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Langfristig bis zu 3000 Menschen mit sauberem Trinkwasser versorgen

27.06.19 - Von der Studienarbeit zur humanitären Pilot-Anlage, die mit Nachhaltigkeit überzeugt: Der HSR Student Rias Stalder reiste kurz vor seinem Abschluss in Erneuerbare Energien und Umwelttechnik nach Liberia, West-Afrika, um eine energieautarke Wasserfilter-Anlage zu installieren. Die von Stalder implementierte Anlage für den lokalen Gebrauch ist seit Ende Mai in Betrieb. Künftig soll sie bis zu 3000 Menschen mit sauberem Wasser versorgen.

Angefangen hatte alles mit einer Studienarbeit im Bereich Wasseraufbereitung. Rias Stalder, HSR Student des Studiengangs Erneuerbare Energien und Umwelttechnik (EEU), entwickelte ein Konzept für den Bau und den Betrieb einer Filteranlage, die dezentral, ohne Strom und kostengünstig Rohwasser aufbereitet. Wie das funktionieren soll? Mit der schwerkraftgetriebenen Membrantechnik. Die eingesetzte Ultrafiltrationsmembran (Trenngrenze ca. 20 Nanometer) filtert die für den Menschen gefährlichen Bakterien und pathogenen Keime, die in vielen Regionen der Erde im Grund- und Trinkwasser vorhanden sind, raus – und zwar schlicht durch die Schwerkraft, also ohne zusätzlichen Druck (gravity driven membrane filtration, GDM). «Dabei versiegt unter optimalen Bedingungen der Durchfluss nie und der Filter muss selten gereinigt werden», erklärt Stalder. Organismen an der Oberfläche der Membran sorgen dafür, dass die Deckschicht porös, also durchlässig bleibt. Trinkwasser kann so kostengünstig für den lokalen Gebrauch aufbereitet werden. Eine autarke Technologie, eigentlich simpel, aber effektiv. So werden in Schweizer Seewasserwerken die gleichen Membranen zur Aufbereitung von hygienisch einwandfreiem Trinkwasser verwendet.

Parallel zu Stalders Semesterarbeit machte ein Student des Stella Maris Polytechnikum Monrovia, Liberia, diesen Frühling ein Praktikum an der HSR (UMTEC, IBU) sowie den beiden Ingenieurbüros Gossweiler Ingenieure AG und Kuster & Hager AG. Ziel des durch die Bowier Trust Foundation Switzerland (BTFS) initiierten Aufenthalts war es, dass Laryee Sonnor – oder Bob, wie der Ingenieursstudent genannt wird - sich das nötige Know-how aneignet, um in Zukunft Wasserprojekte in seiner Heimat Liberia zu realisieren. So sollte er insbesondere die GDM-Technologie zur Aufbereitung von Grundwasser aus bestehenden Brunnen implementieren. «Das brachte uns zusammen», erzählt Stalder.

90 kg Material im Gepäck und keine Ahnung, was ihn erwartet


Mit 90 kg Material im Gepäck, darunter drei Membranmodule und Laborbedarf für Hygieneuntersuchungen, reiste Rias Stalder Mitte Mai ins West-Afrikanische Liberia. Das Ziel: Die GDM-Anlage in einen bereits vorhandenen Grundwasserspeicherturm auf einem Schul- und Kirchengelände in Monrovia einbauen. «Die Vorabklärungen haben schlecht funktioniert, deshalb musste ich davon ausgehen, dass vor Ort kein Material für den Aufbau und für das Labor vorhanden ist», erzählt Stalder. Zusätzliches Baumaterial und Werkzeug organisierte er vor Ort bei verschiedenen Händlern.

«Wir haben Wasser getestet, das aus Brunnen mit Handpumpen gewonnen wurde. Bei 30 Meter Tiefe fanden wir eine erstaunlich hohe Verschmutzung vor. Bei 10 Metern war die Verschmutzung so stark, dass die Coli-Bakterien ohne Verdünnung in den Petrischalen gar nicht mehr auszählbar waren», erzählt Stalder. Das komme daher, dass fäkalhaltiges Abwasser im Boden unkontrolliert versickert. Die Handbrunnen würden in der Trockenzeit oft austrocknen, erzählt er. Dann «kämpfen die Menschen zusätzlich zur schlechten Wasserqualität auch noch mit Wassermangel».

Innerhalb von rund einer Woche konnten Rias Stalder und Bob zusammen mit Studierenden des Stella Maris Polytechnikum die GDM-Anlage aufbauen und erfolgreich in Betrieb nehmen. Nach dem Einbau der Filteranlage waren im gereinigten Wasser keine Coli-Bakterien mehr nachweisbar. «Das Projekt war ein voller Erfolg! Und die Beteiligten vor Ort und auch ich haben viel voneinander gelernt», schliesst Stalder.

3000 Menschen langfristig mit sauberem Wasser versorgen

Geplant ist, dass der Wasserturm mit der neuen Filteranlage langfristig bis zu 3000 Menschen versorgt. Die Pumpe, die Grundwasser aus 130 Metern Tiefe zur Filteranlage leitet, wird in einem zweiten Schritt durch eine solarbetriebene Pumpe ersetzt. Ausserdem werden die Bewohner für einen sorgsamen Umgang mit dem hochwertigen Wasser sensibilisiert und der Zugang zum Wasser organisiert. «Ein dauerhafter Betrieb und regelmässige Qualitätskontrollen sollen sichergestellt werden», so Stalder.

Bob wird nun alle zwei Wochen Wasseranalysen durchführen, die Resultate ans UMTEC senden und selbstständig oder in Abstimmung mit dem UMTEC Massnahmen ergreifen, sollte die Anlage nicht wie gewünscht funktionieren.

Besitzerin des Grundstücks, auf dem die Anlage steht, ist die Immanuel Kirche, die eine Schule mit rund 320 Kindern betreibt (Immanuel Christian Academy ICA). Wissenstransfer und technische Unterstützung erhielt die Installation vom Studiengang Erneuerbare Energien und Umwelttechnik, dem UMTEC Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik und IBU Institut für Bau und Umwelt. Weiterhin unterstützte die Arbeit die Stiftung BTFS in koordinativer und logistischer Hinsicht.

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