Keramik-Lösung weist neue Wege im Abwasserrecycling
Das EU-finanzierte Projekt REMEB hat solche Membranen entwickelt und getestet. Die Projektversuche zeigen, wie öffentliche Einrichtungen Abwasser zu unterschiedlichen Zwecken kostengünstig filtern und recyceln können, z. B. zur Straßenreinigung und sogar zur landwirtschaftlichen Bewässerung. Mit dieser Innovation könnten verschiedene Branchen zudem das eigene Abwasser recyceln und dadurch sowohl ihre Kosten als auch ihre Umweltbilanz verringern. „Wir haben die Membranen in der städtischen Abwasseraufbereitungsanlage Aledo im spanischen Murcia getestet“, erzählt REMEB-Projektkoordinatorin Elena Zuriaga vom spanischen Unternehmen FACSA. „Um an diesen Erfolg anzuknüpfen, beabsichtigen wir, unsere Arbeit an der weiteren Verbesserung der keramischen Membranen fortzusetzen und unsere Lösung im industriellen Umfeld einzuführen.“ Wiederverwendung von Ressourcen Die Wasseraufbereitung durch Filtration in Membranbioreaktoren (MBR) ist eine etablierte mögliche Lösung, um den Anteil des Recyclingwassers im Kreislauf zu erhöhen. Diese MBR, die häufig mit billigeren Polymermembranen zum Einsatz kommen, weisen jedoch in der Regel einen eher geringen thermischen, mechanischen und chemischen Widerstand auf. Ihre Wirksamkeit ist dadurch eingeschränkt. Zudem können sich nicht alle Länder mit dem Gedanken anfreunden, recyceltes Abwasser zu verwenden – eine Haltung, die das Team um Elena Zuriaga zu ändern hofft. „Wir müssen neue Wege für die Wasserwiederverwendung finden“, so Zuriaga. „Gegenwärtig wird aufbereitetes Abwasser in Europa lediglich zu 2,4 % wiederverwendet – eine Zahl, die wir steigern müssen. Wir müssen der Aufgabe, neue Lösungen für die Wasserwiederverwendung zu finden, innovativ und aufgeschlossen begegnen.“ Wasserknappheit ist ein zentrales Problem. Da das Wasser, das zur Straßenreinigung verwendet wird, weniger strengen Recyclinganforderungen unterliegt, wird das Abwasserrecycling in diesem Bereich weniger tabuisiert. In solchen Anwendungsszenarien könnten keramische Membranen für kommunale Einrichtungen eine wirtschaftlich sinnvolle Möglichkeit darstellen, recyceltes Abwasser zu derartigen Einsatzzwecken bereitzustellen. Bei Endanwendungen wie der landwirtschaftlichen Bewässerung, für die strengere Normen gelten, sehen die unterschiedlichen Normungen für keramische Membranen die Verwendung von selektiven Schichten vor (d. h. eine Verkleinerung der Porengrößen). Recycelte Werkstoffe Ein weiterer zentraler Aspekt des Projekts REMEB war das Ziel, die Membranen aus Rohstoffen und Abfällen aus der Region zu entwickeln, um die Deponieentsorgung zu verringern. Das Projekt beabsichtigte auf diese Weise, aus lokalem Industrieabfall mögliche neue Einnahmequellen zu schaffen. „In der spanischen Nachbarregion Castellón (Comunidad Valenciana), aus der wir unsere Rohstoffe bezogen, äußerte sich das darin, dass wir unsere keramischen Membranen aus Abfällen der lokalen Keramikfliesenindustrie, außerdem auch aus festen Abfallstoffen aus der Olivenölproduktion und pulverförmigen Marmorabfällen, herstellten“, so Zuriaga. „Da Valencia die Heimat der Paella ist, haben wir sogar die Tauglichkeit von Abfällen aus der Reisernte untersucht!“ Auch weitere Rohstoffe wie Kaffee-, Mandel- und Haselnussschalen wurden vom spanischen Team sowie von Projektpartnern in Italien und der Türkei getestet. Durch die Verbrennung organischer Stoffe bei hohen Temperaturen bilden sich die Poren, durch die das Wasser später fließen kann. Nach der Entwicklung wurden die Membranen in der städtischen Abwasseraufbereitungsanlage Aledo in Murcia getestet. Die Region wurde als Validierungsstandort ausgewählt, da die Wiederverwendung von wiedergewonnenem Wasser für landwirtschaftliche Zwecke dort gefördert wird. „Eine der Schwierigkeiten bestand darin, das Verfahren vom Labormaßstab in den Industriemaßstab zu übertragen, wo die Prozesse sehr viel schwerer zu steuern sind“, so Zuriaga. „Anfangs kam es noch zu Sprüngen in der Keramik, doch wir konnten dieses Problem lösen, indem wir die Sintertemperaturen geändert und die Zusammensetzung angepasst haben.“ Anschließend wurde die Herstellung der optimierten Membranen bei Partnern in der Türkei und Italien im Pilotmaßstab repliziert. Auch hier wurden wieder recycelte Werkstoffe und Abfallprodukte aus der Region verwendet. „Ich bin stolz darauf, dass wir aus Agrar- und Industrieabfällen Membranen herstellen konnten, die einen positiven Beitrag zur Kreislaufwirtschaft leisten“, so Zuriaga.
Schlüsselbegriffe
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