Neuer Wasserfilter entfernt Mikroplastik mit lasergebohrten Kleinstlöchern
18.03.2019
Mikroplastik – das sind winzige Teilchen in unserem Abwasser. Sie herauszufiltern, stellt die Abwasserbetriebe vor große Herausforderungen. Eine Gruppe von fünf Partnern aus Industrie und Forschung will jetzt einen neuen Filter entwickeln, der mit lasergebohrten Löchern bis zu 10 Mikrometer kleine Partikel effizient auch bei großen Wassermengen herausfiltert.
Mikroplastik entsteht auf verschiedenen Wegen – sei es als Abrieb von Fahrzeugreifen oder beim Waschen moderner Funktionstextilien.
Dazu kommen noch bestimmte Kosmetikbestandteile, wo Mikroplastik als Füllstoff oder Bindemittel verwendet wird. Solche Teilchen gelangen früher oder später in unser Abwasser und stellen die regulären Klärwerke vor erhebliche Probleme.
Gerade winzige Partikel unter einem halben Millimeter lassen sich kaum herausfiltern und landen damit im Wasserkreislauf. Sie erreichen inzwischen alle Weltmeere und gelangen bis in die Nahrungskette.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert jetzt das Projekt »Innovative Filtermodule für die Abscheidung von Mikroplastik aus Abwasser (SimConDrill)«. In diesem Vorhaben entwickeln die Partner aus Industrie und Wissenschaft einen Filter, der Partikel bis zu zehn Mikrometer robust und effizient vom Abwasser trennt.
Wasser filtern mit dem SimConDrill-Zyklonfilter
Im Projekt SimConDrill wird die Technologie erforscht, mit der sich ein langlebiges Filtermodul herstellen lässt, das Mikroplastikpartikel sicher und verstopfungsfrei aus Abwässern abscheiden kann. Der Ausgangspunkt ist dabei der patentierte Zyklonfilter der KLASS-Filter GmbH. Dieser Filter wird mit speziellen Metallfolien ausgestattet, die mit einer innovativen Lasertechnik extrem präzise gebohrt werden.
Denn die Anforderungen an die Bohrungen sind hoch: Bei Porendurchmessern unter einem hundertstel Millimeter soll der Durchsatz des Filters den großen Wassermengen im Klärwerk gerecht werden und robust funktionieren. Dies wird über eine möglichst hohe Porosität erreicht, das heißt ein möglichst großer Teil der Filterfläche soll von Bohrlöchern eingenommen werden.
Für dieses ambitionierte Projekt haben sich fünf Partner zusammengeschlossen: Neben dem Projektkoordinator KLASS-Filter GmbH sind an dem Projekt die LaserJob GmbH, die LUNOVU GmbH, die OptiY GmbH und das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT beteiligt.
Effizient und genau bohren mit Ultrakurzpulslasern
Am Fraunhofer ILT in Aachen arbeiten Wissenschaftler schon seit einigen Jahren in verschiedenen Arbeitsgruppen an der Technologie für das effiziente Bohren mit Durchmessern deutlich unter einem Millimeter. Besonders geeignet sind dafür Lasersysteme mit ultrakurzen Pulsen im Piko- und Femtosekundenbereich. Der entwickelte Bohrprozess wird auf die Laseranlage der LaserJob GmbH übertragen.
Für die Materialbearbeitung mit solchen Ultrakurzpulslasern wurde am Fraunhofer ILT eine eigene Simulationssoftware entwickelt, die mit der Software der OptiY GmbH verknüpft wird. Damit lassen sich die Prozessparameter realitätsnah am Computer erproben, bevor auch nur das erste Loch gebohrt wird.
Wenn dann die ersten Bohrversuche starten, kommt die Erfahrung einer anderen Gruppe zur Geltung: Die Spezialisten für Qualitätssicherung wollen von Anfang an den Bohrprozess genau überwachen.
Im konkreten Fall wird dafür das Prozessleuchten beobachtet. Anhand dieser typischen Strahlung können die Forscher sehen, ob auch wirklich alle Löcher richtig durchgebohrt werden. Das Messsystem wird in Zusammenarbeit mit der LUNOVU GmbH entwickelt.
Weitere Anwendungsbereiche bis in den Heimbereich denkbar
Das Forschungsprojekt läuft bis Juni 2021. Bei Erfolg des Projektes bieten sich den Projektpartnern vielfältige Verwertungsmöglichkeiten. Obwohl das Filtermodul für Klärwerke entwickelt und getestet wird, sind auch mobile Anwendungen in Kanalspülwagen oder sogar Ausführungen für Privathaushalte denkbar. Auch die Reinigung von Ballastwasser bietet großes Potential.
Darüber hinaus können aus diesen Entwicklungen zahlreiche neue Prozesse und Produktionskonzepte für die Lasermaterialbearbeitung entstehen, die zukunftsorientiert sind, von KMUs verwertet werden und nachhaltig zur Sicherung des Hightech-Standortes Deutschland beitragen werden.
Förderung
Das Verbundprojekt SimConDrill wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert. Es ist Teil der BMBF‐Fördermaßnahme »KMU-innovativ: Ressourceneffizienz und Klimaschutz« im Technologie‐ und Anwendungsbereich »Nachhaltiges Wassermanagement«.
Weitere News und Artikel
19.04.2024
News
Kein Kraftakt – dank GFK
Schachtabdeckungen aus Glasfaserverbund ermöglichen leichtes Ein- und Ausdeckeln
17.04.2024
News
Auszeichnung für innovative Ideen und Spitzenleistungen
Deutscher Baupreis 2024: Dommel erneut geehrt
15.04.2024
News
„CROM – Zertifizierte Schachtsanierung“ geht in die nächste Runde
Im Februar 2024 fand im Schulungszentrum der MC-Bauchemie in Bottrop zum 14. Mal die jährliche „CROM“-Lehrgangsreihe (CROM = Certified Rehabilitation of Manholes) statt. Verschiedene Lehrgänge aus dem Bereich der Schachtsanierung boten den Teilnehmenden ein abwechslungsreiches und informatives Programm.
12.04.2024
News
Kanalgipfel 2024: Methodik zur Bewertung von Bauwerken
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und wirtschaftlichen Bewertung dieser langlebigen Anlagen. Der Kanalgipfel bietet eine Hilfestellung für eine detaillierte und konsistente …
10.04.2024
News
Ein Blick unter die Erde von Bergisch Gladbach
Katec kombiniert Reparatur und Renovierung für umfangreiche Sanierungsmaßnahmen
09.04.2024
News
Kanalgipfel 2024: Gebührenranking in der Abwasserentsorgung - Analyse und Bedeutung für Kommunen
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und wirtschaftlichen Bewertung dieser langlebigen Anlagen. Der Kanalgipfel bietet eine Hilfestellung für eine detaillierte und konsistente …
08.04.2024
News
Interessanter Input auf höchstem Niveau
rbv auf dem 36. Oldenburger Rohrleitungsforum
04.04.2024
News
terra infrastructure nimmt Kunststoffspundbohlen ins Programm
Eine wirtschaftliche, langlebige und wartungsarme Alternative
27.03.2024
News
Sauberer Phosphor 2029: Eine Initiative zur nachhaltigen Ressourcennutzung
Das Umweltbundesamt (UBA) ist Teil der Initiative Sauberer Phosphor 2029, die darauf abzielt, eine sichere und ökologisch nachhaltige Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlamm und Klärschlammasche zu fördern.
25.03.2024
News
Update DE-21: Neue Inhalte im Online-Kurs "Grabenloser Leitungsbau"
Online Weiterbildung zum Thema Leitungsverlegung im Tiefbau: Der grabenlose Verbau unterirdischer Entwässerungssysteme kann eine ressourcenschonende, klimafreundliche, zeitsparende und kostengünstige Alternative zur offenen Bauweise sein. Der UNITRACC-E-Learning-Kurs wurde um einige fachliche und visuelle Elemente zum Kanal- und Rohrleitungsbau ergänzt.
Kontakt
Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT
M.Sc. Andrea Lanfermann
Gruppe Prozesssensorik und Systemtechnik
Steinbachstr. 15
52074 Aachen
Deutschland
Telefon:
+49 241 8906-366