Över 100 miljoner människor i södra Afrika har ingen tillgång till rent vatten - många källor på landsbygden är förorenade. I projektet SafeWaterAfrica, Afrikanska och europeiska partner arbetar nära för att utveckla en decentraliserad systemlösning för vattenrening som kan drivas och underhållas autonomt av landsbygdsinvånare. Systemet täcker behovet av rent vatten för flera hundra människor. Forskare vid Fraunhofer Institute for Surface Engineering och Thin Films IST samordnar projektet.

Rent vatten är en knapp resurs på landsbygden i södra Afrika. Naturliga källor innehåller ofta kemiska och mikrobiologiska föroreningar. Och dödligheten från vattenburna patogener och föroreningar är motsvarande hög, med infektionssjukdomar en viktig faktor. Detta problem tas upp i det afro-europeiska projektet "SafeWaterAfrica". Fraunhofer Institute for Surface Engineering and Thin Films IST i Braunschweig samordnar projektet. För att förse landsbygdsbefolkningen i södra Afrika med rent vatten, projektpartnerna (se SafeWaterAfrica -profilen) utvecklar ett decentraliserat och autonomt system för vattenrening. Det är utformat för att fungera på landsbygden som är avskilda från allmänt vatten och energiförsörjning. Täcker behoven hos 300 personer, lösningen har en kapacitet på 1, 000 liter i timmen. Off-grid-systemet är utrustat med teknik för vattenrening med låg energi, medan solfångare på taket av behållaren levererar energin.

Desinfektion utan kemikalier

Fraunhofer IST:s bidrag är dess teknik för elektrokemisk vattenrening med diamantbelagda elektroder. "Vi är involverade i desinfektionsenheten som kallas CabECO. Metoden för att bryta ned föroreningar i vatten med hjälp av diamantelektroder utvecklades av vårt institut och togs över 2001 av vår spin-off CONDIAS GmbH, som också är partner i projektet, "säger Dr Lothar Schäfer, Biträdande direktör för Fraunhofer IST. Med hjälp av elektrokemisk oxidation, processen renar vattnet och tar bort bakterier och virus från det. Modulen innehåller ledande elektroder som är belagda med ett tunt lager av diamant. "En låg potential på bara några volt appliceras mellan elektroderna. Vattnet (H2O) som strömmar igenom omvandlas sedan till ozon (O3) och hydroxyl (OH) radikaler. O3 är ett av de mest effektiva desinfektionsmedlen, medan OH är det starkaste oxidationsmedlet som finns. Tillsammans, de förstör alla bakterier och organiska föroreningar. Det betyder att vi inte behöver klor eller andra kemikalier för desinfektion, "förklarar fysikern. I fältprov, forskarna kunde minska antalet bakterier med en faktor 1, 000 till 10, 000 och uppnå den nödvändiga desinfektionsnivån. Dessutom, flodvattnet som projektpartnerna behandlar innehåller klorföreningar, ur vilken hypoklorit - ett extra oxidationsmedel - produceras. Fördelen med hypokloriter är att de konsumeras långsamt under en lång period, ozonet sönderfaller relativt snabbt.

Tillverkad i Afrika

CabECO -desinfektionsenheten är en komponent i systemlösningen. Andra moduler utför uppgifter som att ta bort tungmetaller, sediment och kväveföreningar. "I behållarna, det finns teknik som har sitt ursprung i Afrika såväl som från europeiska leverantörer. De afrikanska partnerna har bidragit med mycket kunskap. I erkännande av detta, vi beskriver också systemlösningen som 'Made in Africa', "understryker forskaren. Kombinationen av modulerna för förbehandling av vattnet kommer att anpassas till respektive lokala förhållanden och vattnets ursprungliga tillstånd. En demonstrator är redan i testdrift i södra Afrika, och installationen av en annan i Moçambique är planerad till april 2019. I framtiden, installationerna kommer att byggas och drivas i Sydafrika. Ett fjärrdiagnosesystem stöder drift, underhålls- och reparationsprocess.