Meer dan 100 miljoen mensen in zuidelijk Afrika hebben geen toegang tot schoon water – veel bronnen op het platteland zijn besmet. In het SafeWaterAfrica-project, Afrikaanse en Europese partners werken nauw samen om een ​​gedecentraliseerde systeemoplossing voor waterzuivering te ontwikkelen die autonoom kan worden bediend en onderhouden door plattelandsbewoners. Het systeem dekt de behoefte aan schoon water van enkele honderden mensen. Onderzoekers van het Fraunhofer Institute for Surface Engineering en Thin Films IST coördineren het project.

Schoon water is een schaars goed in landelijke delen van zuidelijk Afrika. Natuurlijke bronnen bevatten vaak chemische en microbiologische onzuiverheden. En het sterftecijfer door watergedragen ziekteverwekkers en verontreinigende stoffen is navenant hoog, met infectieziekten een belangrijke factor. Dit probleem wordt aangepakt in het Afrikaans-Europese project "SafeWaterAfrica". Het Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST in Braunschweig coördineert het project. Om de plattelandsbevolking van Zuidelijk Afrika van schoon water te voorzien, de projectpartners (zie profiel SafeWaterAfrica) ontwikkelen een decentraal en autonoom systeem voor waterzuivering. Het is ontworpen om te werken in landelijke gebieden die zijn afgesneden van de openbare water- en energievoorziening. Om tegemoet te komen aan de behoeften van 300 mensen, de oplossing heeft een capaciteit van 1, 000 liter per uur. Het off-grid systeem is uitgerust met energiezuinige waterbehandelingstechnologie, terwijl zonnecollectoren op het dak van de container de energie leveren.

Desinfectie zonder chemicaliën

De bijdrage van Fraunhofer IST is haar technologie voor elektrochemische waterzuivering met behulp van diamanten gecoate elektroden. "We zijn betrokken bij de desinfectie-eenheid die bekend staat als CabECO. De methode voor het afbreken van verontreinigende stoffen in water met behulp van diamantelektroden is ontwikkeld door ons instituut en in 2001 overgenomen door onze spin-off CONDIAS GmbH, die ook een partner is in het project, " zegt Dr. Lothar Schäfer, Adjunct-directeur van Fraunhofer IST. Door middel van elektrochemische oxidatie, het proces zuivert het water en verwijdert er bacteriën en virussen uit. De module bevat geleidende elektroden die zijn gecoat met een dunne laag diamant. "Tussen de elektroden wordt een laag potentiaal van slechts een paar volt aangelegd. Het doorstromende water (H2O) wordt vervolgens omgezet in ozon (O3) en hydroxyl (OH) radicalen. O3 is een van de meest efficiënte desinfectiemiddelen, terwijl OH het sterkste oxidatiemiddel is dat er is. Samen, ze vernietigen alle ziektekiemen en organische onzuiverheden. Dit betekent dat we geen chloor of andere chemicaliën nodig hebben voor desinfectie, " legt de fysicus uit. In veldtesten, de onderzoekers konden het kiemgetal met een factor 1 verminderen. 000 tot 10, 000 en het vereiste desinfectieniveau bereiken. Bovendien, het rivierwater dat de projectpartners behandelen bevat chloorverbindingen, waaruit hypochloriet – een extra oxidatiemiddel – wordt geproduceerd. Het voordeel van hypochlorieten is dat ze gedurende een lange periode langzaam worden geconsumeerd, terwijl ozon relatief snel ontleedt.

Gemaakt in Afrika

De CabECO desinfectie unit is een onderdeel van de systeemoplossing. Andere modules voeren taken uit zoals het verwijderen van zware metalen, sedimenten en stikstofverbindingen. "In de containers er zijn technologieën die zowel in Afrika zijn ontstaan ​​als van Europese leveranciers. De Afrikaanse partners hebben veel knowhow ingebracht. Ter bevestiging hiervan, we omschrijven de systeemoplossing ook als 'Made in Africa', " benadrukt de wetenschapper. De combinatie van de modules voor de voorbehandeling van het water zal worden aangepast aan de respectieve lokale omstandigheden en de oorspronkelijke toestand van het water. Een demonstrator is al in proefbedrijf in Zuidelijk Afrika, en de installatie van een andere in Mozambique is gepland voor april 2019. In de toekomst zullen de installaties zullen in Zuid-Afrika worden gebouwd en geëxploiteerd. Een diagnosesysteem op afstand ondersteunt de bediening, onderhouds- en reparatieproces.