Wasser effizient entkeimen

Mikroben mit ultravioletter Strahlung zu sterilisieren, ist in vielen Kläranlagen Usus. Wirkungsgrad und Lebensdauer der eingesetzten Strahler bestimmen dabei, wie effizient eine Anlage arbeitet. Der Prototyp einer verbesserten UV-Lichtquelle arbeitet mit Mikrowellen.

Gegen Mikroben hilft UV-Licht. Daher werden Abwässer – zum Beispiel aus Tierkörperbeseitigungsanstalten oder Krankenhäusern – nach der Reinigung in der Kläranlage zusätzlich noch mit UV-Licht bestrahlt. Auch Betreiber kommunaler Kläranlagen setzen zunehmend diese Technik ein – insbesondere dann, wenn sich in der Nähe Badegewässer befinden. Sogar zur Aufbereitung von Trinkwasser und für Schwimmbäder ist dieses Entkeimungsverfahren bewährt und elegant, zumal keine Chemikalien benötigt werden. Ultraviolette Strahlung mit einer Wellenlänge um 254 Nanometer schädigt das Erbgut von Bakterien, Pilzen und Viren derart, dass bei ausreichend hoher Dosis nahezu alle Keime ihre Fähigkeit verlieren, sich zu vermehren. Nachteil der zumeist verwendeten Quecksilberdampflampen: Ihre Leistung fällt allmählich ab und die Lebensdauer liegt im Dauerbetrieb bei unter einem Jahr. Mit Wirkungsgraden von 5 bis 35 Prozent erwärmt das Gros der eingesetzten elektrischen Energie lediglich das Wasser. Ein neues Konzept für einen UV-Lichtstrahler wurde im EU-Projekt „PlasLight“ entwickelt. Da der Strahler ohne verschleißende Elektroden auskommt, ist er besonders langlebig. Projektpartner sind Unternehmen und Institute aus vier EU-Ländern – darunter Wissenschaftler vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT und von der Fraunhofer-Technologie-Entwicklungsgruppe TEG.

Die Funktionsweise der neuen UV-Quelle unterscheidet sich gänzlich von herkömmlichen Lampen: Magnetrons erzeugen Mikrowellenstrahlung, die über Zuleitungen eine Kammer erreichen. In der darin eingeschlossenen Gasmischung entsteht ein Plasma, das dann UV-Licht abstrahlt. Im derzeit am weitesten entwickelten Prototypen geht es durch zwei 40 x 40 Zentimeter große Quarzplatten auf das vorbeiströmende Wasser über. „Wichtig ist die Zusammensetzung des Gases“, verrät Projektleiterin Anja Flügge, „denn darüber können wir – im Gegensatz zu herkömmlichen Lampen – die Wellenlänge der emittierten Strahlung in gewissen Grenzen einstellen. Dadurch lässt sich die UV-Quelle auf verschiedene Keimarten anpassen.“

Eingebettet ist der Strahler in einen mobilen Versuchsstand, der im Wesentlichen aus einem oben offenen Kanal („Gerinne“) und der UV-Lichtquelle besteht. So lässt sich bei Kunden das jeweilige Wasser unter realen Bedingungen behandeln und untersuchen. Während der IFAT in München präsentieren die Forscher ihre „PlasLight“-Anlage vom 25. bis 29. April. Auf der „Leitmesse für Umwelt und Entsorgung“ kann sie in Halle B2 besichtigt werden.