Achema Alfa Laval Holding GmbH

Bild: Alfa Laval; iStock, satori13

Die globale Wasserkrise überwinden Technologie-Oasen gegen den weltweiten Wassermangel

07.05.2018

Bevölkerungswachstum und unzureichende Abwassersysteme verschärfen die Wassersituation in einigen Teilen der Welt. Neue Technologien geben jedoch Hoffnung und sind mitunter in der Lage, Abwasser hundertprozentig zu reinigen.

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Rund 880 Millionen Menschen haben Expertenschätzungen zufolge keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Mit dramatischen Folgen: Geschätzt sterben jährlich mehr als zwei Millionen Menschen durch verunreinigtes Wasser, vor allem Kinder. Betroffen vom Wassermangel sind jedoch nicht nur Entwicklungsländer. Die fünf Jahre währende Dürre in Kalifornien hat vor Augen geführt, dass selbst eine Weltmacht wie Amerika unter erheblichen Problemen leidet, wenn die Nachfrage nach Wasser das natürlich begrenzte Angebot überschreitet.

Zu hoher Wasserverbrauch

Zu den wesentlichen Ursachen des Wassermangels zählt die wachsende Weltbevölkerung – etwa über die Landwirtschaft, die den mit Abstand größten Anteil an Süßwasser verbraucht. Das kann unabsehbare Folgen für den Grundwasserspiegel haben. Schätzungen gehen davon aus, dass die Wasservorräte schon 2030 nur noch 60 Prozent der weltweiten Nachfrage decken können. Kein Wunder, dass die Vereinten Nationen daher „die Verfügbarkeit und das nachhaltige Management von Wasser und sanitären Anlagen für alle“ als Nachhaltigkeitsziel in die Agenda 2030 aufnahmen – schließlich hängen Millionen Leben am Zugang zum Wasser.

Ein nicht zu unterschätzendes Problem besteht darin, dass viele Menschen Wasser bislang nicht als wertvollen Rohstoff einschätzen. In vielen Ländern ist es möglich, nach Belieben Wasser zu verbrauchen, ohne einen wirklichen Preis dafür zu bezahlen.

Auch ist vielen Menschen nicht bewusst, dass für die Herstellung von vielen Produkten extreme Wassermengen eingesetzt werden. Die Produktion einer einzigen Jeans verschlingt schätzungsweise etwa 11.000 Liter Wasser. Obwohl Fortschritte gemacht werden, wie Adrian McDonald, Professor für globale Wassersicherheit an der Universität von Leeds, einräumt, bleibt viel zu tun: „Die Bevölkerung wächst fast proportional mit, so dass es ein stetiges Wettrennen ist, auch die anderen Milliarden Menschen auf der Welt zu erreichen.“ Wenn Wasser immer kostbarer wird, stellt sich die Frage nach den Einsatzgebieten von sauberem Süßwasser – auch in der Industrie, wo punktuell ein sehr hoher Wasserbedarf besteht.

Dient das Wasser als Rohstoff in der Getränke- und Lebensmittelindustrie? Oder kommt es in Öl- und Gasraffinerien oder der Prozessindustrie zum Einsatz? Dabei variieren die Ansprüche an die Wasserqualität, weshalb die vorhandenen Wasserressourcen intelligent gesteuert werden müssen. Doch das allein reicht nicht, vielmehr kommt dem Einsatz der passenden Technologien zur Reinigung des verbrauchten Wassers eine elementare Funktion zu.

Auch den letzten Tropfen wiederverwerten

Tatsächlich stellt der Zugang zu sauberem Wasser viele Industriezweige in aller Welt vor wachsende Herausforderungen. Grund seien die zunehmend verschmutzten Wasserläufe, aus denen Fabriken Wasser pumpen, erläutert Thomas Møller, Bereichsleiter für Prozess- und Abwasserbehandlung bei Alfa Laval: „In China, Indien und vielen weiteren Ländern hat sich das Flusswasser in den letzten zehn Jahren sehr verändert. Das Oberflächenwasser ist viel stärker verschmutzt als früher. Wasserzulaufsysteme müssen daher heute aus mehreren ausgeklügelten Schritten bestehen. Zusammen mit strengen gesetzlichen Vorschriften für die Abwasserentsorgung erhöht diese Situation in Unternehmen den Bedarf für eine Wiederverwendung ihres Wassers.“

Entsprechend sind Technologien, die das Wasser reinigen, bevor es in den Herstellungsprozess gelangt, gefragter denn je – gleiches gilt für die Abwasseraufbereitung. Indien hat sich zum Beispiel das Ziel gesetzt, den chronisch verschmutzten Ganges durch Wasseraufbereitungsanlagen zu sanieren. Mit der sogenannten Zero-Liquid-Discharge-Technik (ZLD), bei der Abwässer zu 100 Prozent gereinigt werden, soll ein abwasserfreies System entstehen, das sämtliche Industrieabwässer in aufbereiteter Form wiederverwertet.

