Sauberes Wasser dank Membran-Bioreaktoren

TU Berlin an 5,9-Millionen-Euro-Forschungsprojekt der EU beteiligt

Außenanlage des Klärwerks Waßmannsdorf bei Berlin

"Klärwerke, wie sie in den meisten deutschen Orten Abwässer reinigen, seien nicht immer das Nonplusultra", erklärt Dr. Mathias Ernst vom TU-Forschungsschwerpunkt "Wasser in Ballungsräumen". In Asien und Nordamerika boomen seit einigen Jahren sogenannte Membran-Bioreaktoren, die Ähnliches manchmal sogar besser leisten. Europa hat bei dieser Technik allerdings ein wenig den Anschluss verpasst und versucht jetzt mit einem 5,9 Millionen Euro teuren EU-Forschungsprojekt aufzuholen. "Accelerate Membrane Development for Urban Sewage PurificatioN" (AMEDEUS) heißt diese Aufholjagd, die das Kompetenzzentrum Wasser in Berlin koordiniert.

Das Prinzip solcher Membran-Bioreaktoren (MBR) ist rasch erklärt: Durch winzige Löcher in Membranen strömt zwar das Wasser durch, nicht aber Verschmutzungen aus winzig kleinen Schwebstoffen. Diese Löcher halten mit einem Durchmesser zwischen 0,01 und 0,2 Mikrometern selbst Teilchen zurück, die weniger als den tausendsten Teil eines Millimeters messen. Bakterien und Schwebstoffe im Wasser liegen deutlich über dieser Grenze und haben daher keine Chance durchzuschlüpfen. Selbst kleinere Viren werden oft von den Membran-Bioreaktoren zurückgehalten, weil sie häufig auf Bakterien sitzen, die nicht durchschlüpfen können.

Weil diese Technik aber ungefähr doppelt so viel kostet wie herkömmliche Kläranlagen, setzt sie sich hierzulande noch nicht durch. In schnell wachsenden Ballungsregionen und in abgelegenen Gebieten, in denen ein normales Klärwerk nur unter hohen Kosten errichtet werden kann, boomen aber diese Anlagen. "Sie lassen sich einfach flexibler einsetzen", erklärt TU-Forscher Mathias Ernst.

Einen Haken hat die Technik aber durchaus: Auf den Membranen bildet sich oft rasch eine Deckschicht aus Schmutz und Mikroorganismen, die nach einiger Zeit die Poren verstopfen. "Fouling" nennen die Forscher diesen Prozess. Wie dieses "Fouling" verhindert oder verringert werden kann, versucht nun ein gemeinsames Forschungsprojekt der TU Berlin mit vier Firmen und der Universität von New South Wales in Australien herauszubekommen.

Welche Membranen lassen solche Deckschichten am wenigsten entstehen? Wie sollte ein Membran-Bioreaktor gebaut und betrieben werden, damit "Fouling" nicht zum Problem wird? Verändert sich das "Fouling", wenn der Schlamm im Reaktor älter ist? Welchen Einfluss haben die Fließgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des Abwassers auf das "Fouling"?

Das Team um Prof. Dr. Martin Jekel vom Fachgebiet Wasserreinhaltung der TU Berlin entwickelt einen Sensor, der diese Substanzen kontinuierlich messen kann. Prof. Dr. Matthias Kraume und seine Mitarbeiter vom TU-Fachgebiet Verfahrenstechnik wiederum bauen eine Versuchsanlage, in der sie unschädlich gemacht werden, bevor sie den Membran-Bioreaktor verstopfen können.

Roland Knauer