Meerwasserentsalzung zur Gewinnung von Trinkwasser

Rund zwei Drittel der Erdoberfläche ist mit Wasser bedeckt und trotzdem gibt es immer noch mehr als 800 Millionen Menschen weltweit, die keinen ausreichenden Zugang zu sauberem Trinkwasser haben. Das mag jetzt auf dem ersten Blick nach einem großen Widerspruch klingen. Ist es aber nicht, da mehr als 97% davon Salzwasser ist und somit nicht trinkbar. Das bedeutet, dass nur etwa 3% des gesamten Wasserhaushaltes der Erde Süßwasser ist. Aber auch darüber kann man nicht frei verfügen, weil wiederum zwei Drittel davon als Eis an den Polen gebunden ist.

Daher liegt es nahe sich Gedanken zu machen, wie man das Salzwasser aufbereiten kann, um es trinkbar zu machen und somit den weltweit stetig steigenden Trinkwasserverbrauch besser decken zu können. Im Laufe der Jahre sind verschiedene Methoden entstanden, um das Salzwasser zu entsalzen:

 

1.Entspannungsverdampfung – das am häufigsten verwendete Verfahren

Diese Methode nützt die Abwärme von Kraftwerken, mit der das Meerwasser erhitzt wird. Der entstehende Dampf wird wieder abgekühlt und man erhält salzfreies Kondenswasser.

2.Umkehrosmose

Hierbei wird das Meerwasser unter hohem Druck von bis zu 80 bar durch eine Membran gezwungen. Diese lässt nur bestimmte Ionen und Moleküle durch und ermöglicht es entsalztes Wasser zu gewinnen.

Allerdings benötigt man viel Energie um den erforderlichen Druck zu erzeugen. So werden beispielsweise in den Arabischen Emiraten dafür fossile Brennstoffe herangezogem, was diesen Weg der Entsalzung nicht sehr nachhaltig macht. Um diesem Problem entgegenzuwirken hat man ein Verfahren entwickelt mit dem man die Umkehrosmose ausschließlich und konstant mit Solar- und Windenergie betreiben kann. Das Konzept ist aber nur für Länder in denen der Strompreis hoch ist und zudem Wasserknappheit herrscht ansprechend wie zum Beispiel auf einigen touristischen Inseln in der Karibik aber nicht im Nahen Osten.

Trotzdem bleiben immer noch die Einflüsse auf die Umwelt: Das Einsaugen des Meerwassers kann das küstennahe Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen, indem es Tiere, Eier etc. mitreißt. Außerdem wird trotz strengen Regeln oftmals die konzentrierte Salzbrühe, die nach der Entsalzung zurückbleibt, ins Meer zurückgeleitet und kann dort die Lebewesen gefährden.

3. Daumengroßer Chip, der das Salz aus dem Wasser trennt

Doch auch die Entsalzungsanlagen in Küstennähe können das Problem, alle Menschen mit Trinkwasser zu versorgen, nicht vollständig lösen. Vor allem in den ländlichen Regionen, weit weg von den industriellen Anlagen, ist die Situation weiter sehr kritisch. Einen Versuch dieses Problem zu lösen haben einige Forscher der Universität Marburg in Kooperation mit Kollegen aus Texas gestartet. Sie haben einen Chip entwickelt, welcher mit Hilfe eines elektrischen Feldes die Salzionen bzw. alle geladenen Partikel im Wasser herausholt. Hierbei fließt das Wasser durch Mikrokanäle, welche sich auf dem Chip befinden. Diese gabeln sich an einer Elektrode. An der Elektrode oxidieren beispielsweise die Chlorionen zu Chlor, was allgemein gesagt bedeutet, dass die meisten gelösten Ionen den Weg zur Elektrode wählen. Durch den anderen Kanal strömt dann das zum Teil entsalzte Wasser. Ein Chip schafft es 25% des Salzes aus dem Meerwasser zu entziehen, sodass man durch hintereinander schalten mehrerer Chips den Reinheitsgrad des Wassers steigern kann.

Der Chip hat den Vorteil, dass zum Betreiben nur zwei Haushaltsbatterien benötigt werden und er somit eines der energiesparendsten Verfahren ist. Des Weiteren benötigt das Meerwasser kaum Vorbehandlung, lediglich große Partikel müssen im Voraus entfernt werden.  Wohingegen bei der Umkehrosmose davor verschiedenste Chemikalien dem Wasser zugesetzt werden, welche unerwünschte Partikel binden, um so die Membran zu schonen.

 

Quellen:

http://www.energiesparer.org/wasser/trinkwasser/

https://www.welt.de/wirtschaft/webwelt/article130214530/Kuenftig-kommt-unser-Trinkwasser-aus-dem-Meer.html

http://www.tagesspiegel.de/wissen/knappes-gut-trinkwasser-aus-dem-meer/11441502.html