Abwasseraufbereitung mittels UV-LEDs mit dem Ziel der Kreislaufführung in der Aquakultur und landwirtschaftlichen Bewässerung

Förderprogramm

Das Projekt wurde im Rahmen der „Grünen Technologiewerkstatt Hof“ durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. 

Hintergrund

Im Zuge zukünftiger Wasserknappheit in weiten Teilen der Welt kommt der Abwasserdesinfektion zur späteren Wasserwiederverwendung als Brauchwasser eine entscheidende Rolle zu. Bisherige Abwasserdesinfektionstechnologien arbeiten diesbezüglich nicht ökologisch und effizient genug. Die UV-LED Technologie findet bisher vorrangig in der Trinkwasseraufbereitung Anwendung, da zu starke Trübung und zu geringe Bestrahlung die Behandlungseffizienz einschränken und deshalb die Behandlung der häufig trüben Abwässer unwirtschaftlich machen. 

Abb. 1: Kaskadierbares Streifenmodul für Wasserdesinfektion mit integrierter Überwachung. ©Advanced-UV

Zielsetzung

In dem Projekt sollten folgende Ziele umgesetzt werden:

  • Entwicklung eines optimierten Reaktordesigns
  • Vorgeschaltete Filtration mit ökologischen Textilgeweben
  • Kombination von UV-Desinfektion und Photooxidation
  • Intelligente Prozesskontrolle und –steuerung mittels online Sensorik
  • Erhöhung der Behandlungseffizienz an den Beispielen Abwasserwieder-verwendung und Aquakultur

 

Dies sollte durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

  • Beschaffung und Bau der UV-LED Strahlungsquelle
  • Entwicklung und Bau einer Filtrationseinheit aus rundvernadeltem Filtervlies im Labormaßstab
  • Laboruntersuchungen zur UV-LED Desinfektion
  • Bau und Testung der UV-Desinfektion im Technikumsmaßstab
  •  Pilotanlage
  • Bewertung, Produktentwicklung, Kosten, Vermarktung
  • Begleitende klassische und weitergehende Analytik (Wirksamkeitsprüfung, Wasserqualität)  
Abb. 2: AP-Struktur inkl. der beteiligten Projektpartner

Ergebnisse

In diesem Projekt wurde die Hydrotec GmbH Selb mit einer Literaturstudie und Wissenstransfer zur UV-LED Desinfektion von behandeltem Abwasser unterstützt. Um gereinigtes Abwasser für die landwirtschaftliche Bewässerung oder Wasser in der intensiven Süßwasser-Aquakultur wiederzuverwenden, muss dieses desinfiziert werden. Die UV-LED Technologie findet bisher vorrangig in der Trinkwasseraufbereitung als point-of-use Anwendung statt, da zu starke Trübung und die damit verbundene UV-Absorption an der Wassermatrix von gereinigtem Abwasser die Wirksamkeit mindern und den Einsatz deshalb unwirtschaftlich machen. Ein optimiertes Reaktordesign, ein zusätzlicher Behandlungsschritt zur Filtration, die Kombination von UV-LED Desinfektion mit der Photooxidation, und eine intelligente Prozesskontrolle und –steuerung mittels online Sensorik sind Möglichkeiten auch behandeltes Abwasser mittels UV-LED Technik zu desinfizieren. Dennoch müssen für eine effiziente Behandlung die bisherigen Defizite der UV-LED Technik behoben werden. Dazu gehört die Abhängigkeit der Desinfektionseffizienz von der Wasserbeschaffenheit (Trübung), die beschränkte Lebensdauer des Leuchtmittels (< 10.000 h) und der hohe Wartungsaufwand mit der fortwährenden Reinigung der UV Fenster durch deren unvorteilhafte Bauweise (lang, kantig, eckig). Sind diese Defizite behoben, stehen vielfältige Anwendungen in der Abwasserwiederverwendung zur landwirtschaftlichen Bewässerung und in der Aquakultur mit geschlossenen Kreislaufanlagen in Aussicht.

Kontakt

Prof. Dr. Manuela Wimmer | University of Applied Science Hof

Prof. Dr. Manuela Wimmer

Ingenieurwissenschaften
Umweltingenieurwesen

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Alfons-Goppel-Platz 1
95028 Hof

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Fon: +49 (0) 9281 / 409 4580
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