In Zusammenarbeit mit:
Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP)
Wasser reinigen mit Plasma
Text: PAULINA DRUSE
Nur etwa drei Prozent des weltweit verfügbaren Wassers ist Süßwasser, das damit zu den wertvollsten Ressourcen auf unserer Erde zählt. Immer extremer werdende Wetterverhältnisse wie Hitze und Dürren zeigen umso mehr, wie kostbar es ist. Gleichzeitig steigt der Bedarf für Frischwasser seitens der Wirtschaft und der Industrie, denn für die Herstellung von Lebensmitteln wird enorm viel Wasser benötigt. Dieses muss dann als Ab- beziehungsweise Prozesswasser aufwändig gereinigt werden, zumeist mit chemischen Verfahren die auch noch kostspielig sind. Ein Team des Leibniz-Instituts für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald forscht an Alternativen und hat vielversprechende Erfolge zu verzeichnen.
Für diejenigen, die lieber hören, statt lesen
DownloadDie bisherigen Ergebnisse des Projektes PHYSICS & ECOLOGY am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) können sich sehen lassen: Physikalische Methoden wie Plasma sind konkurrenzfähig zu etablierten Methoden wie Ozonung, UV-Behandlung oder Aktivkohle. Sie dekontaminieren Ab- beziehungsweise Prozesswasser ähnlich effektiv von Keimen und Pestiziden und auch die Kosteneffizienz kann mithalten. „Die Ergebnisse bestärken uns in unserer Annahme, dass innovative physikalische Verfahren wie zum Beispiel Plasma zur Dekontamination von Wasser eine Alternative zu herkömmlichen Methoden sein können. Wir sind damit dem Ziel, Wasser von Agrarchemikalien zu reinigen, aufzubereiten und wieder zurückzuführen, einen großen Schritt nähergekommen“, erklärt Dr. Marcel Schneider, Leiter des Projektes am INP. Plasma ist ein reaktives, ionisiertes Gas, das neben neutral geladenen Atomen und Molekülen freibewegliche Elektronen und Ionen enthält. In der Natur kommt es zum Beispiel in Form von Blitzen und den Polarlichtern vor.
PHYSICS & ECOLOGY ist Teil des Bündnisses PHYSICS FOR FOOD, das an physikalischen Alternativen in der Land- und Ernährungswirtschaft forscht, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Das Ziel: In der Landwirtschaft und bei agrartechnischen Produktionsprozessen soll weniger Chemie gebraucht beziehungsweise die Umwelt dadurch weniger belastet werden. Es geht um mehr Physik beim Klima- und Umweltschutz.
Demonstrator vereint mehrere Technologien
Seit Dezember 2021 ist die Forschung zur Abwasser-Dekontamination aus dem Labor in die Quasi-Wirklichkeit verlegt worden. Der Projektpartner Harbauer GmbH aus Berlin hat einen Demonstrator konstruiert, in dem sich 1:1 die Prozesse nachbilden lassen, die nötig sind, um durch verschiedene physikalische Verfahren aus Abwasser wieder Frischwasser zu machen. Im Demonstrator wird mit acht Technologien gearbeitet, darunter etablierte Verfahren wie Spaltrohr, Kiesfilter, Ultrafiltration, UV-Behandlung, Ozon und Aktivkohlefilter. Ergänzt werden sie durch zwei physikalische Technologien, die es noch weiter zu optimieren gilt: Plasma und Ultraschall.
Außen Schiffscontainer, innen oho
Bei dem Demonstrator, der in einem 20 Fuß-Schiffscontainer untergebracht ist, handelt es sich um eine Besonderheit. Es gibt aktuell kaum Anlagen in dieser Größenordnung, bei denen die innovativen, physikalischen Technologien mit den etablierten Verfahren verglichen aber auch kombiniert werden können. Er erlaubt erstmals bei einem hohen Wasserdurchsatz die Dekontaminierung unter realistischen Bedingungen zu testen.
Seit kurzem steht dieser Demonstrator in Stralsund. Die Braumanufaktur Störtebeker GmbH hat hierfür einen Teil ihres Brauereigeländes und ihr Prozesswasser zur Verfügung gestellt. Dort sollen insgesamt ein Kubikmeter Wasser pro Stunde – also so viel wie fünf gefüllte Badewannen – durch den Demonstrator laufen. Thomas Ott, Betriebsleiter der Störtebeker Braumanufaktur, zeigt sich stolz: „Unsere Brauerei zeichnet sich durch innovative Brauspezialitäten mit den besten Rohstoffen aus. Wasser spielt im gesamten Produktionsprozess eine herausragende Rolle. Wir sind sehr daran interessiert, unseren Beitrag für Nachhaltigkeit und Umweltschutz zu leisten und Frischwasser einzusparen, indem es insbesondere durch eine physikalische Aufbereitung wiederverwendet werden kann.“
Die Braumanufaktur ist dabei schon der zweite Standort des Demonstrators. Die ersten vielversprechenden Ergebnisse konnten auf dem Gelände der rübenverarbeitenden Fabrik in Anklam, der Cosun Beet Company GmbH & Co. KG (CBC Anklam), erzielt werden. In diesem Demonstrator ist das Prozesswasser behandelt worden, das nach dem Waschen der Zuckerrüben angefallen war. Miriam Woller-Pfeifer, Betriebsingenieurin bei der CBC Anklam, resümiert: „Unser Ziel ist eine komplette Kreislaufwirtschaft bei der Verarbeitung von Zuckerrüben. Wir wollen sämtliche Bestandteile optimal und nachhaltig nutzen. Die Wasseraufbereitung ist dabei ein zentraler Punkt in unserer Nachhaltigkeitsstrategie. Die erzielten Ergebnisse stimmen uns dahingehend sehr optimistisch.“
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