Wasser- und Abwassermanagement

Das Wasser- und Abwassermanagement ist von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Lebensqualität und des Umweltschutzes. Es umfasst neben der Wasserbereitstellung auch die Wasserreinigung, die Wasseraufbereitung und die betriebliche Optimierung von Wassermanagementinstitution.

In Zeiten zunehmender Wasserknappheit und steigender Umweltbelastungen gewinnt das nachhaltige Wassermanagement immer mehr an Bedeutung. Dies erfordert die Implementierung von modernen Technologien, die Reduzierung von Wasserverlusten, die Förderung der Wiederverwendung und Recycling von Wasserressourcen sowie die Integration umweltfreundlicherer Praktiken in den gesamten Wasser- und Abwasserkreislauf.

Dabei leisten die Institute der Fraunhofer Energieforschung durch ihre angewandte Forschung und den Einsatz innovativer Technologien, sowie die Entwicklung fortschrittlicher Verfahrung zur Wasseraufbereitung einen bedeutenden Beitrag zur nachhaltigen Nutzung der Ressource „Wasser“.

Kompetenzen der Fraunhofer-Allianz Energie im Bereich Wasser- und Abwassermanagement

Trinkwasseraufbereitung

Trinkwasser ist in vielen Teilen der Welt eine knappe Ressource und durch verschiedene Faktoren, wie beispielsweise durch Salzwasserinfiltration und Düngemittel, bedroht. Die Institute der Fraunhofer Energieforschung haben es sich daher zum Ziel gesetzt, alternative Konzepte für die Trinkwassergewinnung wie Konzepte zur Absorption von Luftfeuchte umzusetzen. Weiterhin arbeiten unsere Expertinnen und Experten an der Entkeimung von Trinkwasser für den Gebrauch in der pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie sowie an der Entfernung von Spurenstoffen, Bakterien und Pilzen.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

Wasser aus der Luft

Der Ansatz des Verfahrens ist die Wassergewinnung aus Luftfeuchte durch ein kombiniertes Absorptions-/Desorptionsverfahren. Dazu wird die Absorption von Luftfeuchte mit der Desorption durch eine Vakuumverdampfertechnik kombiniert.

 

OxFloc

Das Projekt »OxFloc« beschäftigt sich mit der Wasseraufbereitung, wobei hier in einem integrierten Ansatz über ein einstufiges oxidativ-adsorptives Verfahren gefährliche Substanzen abgebaut und entfernt werden sollen. 

 

Wasserentkeimung durch UV-Lichtquellen

In Zusammenarbeit mit einem Industriepartner hat das Fraunhofer IGB eine neuartige auf plasma basierende Hochleistungs-UV-Lichtquelle zur Entkeimung entwickelt.

 

demEAUmed

Das Projekt beschäftigt sich mit innovativen Ideen für einen optimalen und sicheren geschlossenen Wasserkreislauf in Euro-mediteranen Touristeneinrichtungen. Ziel ist die Reduzierung des Frischwasserverbrauchs durch alternative Wasserquellen.

 

BrineMine

Ziel der Kooperation zwischen deutschen und chilenischen Forschungs- und Industriepartnerinnen und -partnern ist die Entwicklung und Erforschung einer Technologie zur Gewinnung von werthaltigen Mineralien und Frischwasser aus geothermalen Solen.

 

CPV-T Systeme

In dem Projekt wurde ein kombiniertes System der Konzentratorphotovoltaik zur Kogeneration von thermischer und elektrischer Energie (CPV-T) mit hybriden Entsalzungssystemen aus Umkehrosmose und Membrandestillation entwickelt.

