Pictures of the Future        Herbst 2008

Himmlischer Wasserhahn

Sauberes Trinkwasser ist weltweit eine knappe Ressource. Moderne Membran-technologie, wie sie Siemens in Australien fertigt, kann helfen, alle Menschen damit zu versorgen – beispielsweise die Opfer des Erdbebens in Südchina.

Eine Schale Wasser kann einem Menschen das Leben retten, sagen die Bewohner der südchinesischen Stadt Jiangyou und denken dabei meist an ihren Stadtpatron. Li Bai, vor 1300 Jahren Chinas berühmtester Dichter, soll ausgerechnet in dem Moment volltrunken gewesen sein, als der Kaiser ihn zum Beamten ernannte und zum Dank ein paar Verse erwartete. In seiner Not kippte sich der Poet rasch den Inhalt der nächsten Schüssel übers Gesicht, ward wieder munter und dichtete drauf los. Was er schrieb, rezitiert in China bis heute jedes Kind: "Ein Wasserfall stürzt aus tausend Metern, als fiele die Milchstraße vom Himmel herab."

Auch Frau Wen hat die Verse einst in der Schule gelernt, doch die sprichwört­liche rettende Wasserschale hat für sie derzeit eine ganz andere Bedeutung. Seitdem das hundert Kilometer nördlich von Sichuans Provinzhauptstadt Chengdu gelegene Jiangyou am 12. Mai von dem verheerenden Erdbeben der Stärke acht auf der Richterskala großteils zerstört wurde, lebt sie mit ihrer Familie in einem Zeltlager auf dem nach dem Dichterfürsten benannten Taibai-Platz in der Mitte der Stadt. "Wir haben alles verloren und müssen jetzt lernen, mit dem Minimum auszukommen", klagt die ehemalige Kiosk­betreiberin, während sie vor ihrer Notbehausung am Boden kauert und auf einem Ziegelherd Reiseintopf mit Kohl und Knoblauch kocht. Es ist ein karges Mahl, aber immerhin ein gesundes, denn das Wasser, mit dem Frau Wen ihre Suppe aufsetzt, ist gründlich gereinigt.

Zumindest vor verseuchtem Wasser brauchen die Erdbebenopfer in Jiangyou keine Angst zu haben. Bereits wenige Tage nach der Katastrophe wurde die "Wasserbox" aufgestellt, wie die Campbewohner den schmalen, mannshohen Kasten nennen, aus dem sie ihr Wasser zum Trinken, Kochen und Waschen beziehen. Die unscheinbare Kiste hat es in sich: Sie filtert das Wasser aus dem örtlichen Versorgungsnetz, dessen Reinigungsanlagen vom Beben zerstört wurden. Mehrere tausend Menschen können hier Wasser abzapfen, das garantiert frei von allen Bakterien und Keimen ist.

Schnell aufgebaut, einfach bedienbar. "Skyhydrant" heißt das Gerät, das bei Siemens entwickelt wurde und auf modernster Membrantechnologie beruht, die auch in den fortschritt- lichsten Wasseraufbereitungsanlagen der Welt zum Einsatz kommt. "Mit dem Skyhydrant lässt sich das beste Reinigungsverfahren, das wir kennen, für Krisengebiete und Dritte-Welt-Länder nutzen", erklärt Rhett Butler, der das Gerät entwickelt hat (siehe Interview).

"Als die Bilder von der Erdbeben­katastrophe in Sichuan um die Welt gingen, hat Siemens im Rahmen seines Programms "Caring Hands" gleich 15 Sky­hydrants dorthin geschickt, damit die Menschen in der Not wenigs­tens Zugang zu sauberem Trink­wasser haben." Für den Einsatz braucht es nicht viel Know-how. Die Bedienungsanleitung steht auf einem kleinen gelben Aufkleber an der Außenseite des Geräts. "Der Aufbau war sehr einfach: Nach zehn Minuten hatten wir den Skyhydrant ausgepackt und in Betrieb", sagt Li Zaoyang, Ingenieur von Jiangyous Wasserwerken, der nun den Skyhydrant auf dem Taibai-Platz betreut.

Mit einem Schlauch schloss er das Gerät an den Wasserhahn an, von dem aus sonst die Grünanlagen gesprenkelt werden. Ein zweiter Schlauch führt vom Skyhydrant zu einem kleinen Wassertank, den Li auf einem Klapptisch aufgebaut hat. Seitdem hat er nicht beson­ders viel zu tun: Einmal am Tag rüttelt er für eine Minute an dem kleinen Hebel, der oben am Ge­häuse angebracht ist, und öffnet dann ein Ventil, um Wasser abzu­lassen. "Damit wird der Filter ge­reinigt", erklärt er fachmännisch. Was dabei jedoch genau passiert, weiß er allerdings selbst nicht so genau – und ist froh, sich nicht weiter darum kümmern zu müs­sen. Denn auch Li hat – wie alle Menschen in Jiangyou – derzeit ganz andere Sorgen.

