Internationale Spitzenanerkennung! OriginWater veröffentlicht gemeinsam mit Hochschulen bahnbrechende VMBR-Ergebnisse in „Nature Communications"!

de.wedoany.com-Bericht: Kürzlich wurde das gemeinsam von OriginWater, der Tsinghua-Universität und der Pädagogischen Universität Peking erzielte Forschungsergebnis „Verbesserte Stickstoff- und Phosphorelimination sowie Energieeffizienz in der kommunalen Abwasserbehandlung durch vibrationsgestützte Membranbioreaktoren" in der internationalen Spitzenzeitschrift „Nature Communications" veröffentlicht. Mittels langfristiger paralleler Vergleichsexperimente im technischen Maßstab deckte die Studie systematisch die inneren Mechanismen der Energieeinsparung und Effizienzsteigerung von vibrationsgestützten Membranbioreaktoren (VMBR) auf und liefert damit eine solide wissenschaftliche Grundlage sowie einen reproduzierbaren technologischen Pfad für die grüne und kohlenstoffarme Transformation der Wasserwirtschaft.

Die Forschungsdaten sind beeindruckend: Im Vergleich zu konventionellen belüfteten Membranbioreaktoren (AMBR) erzielt der VMBR bei deutlich verbesserter Ablaufqualität einen mehrdimensionalen Effizienzsprung:

Der Gesamtstickstoff im Ablauf sinkt um etwa 22 %, der Verbrauch chemischer Fällungsmittel zur Phosphorelimination wird um etwa 40 % reduziert;

Der Energieverbrauch zur Membranfouling-Kontrolle sinkt drastisch um etwa 75 %, der Gesamtstromverbrauch des Systems um etwa 24 %;

Der CO₂-Fußabdruck wird um etwa 30 % verringert, wodurch eine synergetische Optimierung von Schadstoffkontrolle, biologischer Behandlung und kohlenstoffarmem Betrieb erreicht wird.

„Vibration" statt „Belüftung": Umwälzung des MBR-Verfahrens vom Prinzip her

Membranfouling ist der zentrale Engpass, der die Entwicklung der MBR-Technologie einschränkt. Konventionelle AMBR sind auf eine hochintensive kontinuierliche Belüftung zum Abspülen der Membranoberfläche angewiesen, was einen hohen Energieanteil verursacht; zudem kann die sauerstoffreiche Umgebung die biologische Stickstoff- und Phosphorelimination beeinträchtigen.

Gegen dieses branchenweite Problem setzt OriginWater innovativ auf eine horizontale oszillierende mechanische Vibration, die das Membranmodul direkt antreibt und die Belüftung als Mittel zur Membranfouling-Kontrolle vollständig ersetzt. Das Umwälzende dieses technologischen Ansatzes liegt darin: Der VMBR „schiebt die Membran direkt" mit mechanischer Kraft an, wodurch die Energieausnutzungseffizienz geometrisch steigt. Gleichzeitig lässt sich der gelöste Sauerstoff im Membranbecken präzise und stabil unter 0,5 mg/L halten, und hartnäckige technische Probleme wie die Verstopfung durch Haarfasern sowie Verkrustung und Gaseinschlüsse werden wirksam gelöst.

Vom Labor zur technischen Anlage: VMBR-Technologie „international führend"

Aufbauend auf der jahrzehntelangen Erfahrung von OriginWater in den Bereichen Membranmaterialien, Membranausrüstung und großen Wasserbehandlungsanlagen integrierte das Team den VMBR tiefgreifend mit dem AAOA-Biologieverfahren (anaerob-anoxisch-aerob-anoxisch) und realisierte erstmals eine großmaßstäbliche Demonstrationsanwendung in der Kläranlage Doudian in Peking, wo auch die strenge Vergleichsvalidierung auf dieser Plattform abgeschlossen wurde. Dies ist auch ein wichtiger Grund dafür, dass die Forschungsergebnisse von „Nature Communications" gewürdigt wurden.

Im Oktober 2021, als die Technologie offiziell vorgestellt wurde, bewertete ein von Akademikern geleitetes Expertengremium sie als „bedeutenden technischen Durchbruch, dessen großmaßstäbliche Demonstrationsanwendung in der Praxis international führend ist". Seither erhielt der VMBR nacheinander den ersten Preis für wissenschaftlich-technischen Fortschritt der China Communications Construction Group, den ersten Preis für technologische Innovation im Umweltschutzausrüstungsbau und wurde in den „Katalog der staatlich geförderten wichtigen Umweltschutztechnologien und -ausrüstungen" aufgenommen.

Mehr als nur eine Publikation: Eine großmaßstäbliche Bilanz von nahezu 400.000 Tonnen pro Tag

Die Anerkennung durch eine Spitzenzeitschrift muss letztlich im Boden der Industrie Wurzeln schlagen und gedeihen. Bis Ende 2025 wurde die VMBR-Technologie von OriginWater in wichtigen wasserumweltsensiblen Regionen wie dem Haihe-Einzugsgebiet und dem Jangtse-Einzugsgebiet verbreitet, wobei die kumulierte Anwendungsgröße nahezu 400.000 Tonnen pro Tag erreicht und sie damit zu einer richtungsweisenden technologischen Lösung für die kohlenstoffarme Modernisierung der chinesischen Abwasserbehandlungsbranche wird.

(Kläranlage Chengdong in Taicang mit VMBR-Technologie von OriginWater)

In der gegenwärtigen Phase der vertieften Umsetzung der „Dual-Carbon"-Strategie ist dieser Artikel in „Nature Communications" nicht nur eine wissenschaftliche Untermauerung einer originären Technologie, sondern auch ein lebendiges Zeugnis dafür, wie chinesische Umweltschutzunternehmen im globalen Wettbewerb der Wasseraufbereitungstechnologie vom „Mitläufer" zum „Vorreiter" aufsteigen.