Eine effiziente Aufbereitung von Kläranlagenablauf zur Wiederverwendung für die Bewässerung von Nutzpflanzen – Das ist das Ziel des europäischen Forschungsprojekts »Sustainable Electrochemical Reduction of contaminants of emerging concern and Pathogens in WWTP effluent for Irrigation of Crops – SERPIC«. Worum es dabei genau geht und was die Arbeit so spannend macht, verrät uns Diplomingenieur Dr.-Ing. Jan Gäbler vom Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik IST.

Lieber Jan, worum geht es konkret in dem Projekt SERPIC und wer ist daran beteiligt?

Im Projekt SERPIC entwickeln wir gemeinsam mit unseren Partnern eine zusätzliche Reinigungsstufe für Kläranlagen, die aus mehreren Teilkomponenten besteht. Ziel ist es, die Konzentration von Schadstoffen, die durch die üblichen Reinigungsstufen nicht entfernt werden, zu reduzieren. Dabei handelt es sich um organische Mikroschadstoffe, wie zum Beispiel Medikamentenrückstände oder Pflanzenschutzmittel, sowie um Bakterien, die resistent gegenüber Antibiotika sind. Das so aufgereinigte Wasser soll zum großen Teil zur Bewässerung wiederverwendet werden. Neben der Gesamtkoordination ist das Fraunhofer IST im Projekt maßgeblich an der Simulation und dem Design der elektrochemischen Zellen als einer der Teilkomponenten beteiligt. Zusätzlich sind wir für die Herstellung und Bereitstellung der in den Zellen eingesetzten Diamantelektroden zuständig, die für die elektrochemischen Prozesse nötig sind. 

Strömungssimulation der Diamantelektrodenzelle zur Persulfatproduktion.

Das Projekt SERPIC startete am 1. September 2021 und läuft noch bis zum 31. August 2024. Wie kam es zu dem Projekt? Was habt ihr bereits erreicht und was möchtet ihr noch erreichen?

Einige der Partner kannten wir schon aus dem früheren Forschungsprojekt SafeWaterAfrica. Insgesamt sind wir in SERPIC acht Partner aus Europa und Südafrika, die sich auf die Ausschreibung »AquaticPollutants« von sechs nationalen Fördergebern beworben haben. Mit Teilkomponenten, die von den einzelnen Partnern geliefert wurden, haben wir in Ciudad Real in Spanien eine Prototypanlage aufgebaut. Mit ihr konnten wir bereits erfolgreich die betrachteten Mikroschadstoffe im Wasser auf das gewünschte Maß reduzieren und in einem Feldtest Karotten und Kartoffeln bewässern.

Welche Bedeutung hat das Projekt für das Fraunhofer IST?

Das Projekt SERPIC ist sehr wichtig für uns am Fraunhofer IST, da es eine Möglichkeit bietet, ein neues Anwendungsgebiet für die von uns entwickelte Wasseraufbereitungstechnologie mit Diamantelektroden zu erschließen. Wir sehen großes Potenzial, diese Technologie auch im Pflanzenbau einzusetzen, was wir auch weiter in unserem eigenen Forschungsgewächshaus erproben. Unser Schwerpunkt liegt dabei auf der Weiterentwicklung der Diamantelektroden und Zellen, um die Effizienz der elektrochemischen Prozesse weiter zu steigern, insbesondere für Schadstoffe in sehr geringen Konzentrationen. 

Welche Rolle spielst du selbst in dem Projekt und was begeistert dich persönlich an deiner Arbeit in dem Team?

Ich koordiniere die Arbeiten der beiden beteiligten Fraunhofer-Institute IST und ISE und bin der Gesamtprojektleiter. Das heißt, ich schaue, dass alle Arbeiten im Konsortium gut vorangehen und wir unsere gesteckten Ziele bestmöglich erreichen. Mich begeistert das große Engagement des ganzen Teams, das zu den erreichten Erfolgen geführt hat. Die Koordinationsarbeit macht mir viel Spaß, und ich freue mich über die freundschaftlichen Beziehungen mit allen Partnern im In- und Ausland, die über die lange Projektlaufzeit entstanden sind. 

Was wünscht du dir für die Zeit nach dem Projektende?

Ich bemühe mich intensiv, die Zusammenarbeit an dem Thema fortzuführen. Ich wünsche mir, dass die SERPIC-Technologie nach Projektende weiterentwickelt wird. Mein Ziel ist es, dass sie in einigen Jahren vielleicht zu einer Lösung wird, die sauberes Wasser aus dem Kläranlagenablauf für die Bewässerung in trockenen Gebieten zur Verfügung stellt und so hilft, unsere Ernährung auch bei Klimaveränderungen sicherzustellen. 

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