30. Juni 2022
Projektlaufzeit: 10.2018 - 06.2022
Projektstatus: abgeschlossen
Förderkennzeichen: W 201806
Am Projekt waren folgende Partner beteiligt:
Ziel von SULEMAN war es, eine nachhaltige und energieeffiziente Entfernung von Sulfat aus dem Trinkwasser zu erreichen, die Kosten dieser Technologie drastisch zu senken und den Wirkungsgrad der Trinkwasseraufbereitung zu erhöhen. Bereits verfügbare Verfahren sollten in der Praxis getestet und technisch-wissenschaftliche Unsicherheiten bei der Anwendung bestehender Technologien beseitigt werden.
Hierfür wurden bei den teilnehmenden Wasserbetreibern in Hamburg die Niederdruck-Umkehrosmose (engl. Abk. LPRO) und in Berlin das Ionenaustauschverfahren CARIX im technischen Maßstab getestet. Beide Verfahren sind aktuell für die Wasserenthärtung im Einsatz und sollen nun für die Aufgabe der Sulfatentfernung konditioniert werden. Bezüglich der Rohwässer kommen in Hamburg tiefe, salzreiche Grundwässer und in Berlin oberflächenwassernahes Uferfiltrat zum Einsatz. Die Ergebnisse im halbtechnischen Maßstab wurden unter Berücksichtigung verfügbarer Literaturdaten extrapoliert und für eine vergleichende Bewertung über Ökobilanz (Life Cycle Assessment) und Kostenrechnung ausgewertet.
Parallel zu den Versuchen wurde eine kommerzielle Ultrafiltrations-Membran getestet. Diese wurde hierfür durch neuartige Beschichtungstechnologien modifiziert und so für die Zielsubstanz Sulfat optimiert. Die innovative Technologie ermöglicht neue Betriebsarten und arbeitet bei geringeren Betriebsdrücken als bisherige Systeme. So können spezifische Energiewerte für die Aufbereitung von Wässern mit höheren Sulfatkonzentrationen deutlich gesenkt werden. Basierend auf den Versuchs- und Testergebnissen wurde eine Handlungsempfehlung für die ressourcen‐ und energieeffiziente Aufbereitung von Rohwässern mit erhöhten Sulfatgehalten für die Wasserversorgung in Deutschland abgeleitet.
In Grundwässern und Uferfiltraten werden steigende Konzentrationen an Sulfat festgestellt. Die Gründe für den Anstieg sind vielfältig und regional unterschiedlich. Insbesondere in ehemaligen Braunkohlerevieren im Osten Deutschlands gelangt Sulfat durch die Flutung von Abbaugruben in Grundwässer, die zur Trinkwasseraufbereitung genutzt werden. In Nord- und Mitteldeutschland verursachen steigende Konzentrationen von Nitrat im Boden die Entstehung von Sulfat. Denn Nitrat verursacht die Oxidation des im Boden enthaltenen Eisensulfids bzw. Pyrits mit entsprechenden Auswirkungen auf die Wasserqualität. Weiterhin stehen Tiefengrundwässer in norddeutschen Wasserentnahmegebieten teils mit gipshaltigen Salzstöcken im Austausch und reichern auf diese Weise Sulfat an.
Der Grenzwert der Trinkwasserverordnung für Sulfat liegt bei maximal 250 Mikrogramm pro Liter und ist von allen Wasserversorgern in Deutschland strikt einzuhalten. Die Entfernung von Sulfat aus wässriger Lösung ist jedoch eine schwierige verfahrenstechnische Aufgabe, die mitunter mit einem hohen Energie- und Kostenaufwand einhergeht. Dies stellt viele Wasserversorgungsunternehmen vor große Herausforderungen.
Das Projekt SULEMAN befasste sich deshalb mit der nachhaltigen, energieeffizienten Entfernung von Sulfat. Die Kosten der Verfahren und Technologien sollen drastisch gesenkt und der Wirkungsgrad der Trinkwasseraufbereitung erhöht werden. Technisch-wissenschaftliche Unsicherheiten bei der Anwendung bestehender Technologien sollen beseitigt werden.
Der Abschlussbericht des Forschungsprojekts steht über die Seite der Universitätsbibliothek der Technischen Informationsbibliothek zum freien Download zur Verfügung.
