 Südafrikanische Wissenschaftler haben eine neue Methode entwickelt, industriell verunreinigtes Wasser aufzubereiten. Die Technologie könnte gewerbliche Produktionsverfahren weltweit umweltverträglicher machen.
Die in Südafrika entwickelte Methode zur Wasseraufbereitung ist die Eutektische Gefrierkristallisierung. Sie basiert auf dem Verfahren, säurehaltiges Wasser - oder Sole - einzufrieren, um Trinkwasser sowie verwertbare Salze wie Natrium und Kalziumsulfat zu gewinnen. Die Wissenschaftler behaupten, 99.9 Prozent des verunreinigten Wassers könne auf diese Weise wiederverwertet werden. Das Verfahren bilde also keinerlei Abfallprodukte. Schmutzkristalle werden „weggefroren” „Es handelt sich um eine umweltfreundliche und kosteneffektive Technologie, die weitreichend in allen Industriebereichen, die Wasser verschmutzen, genutzt werden kann”, erklärte Alison Lewis, Professor für Chemische Verfahrenstechnik an der Universität zu Kapstadt in Südafrika, die das Forschungsprojekt seit 2007 leitet. Das simultane Trenn- und Reinigungsverfahren beruht darauf, die Wassertemperatur auf den euktektischen Punkt zu bringen, an dem vorhandene Schadstoffe kristallisieren. „Anschließend frieren wir die Sole. Die kristallisierten Salze sinken auf den Boden, während das reine Wasser Eis bildet und an der Oberfläche schwimmt. Denn Eis stößt Unreinheiten ab. Eigentlich ganz einfach”, sagte Lewis. „Die Methode ist ökologisch signifikant, da es ein toxisches Abfallprodukt in ein brauchbares Produkt umwandelt”, fügte die Chemikerin hinzu. Konzerne in Deutschland, Holland, Kanada und Australien hätten bereits Interesse an der Technologie angemeldet. Das Verfahren kann in allen Industriebereichen angewendet werden, die Wasser verschmutzen und Sole erzeugen, wie beispielsweise im Bergbau, in der Ölindustrie, Erdgasgewinnung, chemischen Industrie, Papierverarbeitung oder Abwasserentsorgung. „Eutektische Gefrierkristallisierung ist eine brillante Wiederverwertungsmethode, die existierenden Methoden weit überlegen ist”, bestätigte Jo Burgess, Forschungsleiterin der südafrikanischen Wasserforschungskommission. Bislang wird säurehaltiges Wasser hauptsächlich durch zwei Methoden aufbereitet: Sole wird entweder in riesigen Verdunstungsbassins gespeichert, was die Gefahr von Grundwasserverschmutzung birgt, oder durch ein verdunstungsbedingtes Kristallisierungsverfahren weiterverwertet, das hohen Elektrizitätskosten unterliegt. Die eutektische Gefrierkristallisierungsmethode verbrauche sechs Mal weniger Elektrizität als die herkömmliche Evaporierungsmethode, sagt Lewis. „Außerdem erzeugen beide bisher verwendeten Methoden toxische Abfallprodukte und sind daher nicht ökologisch nachhaltig”, erklärte Burgess. Die Verfahren hinterlassen giftige Feststoffe, die Ansammlung aller Schadstoffe der Sole, die dann entsorgt werden müssen. Einsatz in Südafrikas Bergbau Eutektische Gefrierkristallisierung hat hingegen keine wissenschaftlich bekannten ökologischen Nachteile. „Unser Methode produziert so gut wie 100 Prozent reines Wasser und reine Salze und ist daher absolut umweltfreundlich”, sagt Lewis. Sie hofft, das zusätzliche Einkommen, das Konzerne vom Verkauf der Salze erzielen können, werde ein weiterer Anreiz sein, die neue Technologie anzuwenden. Das Verfahren hat außerdem indirekte Kostenvorteile: ein Bericht der Grünen Wirtschaftsinitiative des UNO-Umweltprogramms (UNEP) zeigt, dass jeder Euro, der in Wasserwiederverwertung investiert wird, gesundheitliche, gesellschaftliche sowie ökologische „Rückzahlungen” im Wert von zwei Euro bis zu 25 Euro einbringt. In Südafrika soll eutektische Gefrierkristallisierung vor allem im Bergbausektor genutzt werden, der seit Jahrzehnten mehr Sole produziert als recycelt werden kann. Seit Jahren wird das verschmutzte Wasser überall im Land in riesigen Verdunstungsbassins gespeichert. Erst in Jahren betriebsfertig „Das Problem ist, dass wir viel mehr Sole produzieren als wir evaporieren können. Und selbst dann bleiben nicht-verwertbare Reststoffe zurück. Verdunstungsbassins bieten daher keine nachhaltige, umweltfreundliche Lösung”, erklärte Burgess. Eutektische Gefrierkristallisierung könnte der südafrikanischen Regierung riesige Summen einsparen. Bergbau ist der wichtigste Sektor der Wirtschaft des Landes, zu dessen Bodenschätzen Gold, Platin, Diamanten und Kohle gehören. Das südafrikanische Umweltministerium verkündete jüngst, es benötige mindestens 20 Millionen Euro, allein um Sole in den größten Bergbaugebieten um Johannesburg zu entwässern. Lewis Forschungsteam plant im Verlauf diesen Jahres mit Hilfe von südafrikanischer Wirtschaftsingenieurfirma Proxa eine Demonstrationsanlage zu bauen, um das eutektische Gefrierkristallisierungsverfahren aus dem Labor in einen industriellen Kontext zu bringen. Das 900.000 Euro teure Projekt soll innerhalb der nächsten zwei bis drei Jahre operationell sein und einen Kubikmeter Sole pro Stunde aufbereiten. Anschließend werde es weitere zwei bis drei Jahre dauern, um die Technologie auf den Markt zu bringen. Bild: UNICEF
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