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Fast Facts
Wassermanagement
Regionaler Schwerpunkt
China
Laufzeit
01.09.2018 - 31.08.2021
Fördervolumen
3.555.462 €
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Kontakt

Koordinator: DVGW-Technologiezentrum Wasser Karlsruhe

Ansprechpartner: Prof. Dr. Andreas Tiehm

Adresse: Karlsruher Straße 84, 76139 Karlsruhe

Tel.: +49 721 9678-137

E-Mail: andreas.tiehm@tzw.de

 

Projektpartner

  • 3S Antriebe GmbH, Berlin
  • 3S Consult GmbH, Dresden
  • bbe Moldaenke GmbH, Schwentinental
  • Ingenieurgesellschaft F.A.S.T. GmbH, Langenbrettach
  • Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich
  • Hydroisotop GmbH, Schweitenkirchen
  • inge GmbH, Greifenberg
  • IWW gGmbH, Mülheim
  • Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
  • Postnova Analytics GmbH, Landsberg am Lech
  • Surflay Nanotec GmbH, Berlin
  • Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH)

 

Projektpartner in China

  • Tongji University, Shanghai
  • Chinese Research Academy of Environmental Sciences (CRAES), Beijing
  • Hua Yan Water, Suzhou
  • Suzhou Water, Suzhou
  • Jiangnan University, Wuxi
  • Nanjing Institute of Geography and Limnology (NIGLAS), Nanjing
SIGN-2

Deutsch-chinesische Zusammenarbeit für sauberes Trinkwasser von der Quelle bis zum Verbraucher

Wasser ist das essentielle Lebensmittel. Eine ausreichende Versorgung mit sauberem Trinkwasser und eine gute Rohwasserqualität sind entscheidende Voraussetzungen für eine nachhaltige gesellschaftliche Entwicklung. Aufgrund der erheblichen Verschmutzung des chinesischen Tai-Sees treten dort immer wieder Probleme bei der Trinkwasserversorgung der Bevölkerung auf. Im deutsch-chinesischen Projekt SIGN-2 werden in Zusammenarbeit von wissenschaftlichen und industriellen Partnern deutsche Wassertechnologien und Management-Konzepte am Tai-See weiterentwickelt und an die chinesischen Erfordernisse angepasst. Ziel ist dabei eine ganzheitliche Betrachtung der Wasserqualität von der Quelle bis zum Verbraucher.

See als Trinkwasser-Reservoir

Am Tai-See, Chinas drittgrößtem Süßwassersee, wird seit Jahren eine zunehmende Wasserverschmutzung beobachtet. Der See stellt ein drastisches Beispiel für eine Wasserverschmutzung mit organischen Schadstoffen, Nährstoffen und Schwermetallen dar. So führte eine massive Algenblüte im Jahr 2007 zu einer Trinkwasserkrise in der Region. Trotz seiner beeinträchtigten Wasserqualität ist der Tai-See unentbehrlich als Trinkwasser-Reservoir für die angrenzenden Millionenstädte. Die Zusammenhänge in dem komplexen Ökosystem am Tai-See sind bisher nicht vollständig verstanden. Oft treten Probleme der Rohwasserqualität und somit der Trinkwasseraufbereitung unvorhersehbar und plötzlich auf. Somit besteht dort derzeit keine Möglichkeit einer zuverlässigen Trinkwasserversorgung.

Algenblüte am Tai-See. ©TZW Karlsruhe, Charlotte Schäfer
Algenblüte am Tai-See. © TZW Karlsruhe, Charlotte Schäfer

Das Projekt SIGN-2 leistet durch eine Adressierung der gesamten Prozesskette – von der Gewässergüte, Rohwasserqualität, Trinkwasseraufbereitung bis zur Trinkwasserverteilung – einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung der Wasserqualität am Tai-See. Die Arbeiten knüpfen an vorherige Tätigkeiten in China an, insbesondere im Rahmen des Vorläufer-Projekts SIGN (2015-2018).

Von der Quelle bis zum Verbraucher

Im Rahmen von SIGN-2 werden in Deutschland bewährte Technologien und Konzepte gezielt an die Randbedingungen in China angepasst. Aufgrund der sehr geringen Wassertiefe des Tai-See haben Mischungsprozesse zwischen Wasser und Sediment einen großen Einfluss auf die Schadstoffverteilung im See und somit auch auf die Rohwasserqualität für die Trinkwassergewinnung. Um ein vertieftes Prozessverständnis der Schadstoffdynamik im Tai-See zu erlangen, werden innovative Monitoringmethoden und Sensortechnologien getestet. Für die Aufklärung dieser Austauschdynamik werden anorganische und organische Schadstoffe, Biomasse und Toxizität betrachtet. Dabei werden innovative Techniken wie beispielsweise die Feldflussfraktionierung (FFF) angewendet, um den Einfluss der Partikelgröße und -dichte auf die Dynamik der suspendierten Partikel in der Wasserphase zu ermitteln.

Das Rohwasser für die Trinkwasserproduktion stammt unmittelbar aus dem Tai-See. Aufgrund der niedrigen Rohwasserqualität werden derzeit bei der Produktion von Trinkwasser umfangreiche Aufbereitungsmaßnahmen benötigt. Trotzdem entspricht die Wasserqualität z.B. aufgrund von Geschmacks- und Geruchsstoffen nicht immer den Trinkwasser-Standards in China. Für die Produktion von sauberem Trinkwasser werden daher neue dichte Membranen und Sensoren zur Prozesssteuerung entwickelt und in Pilotmaßstab an einem Wasserwerk getestet. Für die Entwicklung einer optimierten Aufbereitungskette werden chemische und mikrobiologische Parameter umfassend analysiert.

Zudem kann nur mit einer guten Netzpflege die Verteilung des Trinkwassers zum Verbraucher ohne Qualitätseinbußen gewährleistet werden. Um die Verteilung des Trinkwassers zu verbessern, werden Methoden zur Leckage-Ortung, Spülung von Trinkwasserleitungen sowie Armatureninstandhaltungsgeräte optimiert und ein integrales Softwaregestütztes Managementtool entwickelt.

Ein besonderer Fokus in SIGN-2 liegt auf den Metropolen Wuxi und Suzhou. Zudem sind im Großraum Peking Demonstrationen und Trainingsmaßnahmen vorgesehen.

Pilot-Membrananlage in China. © inge GmbH, Christian Staaks
Pilot-Membrananlage in China. © inge GmbH, Christian Staaks

Demonstration und Managementkonzepte

Ziel von SIGN-2 ist die Anpassung der Produkte der deutschen Industriepartner an den chinesischen Markt sowie die Erstellung von praktisch umsetzbaren Handlungsempfehlungen und Managementkonzepten für ein nachhaltiges Wassermanagement vor Ort.

Der gesamte Wasserbereich in China stellt einen großen Wachstumsmarkt für innovative Technologien dar. Das Projekt erleichtert den Marktzugang der Industriepartner, indem die Leistungsfähigkeit der Produkte unter chinesischen Rahmenbedingungen demonstriert wird. Zugleich sichert die enge Zusammenarbeit von 13 deutschen Projektpartnern aus Industrie und Forschung den wissenschaftlichen Erkenntnisgewinn. Die erfolgreiche Umsetzung in China wird durch die Beteiligung führender Forschungsinstitute sowie der relevanten Behörden und Wasserwerke auf chinesischer Seite sichergestellt. Durch Demonstrationen, Schulungen des Betriebspersonals sowie Workshops an Forschungseinrichtungen wird die Akzeptanz vor Ort erhöht.