Karlsruher Institut für Technologie

Trinkwasserversorgung: Lebensdauer von Filteranlagen erhöhen

Forschende des KIT untersuchen natürlichen Reinigungsprozess für photovoltaikbetriebene Membranfilteranlagen
Filtrationsexperiment am Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT
Yang-Hui Cai vom IAMT des KIT untersucht mithilfe eines Filtrationsexperiments, wie effizient der natürlich vorkommende osmotische Rückspülprozess bei der Reinigung von Ablagerungen ist. (Foto: Andrea Schäfer, KIT)

Um in Entwicklungsländern mehr sauberes Trinkwasser bereitzustellen, könnten dezentrale batterielose mit Photovoltaik betriebene Membranfilteranlagen helfen. Verschmutzungen und Ablagerungen wie Kalk an der Membran erhöhen jedoch den Energieverbrauch, und der Filter muss regelmäßig chemisch gereinigt werden.

Wie effizient die Reinigung durch natürliche osmotische Rückspülung, eine physikalische Reinigungsmethode, ist, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des KIT untersucht. Der Wissenschaftsverlag Elsevier hat die Studie im Journal of Membrane Science  zum „Editor’s Choice Article“ für Oktober 2020 ausgewählt.

„Schwankt die Sonnenenergie in solchen photovoltaikbetriebenen Membranfilteranlagen, kann dies dazu führen, dass der Betriebsdruck niedriger ist als der osmotische Druck – das bedeutet, sauberes Wasser fließt durch die Membran zurück und entfernt die Ablagerungen von der Membranoberfläche in einem sehr kurzen, aber starken Prozess“, sagt Yang-Hui Cai vom Institute for Advanced Membrane Technology (IAMT) des KIT. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass diese Rückspülung als natürlicher Reinigungsprozess gut funktioniert.“

Mit der osmotischen Rückspülung ließen sich 30 bis 96 Prozent des Durchflusses wiederherstellen. Um den Reinigungsprozess als tägliche Wartungsmaßnahme einzuleiten, lohne es sich deshalb, auch an sonnigen Tagen die Pumpe für ein paar Minuten abzuschalten. So ließen sich die Frequenz der chemischen Reinigung und somit die Wartungskosten verringern und potenziell die Lebensdauer der Membranfilteranlage verlängern.

swi, 15.01.2021