Für Millionen Menschen in Entwicklungsländern ist es noch immer schwierig bis unmöglich, an sauberes Trinkwasser zu kommen. Sie laufen teilweise stundenlang, um wenigstens etwas Wasser für sich und ihre Familien aus verdreckten Wasserlöchern zu holen, die sich mit Wildtieren teilen. Die Vereinten Nationen haben es sich deshalb zum Ziel gesetzt, bis 2030 allen Menschen weltweit Zugang zu Wasser- und Sanitärversorgung zu garantieren. In 19 Ländern wird dieses Projekt vom Bundesentwicklungsministerium unterstützt, etwa durch die Finanzierung von Infrastruktur.
„30 Prozent der Weltbevölkerung haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser und der Klimawandel stellt uns schon heute vor große Herausforderungen bei der Wasserversorgung, die künftig noch zunehmen werden“, wird Entwicklungsminister Dr. Gerd Müller auf der Website des BMZ zitiert. „Unsere deutschen kommunalen Unternehmen können einen entscheidenden Beitrag leisten, Städte in Entwicklungsländern zu lebenswerten Orten zu machen. Mit den neuen Partnerschaften unterstützen wir ein erfolgversprechendes Modell für die Zusammenarbeit mit kommunalen Unternehmen.”
Einen Beitrag möchte auch das Karlsruher Institut für Technologie KIT leisten. Dort forschen Wissenschaftler an der Möglichkeit eines natürlichen Reinigungsprozesses für photovoltaikbetriebene Membranfilteranlagen. Dezentrale batterielose mit Photovoltaik betriebene Membranfilteranlagen könnten dabei helfen, Menschen in Entwicklungsländern mehr sauberes Trinkwasser bereitzustellen, betonen sie. Allerdings würden Verschmutzungen und Ablagerungen wie Kalk an der Membran den Energieverbrauch erhöhen, und die Filter müssten regelmäßig chemisch gereinigt werden.
“Natürliche osmotische Rückspülung”
Die Forscher haben deswegen untersucht, wie effizient die Reinigung durch eine physikalische Reinigungsmethode ist: durch die natürliche osmotische Rückspülung. „Schwankt die Sonnenenergie in solchen photovoltaikbetriebenen Membranfilteranlagen, kann dies dazu führen, dass der Betriebsdruck niedriger ist als der osmotische Druck“, sagt Yang-Hui Cai vom Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT. „Das bedeutet, sauberes Wasser fließt durch die Membran zurück und entfernt die Ablagerungen von der Membranoberfläche in einem sehr kurzen, aber starken Prozess. Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Rückspülung als natürlicher Reinigungsprozess gut funktioniert.“
Mit der osmotischen Rückspülung ließen sich 30 bis 96 Prozent des Durchflusses wiederherstellen, schreiben die Forscher in ihrer Studie, die im Journal of Membrane Science veröffentlicht wurde. Um den Reinigungsprozess als tägliche Wartungsmaßnahme einzuleiten, lohne es sich daher, die Pumpe auch an sonnigen Tagen für ein paar Minuten abzuschalten. So ließen sich die Frequenz der chemischen Reinigung und somit die Wartungskosten verringern und potenziell auch die Lebensdauer der Membranfilteranlage verlängern.
Titelbild: Yang-Hui Cai vom IAMT des KIT untersucht mithilfe eines Filtrationsexperiments, wie effizient der natürlich vorkommende osmotische Rückspülprozess bei der Reinigung von Ablagerungen ist. (Foto: © Andrea Schäfer, KIT)
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