 

Grau- und Abwasserreinigung

Gering verschmutztes Wasser beispielsweise aus Badsystemen, Duschen oder Waschmaschinen, auch als Grauwasser bezeichnet, sowie Abwasser aus Industrie und Kommunen muss gereinigt werden, um wieder dem Wasserkreislauf zugeführt werden zu können. Unsere Expertinnen und Experten arbeiten an Verfahren, welche biologische und technische Lösungen der Abwasserreinigung verbinden. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf Konzepten, die neben der Reinigung des Grau- und Abwassers auch eine Erwirtschaftung von zusätzlichen Energieträgern und Produkten, beispielsweise Biostimulantien, zum Ziel hat. Auch autarke und dezentrale Wasserreinigungssysteme werden in den Instituten der Fraunhofer Energieforschung erprobt

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

Ecowama

In dem Projekt entwickelt ein Projektkonsortium ein effizientes und kostengünstiges Verfahren zur elektrochemischen Behandlung dieser Abwässer mit dem Ziel der Rückgewinnung der Wertstoffe und deren Wiederverwendung im Produktionsprozess. 

 

ReWaCEM

Das Projekt zielt darauf ab, den Wasserverbrauch, die Abwasserproduktion, den Energieverbrauch, die Rückgewinnung wertvoller Metallressourcen und die Minimierung des Wasserfußabdrucks in der Industrie zu reduzieren.

 

autartec®

Das Ziel des autartec®-Projekts besteht darin, Reaktoren und Prozessketten zu entwickeln, bei denen flexible Methoden auf engstem Raum mit hoher energetischer Effizienz kombiniert werden können, um Abwasser zu Trinkwasser aufzubereiten. 

 

Cométha

Im deutsch-französischen Konsortium wird eine Lösung zur Vergärung der Organik zu Biogas und biologischen Umsetzung des CO2 zu Methan sowie zur Rückgewinnung der anorganischen Nährstoffsalze Phosphat und Ammonium erprobt.

Schad- und Spurenstoffentfernung

Um medikamentöse und industrielle Schadstoffe aus dem Abwasser zu entfernen, reichen die konventionellen Wasserinfrastruktursysteme der zentralen Kläranlagen oftmals nicht aus, da sie oftmals Spurenstoffe nicht vollständig oder nur teilweise abbauen können. Daher forschen die Institute der Fraunhofer-Energieforschung an Ansätzen, welche mithilfe von oxidativen Verfahren und keramischen Materialverbundsystemen schad- und spurstoffbelastetes Abwasser filtrieren. Des Weiteren arbeiten unsere Expertinnen und Expertinnen an elektrochemischen Reinigungsverfahren für stark kontaminierte Prozessabwässer, die gleichzeitig Wasserstoff erzeugen.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

AtWaPlas

Im Projekt soll aufgrund der Kostspieligkeit herkömmlicher Sanierungsverfahren ein neues Verfahren zur Eliminierung von PFAS aus Grund-, Sicker- und Waschwasser entwickelt werden, das auf einer Atmosphären‑Plasmabehandlung beruht.

 

POLINOM

»POLINOM« zielt darauf ab, auch die unter der Trennschicht liegende poröse Struktur funktionell zu nutzen. Dazu sollen neue Beschichtungsmaterialien entwickelt werden, die im Herstellungsprozess oder in einem Nachbehandlungsschritt integriert werden.

 

MemPhOx

Das konkrete Ziel im Vorhaben »MemPhOx« ist es, funktionshybride, kom-pakte, zu Stacks kombinierbare Filtrations-Photokatalyse-Materialverbundsysteme zum Abbau von Spurenstoffen zu entwickeln und zu testen. 

 

SEArcularMINE

»SEArcularMINE« wird einen innovativen, integrativen Prozess demonstrieren, der Energie zurückgewinnt und CRM wie Magnesium, Lithium, Rubidium oder andere Spurenelemente aus Abfallkonzentraten der mediterranen Salzgewinnung extrahiert. 

 

Reines Ried

Zur Begleitung der Umsetzung der Spurenstoffstrategie Hessisches Ried wurde ein Dialogforum eingerichtet und etabliert. In den damit gestarteten Dialogprozess werden alle relevanten Stakeholder und Beteiligte eingebunden. 

