Wassertechnologie 27.03.2009, 20:40 Uhr

Singapur und Siemens setzen auf das kühle Nass  

Wenn der Ingenieur Rüdiger Knauf in Singapur Teewasser aufsetzt, verbraucht er wie 4,8 Mio. Einwohner bis zu 10 % reines Wasser mit dem klangvollen Namen „NEWater“. Es ist ohne Chemikalienzusatz recyceltes Abwasser und wird normalem Trinkwasser beigemengt. Der Stadtstaat setzt auf die Entwicklung innovativer Wassertechnologien. VDI nachrichten, Düsseldorf, 27. 3. 09, cha

Mit diesem Ansatz hat Singapur eine Reihe namhafter Unternehmen aus aller Welt angezogen, die hier rund um das kühle und kostbare Nass forschen, darunter Siemens. Der Konzern hat hier auch ein neuartiges Konzept für die Meerwasserentsalzung entwickelt. Die eher unspektakulär aussehende Siemens-Apparatur, die die Meerwasserentsalzung in naher Zukunft energieeffizient und somit kostengünstig machen soll, steht in einem der Labors von Siemens an der Toh Guan Road.

In dem Gebäude, das auch Waterhub genannt wird, sind noch andere Firmen und Organisationen vertreten, die rund um das Thema Wasser forschen. Ingenieur Rüdiger Knauf, verantwortlich für die Forschung und Entwicklung bei Siemens Water Technologies in Singapur, ist sichtlich begeistert, wenn er über das Testgerät spricht. Schließlich hat Siemens mit diesem Konzept den ersten Preis bei einer Ausschreibung gemacht und Fördergelder in Millionenhöhe von der Regierung in Singapur an Land gezogen. Sehen kann der Besucher eigentlich nichts, außer ein paar Schläuchen und viel Messtechnik. Unter dem Gehäuse befinden sich Wassertanks. „Ich kann Ihnen versichern, das Wasser, das wir hier reingeben, ist extrem salzig, aber wenn es die Apparatur verlässt, lässt es sich mühelos trinken“, sagt Knauf.

Die Aufgabe war, Meerwasser bei einem Energiebedarf von nur 1,5 kWh/m3 in Süßwasser zu verwandeln. Noch liefert das Gebilde im Untergeschoss des Waterhub zwar nur eine geringe Menge pro Tag. Doch 2011 soll die erste Demonstrationsanlage mit einer Kapazität von 50 m3 pro Tag stehen, und 2013 will Siemens die Technik laut Knauf kommerziell anbieten. Das Verfahren ist gar nicht so neu. Doch wie so oft im Leben macht es die Mischung: Die Forscher vor Ort haben zwei Verfahren kombiniert, die bereits seit langer Zeit im Entsalzungs-Einsatz sind. Beide Verfahren setzen auf den Ionentransport im elektrischen Feld.

Und das geht so: Kochsalz ist Natriumchlorid. Während das Natriumion positiv geladen ist, ist das Chlorion negativ geladen. Das Wasser wird nun zwischen den Elektroden hindurchgeleitet (Anode und Kathode), positiv geladene Bestandteile wandern zur Kathode, die negativen zur Anode.

Dabei passieren die Ionen so genannte Ionenaustauschermembranen. Nach Abschluss des Prozesses läuft in der Mitte reines Wasser ab. Damit das System auch in fast reinem Wasser funktioniert, werden die Räume zwischen den Membranen noch mit Ionenaustauscherharz gefüllt, die ihrerseits elektrische Ladungen tragen. „Sie müssen sich das so vorstellen, als ob Sie einen reißenden Fluss überqueren wollen und in der Mitte dann überall Backsteine liegen, auf denen Sie dann hinüberkommen können.“ Durch geschickte Kombination der Verfahren entsteht das Ex-Meersalz-Wasser, Marke Siemens. „Bislang hat diese Hybridtechnik noch keiner probiert“, erklärt Knauf.

Doch es gibt einen Knackpunkt: Die Membran. Sie muss extrem leistungsstark sein und äußerst geringen elektrischen Widerstand haben, um dieses Hybridsystem wettbewerbsfähig zu machen. „Zurzeit gibt es noch keine wirklich geeignete“, räumt Knauf ein. Zudem ist die Anordnung der Membranen auf den Trägermodulen, den so genannten Spacern, eine große Herausforderung. Wie bekomme ich die beste Flussgeschwindigkeit? Fragen, die sich Ingenieur Rudolf Gensler jeden Tag stellt und auf die er und seine Kollegen in den nächsten zwei bis drei Jahren Antworten gefunden haben müssen.

Auch andere Themen wie die Entwicklung neuartiger Medien, um geringste Schadstoffkonzentrationen in Wasser festzustellen, haben hier Raum. Gerade ist Wasser aus Bangladesch angeliefert worden, die Forscher wollen ihr neuestes Medium zur Arsendetektion ausprobieren. Bangladesch hat ein großes Problem mit arsenhaltigem Trinkwasser. Woraus das neuartige Medium besteht? Ingenieur Richard Wendling lächelt. Das ist eher Top secret.

Er zeigt lieber die Anlage zur Klärschlammreduzierung. Siemens hat den Cannibal-Prozess entwickelt, bei dem der Klärschlamm biologisch von Bakterien reduziert wird. Außerdem sollen die Faulungsprozesse so gesteuert werden, dass Methangas entsteht, das zur Energiegewinnung genutzt werden soll. Noch ist das alles im Versuchsstadium.

Bereits in Betrieb ist Siemens-Technologie an den vier NEWater-Standorten in Singapur. Der tägliche Bedarf von 1,5 Mio. m3 Wasser pro Tag soll bis 2012 zu 30 % aus diesem Wasser bestritten werden. Harry Seah, Technikchef des Wasserversorgers Public Utility Boards (PUB) von Singapur versichert, dass die Akzeptanz des Abwassers sehr hoch sei. Das Wasser kann sogar in der Waferproduktion und in anderen sensiblen Bereichen eingesetzt werden. Die Industrie mag es nicht zuletzt, weil es mit einem Singapur-Dollar preiswerter ist als das „normale“ Wasser . Zudem erhalten willige Betriebe eigene Pipelines.

Der von Siemens mitentwickelte Prozess startet mit der Mikrofiltration. Diese beruht auf hauchdünnen Röhrchen mit winzigen Löchern (Membran). Eine Pore hat einen Durchmesser von 0,04 µm. Ein Becken mit den Mikrofilter-Modulen wird mit Rohwasser aus der Kläranlage gefüllt. Durch Unterdruck im Innern der Faser wird das Wasser über die Membran abgesaugt. Schadstoffe, Viren etc. bleiben an der Außenwand. Das Reinwasser fließt innen ab. Im Anschluss erfolgt die Umkehrosmose (Wassermoleküle werden unter Hochdruck durch eine Membran gepresst) und später wird das Wasser einer UV-Behandlung unterzogen. CLAUDIA HANTROP

Ein Beitrag von:

  • Claudia Burger

    Claudia Burger

    Redakteurin VDI nachrichten
    Fachthemen: Karriere, Management, Arbeitsmarkt, Bildung, Gesellschaft, Arbeitsrecht

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