Solare Wasserreinigung
Mit biologisch schwer oder nicht abbaubaren Substanzen verunreinigte Abwässer müssen häufig chemisch oder physikalisch aufwändig vorbehandelt werden. Zum Einsatz kommen dabei oft fortgeschrittene Oxidationsmethoden (Advanced Oxidation Processes – AOPs).
Dazu zählen photochemische Verfahren, bei denen Schadstoffe mit Hilfe der UV-Strahlung in biologisch leichter abbaubare Substanzen umgewandelt werden (UV-Oxidation). AOPs sind hochwirksam, haben jedoch einen hohen Energiebedarf, insbesondere für die benötigten UV-Lampen.
Raumfahrt (DLR) hat zusammen mit der KACO new energy GmbH und der Hirschmann Laborgeräte GmbH einen Solarreaktor zur Reinigung von Problemabwässern entwickelt und am DLR Standort Lampoldshausen unter Praxisbedingungen getestet. Die innovative SOWARLA-Technologie kann mithilfe von Photokatalysatoren auch die langwelligere Solarstrahlung für den UV-Oxidationsprozess nutzen.
Kernstück der SOWARLA-Technik ist ein neuartiger Solarreceiver, der als Reaktor für den photokatalytischen Abbau der gewässerbelastenden Substanzen verantwortlich ist. Dank seines modularen Aufbaus lässt sich der Receiver an die zu reinigende Wassermenge einfach anpassen.
Patentierte Solarkollektoren mit Rohren aus robustem und besonders transparentem Spezialglas sorgen für die optimale Umsetzung der Schadstoffe mithilfe der Sonnenenergie. Während das kontaminierte Wasser, versetzt mit Photokatalysatoren, die Glasrohre des sonnenbeschienenen Receivers durchströmt, wird die Behandlung auf die aktuelle Solarleistung abgestimmt: Viel Sonne erlaubt hohen Durchsatz.
Bei niedriger Einstrahlung wird die Pumpleistung reduziert. Eine Photovoltaikanlage kann die gesamte Energie liefern, die für Pumpen und Steuerung benötigt wird. So lässt sich die gesamte Anlage unabhängig von fossilen Energieträgern betreiben.
Im Vergleich zu einer UV-Oxidation lässt sich mit der Solaranlage rund 90 % der Betriebsenergie einsparen und die Zugabe chemischer Oxidationsmittel reduzieren oder ganz vermeiden. Neben der Reinigung des Kühlwassers wurde der Abbau zahlreicher Abwasserinhaltsstoffe wie Antibiotika, Analgetika, Röntgenkontrastmittel, Textilchemikalien oder Kraftstoffadditive erprobt.
Nach Vergleichsstudien kann das solare Verfahren denselben Reinigungseffekt wie konventionelle Verfahren erzielen. Eine breite Einsatzbarkeit der SOWARLA-Technik zur Eliminierung von Schadstoffen aus Prozessabwässern und anderen Quellen ist zu erwarten.
Projektthema:
SOWARLA: Solare Wasserreinigungsanlage für das DLR Zentrum Lampoldshausen
Projektdurchführung:
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Solarforschung
Solare Verfahrenstechnik
Linder Höhe
51147 Köln
Telefon 02203|601-2940
christian.jung@dlr.de
www.DLR.de/energie
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