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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