Da die größten Wasserreservoire die Ozeane sind, hat sich die Entsalzung von einer Nischenindustrie zu einem rasant wachsenden Sektor entwickelt, in den viele Länder investieren. Die Technik ist so weit fortgeschritten, dass die größte Herausforderung heute nicht mehr in der Reinigung von Wasser und Abwasser, sondern in der Bezahlbarkeit der Methoden liegt. „Es gibt Technologien, mit denen man das dreckigste Wasser, das man sich vorstellen kann, sauber bekommt. Aber es kommt auch darauf an, wie dies am kosteneffizientesten machbar ist. Hier finden die wahren Innovationen statt“, so Møller.

Technologischer Fortschritt gibt Hoffnung

Die Wasserreinigung greift heute auf ein beachtliches und stetig wachsendes technologisches Arsenal zurück – angefangen bei den etablierten Technologien wie Mikro- und Ultrafilter sowie Umkehrosmose, wie sie etwa in Entsalzungsanlagen zum Einsatz kommt. Eine besonders gefragte Technologie sind die All-in-One-Membranfiltrationsmodule für Membranbioreaktoren von Alfa Laval.

Dank der Hollow-Sheet-Technologie sind sie für die sekundäre und die tertiäre Abwasserbehandlung sowie für die Nachbehandlung geeignet. Damit ist es möglich, einen sauberen Abwasserstrom zu generieren, der direkt in die Umwelt abgegeben oder zur Wiederverwendung gegeben werden kann. Davon profitieren verschiedene Industrieanwendungen, etwa die Lebensmittel- und Molkereiindustrie, die Fischindustrie, die Getränkewirtschaft, Raffinerien oder die pharmazeutische und chemische Industrie. Außerdem erlaubt die Technologie das Reinigen von Wolle in der Textilwirtschaft.

Hinzu kommen die ZLD. Die Evaporatoren und Kristallisatoren, die auf den Wärmeübertragern Widegap 100 und Alfavap basieren, sind in der Lage, Abwasser zu konzentrieren, die Entsorgungsvolumina effizient zu senken und die Produktrückgewinnung sowie die Wiederverwendung von Wasser zu ermöglichen. Ein nicht zu unterschätzender Faktor, wenn es um den Schutz der Gewässer geht – ob in Indien oder in Deutschland. Die ZLD arbeiten auch in schwierigen und Fouling-gefährdeten Anwendungen zuverlässig. Beispiele dafür sind anaerobe und salzige Chemikalien-Abwässer, Ölfeld-Abwässer, Palmölmühlen-Abwässer, die Verdunstung von Schwarzwasser aus der Olivenölproduktion, Ausschuss aus der Umkehrosmose, Abwässer aus der Ionenaustauscher-Regeneration, Abwässer aus der Brennerei-Schlempe, die Solen-Abwässer aus der Zucker- und Stärkeproduktion und Kraftwerksanwendungen.

Zudem werden derzeit vielversprechende Erfindungen getestet, etwa der vom britischen Plymouth Marine Laboratory entwickelte Vortex-Bioreaktor. Dieser reinigt Abwasser, indem er es durch Perlen aus Kupferaluminium schleudert. Dieses Verfahren vernichtet Bakterien im Handumdrehen und – das ist ungewöhnlich – fast ohne chemische Zutaten. Auch ist das System komplett skalierbar und tut damit seinen Dienst für öffentliche Dorftoiletten genauso wie in Großstädten. Ein solches Projekt gibt Hoffnung und könnte die Abwasserreinigung auch in Industrienationen revolutionieren.

Alfa Laval auf der Achema

Ideen für die effiziente Abwasserbehandlung und weitere Highlights stellt Alfa Laval auf der diesjährigen Achema vor: Halle 4.0, Stand D4

Bildergalerie

  • Die Wärmeübertrager Widegap 100 bilden die Grundlage für den Zero-Liquid-Discharger – eine von vielen Technologie-Oasen gegen Wasserknappheit.

    Bild: Alfa Laval

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