HighRec – Erhöhung der Nutzungseffizienz in der Brackwasserentsalzung für landwirtschaftliche Anwendungen

Laufzeit: 07/2021 - 06/2024
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Projektträger Karlsruhe, Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Kooperationspartner: Technische Universität Berlin (TUB), Prof. Dr.-Ing. Sven-Uwe Geissen; inter 3 GmbH - Institut für Ressourcenmanagement (inter3), Dr.-Ing. Shahrooz Mohajeri; Qatar University (QU), Prof. Dr. Sami Sayadi; University of Birjand (UBi), Dr. Mohsen Pourreza Bilondi; Isfahan University of Technology (IUT), Banafshe Khalili, PhD
Webseite: HighRec; www.highrec.de
Projektfokus:          
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Brackwasseraufbereitung in einem Umkehrosmoseprozess mit geschlossenem Konzentratkreis für die Bewässerung.
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Safranblüten auf einem Feld im Iran

Der Wasserbedarf für die Landwirtschaft überschreitet in Vorderasien vielerorts die vorhandenen Süßwasserressourcen und stellt den Sektor vor neue Herausforderungen. Im Zuge der Wasserknappheit sind Technologien erforderlich, die die Wasserverfügbarkeit erhöhen, um negative Auswirkungen auf Ernten zu vermeiden. Durch den Einsatz von Entsalzungsanlagen gekoppelt mit erneuerbaren Energien kann Verfügbarkeit von Bewässerungswasser mit minimalen Umweltauswirkungen gesteigert werden. Im Rahmen des HighRec Projekts soll die nachhaltige Nutzung von Brackwasser durch Entsalzung mit Solarenergie gefördert werden. Zudem soll untersucht werden, inwiefern die Anlage Frischwasser in geeigneter Qualität herstellen kann, welches Anlagendesign für den landwirtschaftlichen Einsatz sinnvoll ist und wie sich die Anlage auf die Ernteerträge auswirkt.

Ziel des Projektes ist die Entwicklung einer flexibel arbeitenden Brackwasserentsalzungsanlage für unterschiedliche Rohwasserzusammensetzungen bei fluktuierender Energieversorgung zur Gewinnung von Frischwasser für die Landwirtschaft. Der hohe Energiebedarf, der je nach Salzgehalt variiert, soll durch Solarenergien gedeckt werden, sodass ein Betrieb mit möglichst geringen Umweltauswirkungen in Bezug auf CO2-Emissionen gewährleistet ist. Die Prozessführung der Umkehrosmose mit geschlossenem Hochdruckkreis als eine Semi-Batch-Betriebsführung ermöglicht eine hohe Ausbeute an Wasser, innovative Betriebsführungsstrategien zur flexiblen Anpassung an Energieversorgung und Rohwasserzusammensetzung, sowie die Minimierung der einzusetzenden Zusatzstoffe und der anfallenden Menge an zu entsorgender Sole. Konzepte gegen Silica- und Sulfat-Scaling und zur umweltfreundlichen Entsorgung der Solen werden in das Anlagendesign integriert, um eine nachhaltige und wirtschaftliche Nutzung zu gewährleisten und möglichst viel nutzbares Wasser zu gewinnen. Eine Demonstrationsanlage soll im Herbst 2023 zunächst an einer hydroponischen Gewächshausanlage in Qatar installiert werden, wodurch das entwickelte Konzept unter realen Bedingungen getestet und analysiert werden kann. Die nächste Station des Demonstrators ist dann eine Safranfarm bei Birjand in Iran. Der Erfolg des Projekts soll neben der Praxistauglichkeit der Anlage auch durch das Sammeln technischer und wirtschaftlicher Daten für die Markteinführung und einem transdisziplinären Wissensaustausch erzielt werden. Dafür ist die Einbindung des Bildungssektors geplant, um eine langfristige Austauschplattform im akademischen Bereich sowie mit Praxispartnern zu schaffen.

Weitere Informationen zu diesem Forschungsthema:

Geschäftsfeldthema

Wasseraufbereitung und Stofftrennung

Geschäftsfeld

Solarthermische Kraftwerke und Industrieprozesse