Europäische Forscher arbeiten mit indischen Experten zusammen, um die Sammlung, Dekontaminierung und Wiederverwendung von Abwässern im bevölkerungsreichsten Land der Welt zu überdenken.
Der Ganges schlängelt sich durch die Berge und Ebenen Nordindiens und ist der hinduistischen Religion heilig. Prosaischer gesagt, sein Wasser und seine Nährstoffe sind lebenswichtig für das Ackerland der Region, Hunderte Millionen Einwohner und die indische Wirtschaft.
Der Ganges wird als Ganga personifiziert, die hinduistische Göttin der Reinigung und Vergebung. Aber wie viele Flüsse auf der ganzen Welt ist der Ganges stark verschmutzt und bedroht die Gesundheit der Menschen, die in der Nähe leben, und die Ernte, die sie anbauen.
Großes Potenzial
Zwei Projekte verbessern die Sammlung, Desinfektion und Wiederverwendung von Abwasser – eine zunehmend dringende Herausforderung, da der Klimawandel die Wasserversorgung immer stärker belastet. Genannt PAVITR Und PAVITRA GANGAdie beiden Initiativen sind Teil einer Wasserpartnerschaft zwischen der EU und Indien.
PAVITR nutzt die natürliche Filterkraft von Bäumen, um Abwasser in eine Ressource zu verwandeln. Das Ziel passt zu den Bemühungen der EU um a Kreislaufwirtschaftin der Ressourcen wiederverwendet statt verworfen werden.
„Mit dem Fokus auf die Kreislaufwirtschaft hat Indien ein riesiges Potenzial“, sagte Mirko Hänel, europäischer Koordinator von PAVITR.
PAVITR, das 2019 begann und bis Januar 2024 läuft, ist ebenfalls ein Beispiel für a naturbasierte Lösung.
Die Nutzung von Baumplantagen zur Behandlung von Abwasser im Rahmen des Projekts ist nicht nur von der Natur inspiriert und unterstützt, sondern wird lokale ökologische, soziale und wirtschaftliche Vorteile bringen.
Das Team staute kommunales Abwasser auf einem Hektar Land, um eine dichte Ernte von Bambus, Weiden und Pappeln anzubauen. Das System arbeitet perfekt aufeinander abgestimmt: Die Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor im Abwasser unterstützen das Wachstum der Bäume, während die Bakterien in den Wurzeln das Wasser auf natürliche Weise reinigen.
Analysen zeigen, dass diese natürliche Behandlung dazu führt, dass das Abwasser die erforderlichen Vorschriften erfüllt, so Hänel.
Willkommene Rückkehr
Das System ist im Vergleich zu den hohen Betriebskosten für Chemikalien und Strom einer Standard-Kläranlage kostengünstig zu installieren und zu betreiben – und die Bäume werden nicht nur das Wasser reinigen, sondern auch Vögel, Insekten und andere Wildtiere anziehen.
Die Aligarh Muslim University, einer der in Indien ansässigen Projektpartner, hat sich vorgenommen, die Arten vor Ort zu katalogisieren.
Die Bäume und der Bambus können alle zwei bis drei Jahre geerntet werden, was eine nachhaltige Holzernte für den Verkauf an das importabhängige Europa und eine Einkommensquelle für die Bauern in Indien darstellt. Es könnte im Idealfall auch weniger nachhaltige, aus fossilen Brennstoffen gewonnene Bau- und Fertigungsmaterialien ersetzen.
Es ist keine zusätzliche Düngung oder Bewässerung erforderlich, da das Abwasser alles liefert. Chemischer Dünger, eine weitere immer knapper und teurer werdende Ressource, wird nicht benötigt. Das Wurzelsystem bleibt an Ort und Stelle, bereit, wieder zu wachsen und das Wasser weiter zu behandeln.
Mit Blick über PAVITR hinaus sagt Hänel, dass sich die Bemühungen auf Geschäftsideen konzentrieren müssen, um das System von der explorativen Forschung auf den kommerziellen Markt und in weitere Gebiete entlang des Ganges sowie anderer Flüsse zu verlagern.
Chemische Reinigung
Während sich PAVITR auf normales kommunales Abwasser konzentriert hat, hat sich PAVITRA GANGA mit der Art befasst, die durch Industriechemikalien verunreinigt ist.
PAVITRA GANGA, ebenfalls eine fünfjährige Initiative, die bis Januar 2024 läuft, untersucht, wie gefährliche Verbindungen aus unzureichend behandeltem Abwasser entfernt werden können. Das Projekt konzentriert sich auf Abwasser in städtischen und umliegenden – stadtnahen – Gebieten, um sicherzustellen, dass es sicher wiederverwendet werden kann, um den Anbau von Nutzpflanzen zu unterstützen.
In der Industriestadt Kanpur mit über 400 Gerbereien sind die Kläranlagen den großen Mengen und der illegalen Einleitung von Industrieabfällen in die kommunale Kanalisation überfordert.
Analysen des Abwassers zeigten hohe Konzentrationen von krebserregenden Stoffen wie Chrom.
Wenn diese Verschmutzung nicht richtig behandelt wird, kann sie Böden kontaminieren, die Gesundheit der Landwirte schädigen und die Ernteerträge verringern, wenn sie zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen verwendet wird, so Paul Campling, der Projektkoordinator. Er ist außerdem Manager für internationale Geschäftsentwicklung bei einer belgischen Cleantech-Forschungsorganisation namens VITO.
PAVITRA GANGA zielt darauf ab, die besten Technologien zu finden, um schädliche Verbindungen aus dem Abwasser zu entfernen, damit es sicher für die Pflanzenbewässerung wiederverwendet werden kann.
Das Team verwendet auch Sensoren und Modellierungstechnologien, um die Qualität regionaler Wasserkörper zu überwachen und vorherzusagen, die von eingeleitetem Abwasser betroffen sind, und unterstützt lokale Regierungen bei der Planung sichererer Maßnahmen zum Umgang mit dem natürlichen, unbehandelten Wasser in Flüssen, Seen und Grundwasser.
Lokal und global
In Kanpur erprobt das Team ein sekundäres Filterbehandlungssystem sowie „Polier“-Technologien, um Verunreinigungen, einschließlich Chrom, zu entfernen.
Erstens filtert eine bestimmte Art von Membran das Abwasser, indem es es in „Permeat“, das Wasser, das wiederverwendet wird, und „Retentat“, das die verbleibende organische Substanz ist, trennt.
Konstruierte Feuchtgebiete reinigen dann das Permeat weiter. In diesem Stadium kann auch eine speziell auf die Entfernung von Schadstoffen abgestimmte Kombination von Sorptionssubstanzen hinzugefügt werden. Diese sind als Poliertechnologien bekannt.
Auch die Verbindungen wie Chrom können in ausreichender Menge in den Kreislauf zurückgeführt werden.
Die lokalen Industriepartner des Projekts spielen eine große Rolle, indem sie mit einem Wissensinstitut namens IIT Kanpur zusammenarbeiten.
„Sie testen die Aufbereitungssysteme in Kanpur und könnten diese leicht vergrößern, wenn sie die Vorteile erkennen“, sagte Campling. „Wir wollen den Punkt erreichen, an dem lokale Unternehmen die Technologien nach Abschluss des Projekts weiterentwickeln können.“
Die Hoffnung ist, dass die Ansätze in die Entscheidungsfindung der Branche eingebettet und von den lokalen Behörden anerkannt werden.
Die Aktivitäten könnten letztendlich weit über Kanpur und Indien hinaus Vorteile bringen diese Woche hat China als bevölkerungsreichstes Land der Welt überholt.
„Wenn es in Indien gut funktioniert, wird es wahrscheinlich auch in Afrika und Südamerika gut funktionieren“, sagte Campling.