Trinkwassergewinnung und -aufbereitung

Eine Ressource für die Gewinnung von Trink- oder Prozesswasser höchster Qualität ist die Luftfeuchte. Aktuelle Forschungsarbeiten am IGB konzentrieren sich auf die Umsetzung von Konzepten, die es ermöglichen, die Luftfeuchte in effizienten Adsorbersystemen zu binden und bei Bedarf als nutzbares Wasser abzugeben.

Für die Untersuchung der Belastung mit Keimen und die Bestimmung der Wirksamkeit von Desinfektionsschritten greifen wir auf langjährige Expertise zurück. Im Einzelnen handelt es sich um die Identifizierung von Bakterien und Pilzen, die Untersuchung von Biofilmen und deren Reduzierung oder Vermeidung im technischen System.

Thermische Verfahren zur Trinkwassergewinnung und Wasseraufbereitung

In vielen Regionen der Erde haben Klimawandel, hoher Wasserverbrauch und eine wachsende Weltbevölkerung zu einer Verknappung der natürlichen Trinkwasserressourcen geführt. In küstennahen Gegenden, beispielsweise in Südeuropa und auf vielen Inseln des Mittelmeers, ist das Grundwasser bereits durch die Infiltration von Meerwasser versalzen.

Übliche Technologien zur Wasserentsalzung, wie Umkehrosmose und herkömmliche thermische Verfahren, sind allerdings energieintensiv und verbrauchen direkt oder indirekt große Mengen fossiler Energieträger – verbunden mit erheblichen CO2-Emissionen. Das Fraunhofer IGB entwickelt eine energieeffiziente und kostengünstige Alternative, mit der Wärmeenergie auch bei vergleichsweise niedriger Temperatur für eine mehrstufige Vakuumverdampfung von Wasser genutzt werden kann. Der für die Verdampfung erforderliche Unterdruck wird durch eine innovative Lösung allein unter Nutzung der Schwerkraft erzeugt und aufrechterhalten.

Eine weitere Ressource für die Gewinnung von Trink- oder Prozesswasser höchster Qualität ist die Luftfeuchte. Aktuelle Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Umsetzung von Konzepten, die es ermöglichen, die Luftfeuchte in einer hygroskopischen Salzlösung zu binden und als nutzbares Wasser abzugeben.

Membranfiltrationsverfahren.
Membranfiltrationsverfahren.

Membranfiltrationsverfahren

In der Industrie hat sich die Membrantechnologie als Separationstechnik auch zur Aufbereitung von Rohwässern zu Prozesswässern oder für die Aufreinigung von Prozessabwässern bewährt. Sie funktionieren ohne Phasenänderung, der apparative Aufwand hält sich in Grenzen. Weitere Vorteile sind ein einfaches Upscaling (Modularität) und geringer Chemikalienverbrauch.  

Am Fraunhofer IGB werden Membranmaterialien, Membranen und Membranprozesse für die Mikrofiltration (MF, suspendierte Partikel, Bakterien), Ultrafiltration (UF, Makromoleküle, Viren und Kolloide), Nanofiltration (NF, organische Verbindungen und zweiwertige Ionen sowie Umkehrosmose (einwertige Ionen) erforscht und entwickelt.