Wasser und Hygiene

Die Wasserhygiene und -qualität sind wichtig, um sicherzustellen, dass die Gesundheit und die Umwelt geschützt werden. Dabei sind neben der Entwicklung neuartiger Membranen für die Wasseraufbereitung auch intelligente Wassermanagementsysteme entscheidend. In der Lebensmittelindustrie ist die Wasserhygiene von besonderer Bedeutung und wird beispielsweise durch die Entwicklung keimfreier Abfüllverfahren von unseren Expertinnen und Experten unterstützt. Weiterhin forschen die Institute der Fraunhofer Energieforschung im Bereich der Biofilmverbesserung an medizinischen Verbrauchsmaterialien.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

Hygienische Verschlüsse

Mithilfe von UV-LEDs wird in einem neuen Desinfektionsverfahren die DNA von Bakterien zerstört. Die Technologie eignet sich auch zur Desinfektion von Brauwasser und im Abfüllprozess von Deckeln für Bier, Erfrischungsgetränke und Mineralwasser.

 

CatMemReac

Ziel des deutsch-israelischen Kooperationsprojekts ist den CO2-Fußabdruck in der Wasseraufbereitung zu verringern. Dabei werden bei der Oxidation von Mikroverunreinigungen energieintensive Prozesse durch neue Sonnenlicht-basierte Prozesse ersetzt.

 

AQUA-Hub

Um deutsche Unternehmen bei der Erschließung des indischen Markts zu unterstützen, werden im Projekt AQUA-Hub zwei Water Innovation Hubs in ausgewählten »Smart Cities« realisiert und von Demonstrationen deutscher Messtechnik flankiert.

 

Demo-medVer

Im Projekt entwickeln sechs Fraunhofer-Institute ein integriertes System einer mobilen, dezentralen medizinischen Versorgung. Sämtliche Komponenten des Gesamtsystems sind dabei modular aufgebaut und eng miteinander verbunden.

 

La ChiPur

Ziel des Projekts  ist die Entwicklung eines biobasierten und funktionalisierten Flockungsmittels zur effizienten Aufreinigung saisonal anfallender komplexer agroindustrieller Abwässer unter Einsatz von Reststoffen aus der Lebensmittelproduktion.

Betriebsoptimierung

Die Betriebsoptimierung in Kläranlagen und Wasserkraftwerken spielt eine entscheidende Rolle bei der effizienten Nutzung natürlicher Ressourcen und der Minimierung negativer Umweltauswirkungen. In Kläranlagen geht es darum, den Prozess der Abwasserreinigung so zu steuern, dass die bestmögliche Reinigungsleistung erzielt wird, während gleichzeitig Energieverbrauch und Betriebskosten minimiert werden. In Wasserkraftwerken zielt die Betriebsoptimierung darauf ab, die Energieerzeugung zu maximieren und die Umweltauswirkungen zu minimieren. Die Institute der Fraunhofer- Energieforschung beschäftigen sich daher damit, individuelle Lösungen zu finden, welche Kläranlagen kostengünstig auf den neusten Stand der Technik bringen. Zur Optimierung der Wasserkraftwerke entwickeln unsere Expertinnen und Experten beispielsweise Simulationsmodelle welche unter Einbezug externer Faktoren wie Wetterdaten und Marktpreise Pläne für die Anlagen entwickeln.

Projekte aus dem Kompetenzbereich

 

Kosteneinsparung Kläranlage

Die Stadt Tauberbischofsheim beauftragte das Fraunhofer IGB damit, Vorschläge für eine kostengünstigere Kläranlagenerweiterung zu erarbeiten.

 

Verhinderung Schaumbildung Faulturm

Das Fraunhofer IGB wurde damit beauftragt, die Ursachen für die Schaumbildung im Faulturm der Kläranlage Heidelberg ausfindig zu machen und zu bekämpfen.

 

W-Net 4.0

Das Projekt »W-Net 4.0« zielt darauf ab, eine modulare und skalierbare Plattform zu entwickeln, die GIS-System, Simulationssoftware und Datenanalyse-Tools vereint und hohen IT-Sicherheitsstandards genügt.