Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sauberes Wasser dank leistungsfähiger Membran-Bioreaktoren

17.08.2006
EU-Forschungsprojekt mit 5,9 Millionen Euro unter Beteiligung der TU Berlin

"Klärwerke, wie sie in den meisten deutschen Orten Abwässer reinigen, seien nicht immer das Non-plus-Ultra", erklärt Mathias Ernst von der Technischen Universität Berlin. In Asien und Nordamerika boomen seit einigen Jahren so genannte Membran-Bioreaktoren, die Ähnliches manchmal sogar besser leisten. Europa hat bei dieser Technik allerdings ein wenig den Anschluss verpasst und versucht jetzt mit einem 5,9 Millionen Euro teueren EU-Forschungsprojekt aufzuholen. "Accelerate Membrane Development for Urban Sewage Purification" (AMEDEUS) heißt diese Aufholjagd, die das KompetenzZentrum Wasser in Berlin koordiniert.

Das Prinzip solcher Membran-Bioreaktoren (MBR) ist rasch erklärt: Durch winzige Löcher in Membranen strömt zwar das Wasser durch, nicht aber Verschmutzungen aus winzig kleinen Schwebstoffen. Diese Löcher halten mit einem Durchmesser zwischen 0,01 und 0,2 Mikrometern selbst Teilchen zurück, die weniger als den tausendstel Teil eines Millimeters messen. Bakterien und Schwebstoffe im Wasser liegen deutlich über dieser Grenze und haben daher keine Chance durchzuschlüpfen. Selbst kleinere Viren werden oft von den Membran-Bioreaktoren zurückgehalten, weil sie häufig auf Bakterien sitzen, die nicht durchschlüpfen können. Zumindest so gut wie herkömmliche Kläranlagen sind die Membran-Bioreaktoren, etliche Forscher sehen sogar bei ihnen einen Vorsprung.

Weil diese Technik aber ungefähr doppelt so viel kostet wie herkömmliche Kläranlagen, setzt sie sich hierzulande noch nicht durch. In schnell wachsenden Ballungsregionen und in abgelegenen Gebieten, in denen ein normales Klärwerk nur unter hohen Kosten errichtet werden kann, boomen aber diese Anlagen. Und während eine herkömmliche Kläranlage nur mit viel Aufwand ausgebaut werden kann, lässt sich ein Membran-Bioreaktor relativ rasch anpassen. "Sie lassen sich einfach flexibler einsetzen", erklärt TU-Forscher Mathias Ernst.

Einen Haken hat die Technik aber durchaus: Auf den Membranen bildet sich oft rasch eine Deckschicht aus Schmutz und Mikroorganismen, die nach einiger Zeit die Poren verstopfen. "Fouling" nennen die Forscher diesen Prozess. Wie dieses "Fouling" verhindert oder verringert werden kann, versucht nun ein gemeinsames Forschungsprojekt der TU Berlin mit vier Firmen und der Universität von New South Wales in Australien heraus zu bekommen.

Erneut scheint das Prinzip einfach: Nach einiger Zeit kehrt eine automatische Schaltung im Membran-Bioreaktor einfach den Wasserstrom für einen Moment um. Während normalerweise Abwasser durch die Membran strömt und Verunreinigungen zurückbleiben, strömt dann das gefilterte Wasser zurück und wäscht praktisch die Deckschicht ab - lange bevor sie die Poren ernsthaft verstopfen kann.

Wie so oft steckt die Ingenieursarbeit aber in den Details, die von den AMEDEUS-Forschern untersucht werden. Welche Membranen lassen solche Deckschichten am we-nigsten entstehen? Wie sollte ein Membran-Bioreaktor gebaut und betrieben werden, damit "Fouling" nicht zum Problem wird? Verändert sich das "Fouling", wenn der Schlamm im Reaktor älter ist? Welchen Einfluss haben die Fließgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des Abwassers auf das "Fouling"? Diese Fragen versuchen die Forscher gemeinsam zu klären.

Auf eine heiße Spur scheinen die TU-Ingenieure dabei vor allem bei den so genannten extrazellulären polymeren Substanzen (EPS) gestoßen zu sein. Das ist eine Art Schleim im Abwasser, in dem sich einzelne Bakterien aneinander heften und einen so genannten Biofilm bilden. Je mehr dieser Substanzen nun im Abwasser sind, um so mehr "Fouling" reichert sich auf den Membranen an.

Genau da setzt das Team um Prof. Dr. Martin Jekel vom Fachgebiet Wasserreinhaltung der TU Berlin an und entwickelt einen Sensor, der die EPS kontinuierlich messen kann. Prof. Dr. Matthias Kraume und seine Mitarbeiter vom TU-Fachbereich Verfahrenstechnik wiederum bauen eine Versuchsanlage, in der Sensor und Anlagentechnik so gekoppelt werden, dass diese EPS unschädlich gemacht werden, bevor sie den Membran-Bioreaktor verstopfen können. Vielleicht bescheren solche Verbesserungen den Herstellern und Forschern europäischer MBR-Technologie ja doch noch einen Boom. Genau das will das EU-Projekt AMEDEUS erreichen.

Roland Knauer

Weitere Informationen erteilt Ihnen gerne: Dr. Mathias Ernst, Geschäftsführer
Forschungsschwerpunkt "Wasser in Ballungsräumen" , TU Berlin, Tel: 030/314 24082, E-Mail: FSP-WIB@TU-Berlin.de, Internet: www.mbr-network.eu

Ramona Ehret | idw
Weitere Informationen:
http://www.mbr-network.eu
http://www.tu-berlin.de/presse/pi/2006/pi189.htm

Weitere Berichte zu: Abwasser Bakterium EPS Kläranlage Membran Membran-Bioreaktor

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Eine Frage der Dynamik
19.02.2018 | Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP)

nachricht Forscherteam deckt die entscheidende Rolle des Enzyms PP5 bei Herzinsuffizienz auf
19.02.2018 | Westfälische Wilhelms-Universität Münster

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Im Focus: Quantenbits per Licht übertragen

Physiker aus Princeton, Konstanz und Maryland koppeln Quantenbits und Licht

Der Quantencomputer rückt näher: Neue Forschungsergebnisse zeigen das Potenzial von Licht als Medium, um Informationen zwischen sogenannten Quantenbits...

Im Focus: Demonstration of a single molecule piezoelectric effect

Breakthrough provides a new concept of the design of molecular motors, sensors and electricity generators at nanoscale

Researchers from the Institute of Organic Chemistry and Biochemistry of the CAS (IOCB Prague), Institute of Physics of the CAS (IP CAS) and Palacký University...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Aachener Optiktage: Expertenwissen in zwei Konferenzen für die Glas- und Kunststoffoptikfertigung

19.02.2018 | Veranstaltungen

Konferenz "Die Mobilität von morgen gestalten"

19.02.2018 | Veranstaltungen

Von Bitcoins bis zur Genomchirurgie

19.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Die Zukunft wird gedruckt

19.02.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer HHI präsentiert neueste VR- und 5G-Technologien auf dem Mobile World Congress

19.02.2018 | Messenachrichten

Stabile Gashydrate lösen Hangrutschung aus

19.02.2018 | Geowissenschaften

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics