaltigkeits­strategie.“ Das mit Mitteln des Bundes­ministeriums für Bildung und Forschung geförderte Projekt läuft noch bis Ende 2022.

INP / JOL

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