Mikrometerfeine Virenfänger. Wer wissen will, wie die Wasserbox funktioniert, reist am besten nach Australien. In Windsor, 50 km westlich von Sydney, sitzt die Firma Memcor. Das 250-Mitarbeiter-Unternehmen, eine Tochter von Siemens Water Technologies, ist der weltweit führende Entwickler und Produzent von Wasserreinigungsmembranen. Auch hier steht direkt am Empfang ein Skyhydrant, allerdings nur zu Demonstrationszwecken. "Das ist unser Mini", sagt Memcor-Geschäftsführer Bruce Biltoft augenzwinkernd. "In der Regel sind unsere Anlagen ein klein bisschen größer." In erster Linie sind nämlich Lösungen für städtische Wasserwerke und Großanlagen für hochreines Industriewasser sein Geschäft.

Das Herzstück von Memcors Technologie sieht aus wie ein dickes Bündel langer Spaghetti, die sich bei genauerem Hinsehen jedoch als hauchdünne Röhrchen erweisen. Dass sich in deren Wänden winzige Löcher befinden, lässt sich wiederum nur unter dem Elektronenmikroskop erkennen. "Das sind die Membranen", erklärt Biltoft. "Im Prinzip funktionieren sie wie herkömmliche Filter: Während die Wassermoleküle durch die Löcher dringen, bleiben alle Schwebstoffe darin hängen."

In der Tat: alle. Denn mit einem Durchmesser von 0,1 µm – also 0,0001 mm – sind die Poren in den Schlauchwänden so eng, dass sie auch winzigste Partikel auffangen. Keine Bakterie passt dort durch, und selbst die noch viel kleineren Viren werden quasi vollständig aufgefangen, weil sie sich an andere Organismen anhängen. Nur lösliche Verunreinigungen dringen noch durch und werden in Wasseraufbereitungsanlagen mit zusätzlichen Prozessstufen entfernt.

Beim Filterprozess fließt das Wasser ähnlich wie durch Stroh­halme: An den Außenseiten der Röhrchen mit Durchmessern von 1 mm und Längen von gut 1 m befindet sich das unreine Wasser, das durch die Membranwände gedrückt und innen abgeleitet wird. In Großanlagen, wo hunderte oder sogar Tausende der in Zylindern aufgehängten Membranbündel, jedes mit etwa 10 000 Röhrchen, zum Einsatz kommen, wird durch Pumpen ein starker Sog erzeugt.

Mehrmals pro Stunde wird die Fließrichtung kurz umgekehrt und Luft durch die Membranen gedrückt, damit sich die Rückstände an den Außenwänden lockern und weggespült werden können. "Beim Skyhydrant funktioniert das alles manuell", sagt Biltoft. Natürlicher Wasserdruck aus 2 m Höhe reicht aus, um das Wasser durch die Membranen zu drücken, und wenn man das ganze Bündel schüttelt, reiben die Halme aneinander, und der Schmutz löst sich. Genau das passiert, wenn Li Zaoyang in Jiangyouan an seinem Hebel rüttelt.

Über 800 Patente. Doch so einfach der Filterprozess im Prinzip funktioniert, so anspruchsvoll war die Forschung und Entwicklung, die dazu geführt hat, dass er heute für die Wasseraufbereitung eingesetzt wird. Die Geschichte beginnt im Jahr 1984. Wissenschaftler an der University of New South Wales in Sydney arbeiteten damals an Blutfiltern für Dialysepatienten. Einige von ihnen erkannten, dass ihre Membranen auch in der Wassertechnik Anwendung finden könnten und machten sich selbstständig. Sie entwickelten Membranen, die bis zu zehn Jahre halten und sich auch kostengünstig herstellen lassen.

"Wir haben über 800 Patente angemeldet", sagt Biltoft, selbst Ingenieur und einer der Pioniere des Unternehmens. Das hat sich gelohnt: Die kühne Idee ist heute ein global etabliertes Verfahren. Damit es so weit kommen konnte, brauchten die Australier starke internationale Partner, die andere Komponen­ten und Know-how zuliefern können. Seit 2004 gehört Memcor deshalb zu Siemens Water Technologies.

Gemeinsam läuft das Geschäft nun prächtig. Eine Maschine spuckt täglich Dutzende Kilometer Membranröhrchen aus. Anschließend werden sie mit Kunstharz zu Bündeln verklebt. Daraus entstehen dann die Module für Anlagen in aller Welt. "Die Nachfrage steigt schnell. Unsere Produktion hat derzeit jährliche Steigerungsraten von zwanzig Prozent", sagt Biltoft. Damit wächst Memcors Geschäft doppelt so schnell wie der Markt für Membrantechnologie insgesamt.

"Das sind beste Voraussetzungen, um unsere Produkte weiterzuentwickeln", sagt der Manager. So sollen die Membranen künftig noch feiner, haltbarer und kostengünstiger werden. Davon profitieren dann nicht nur die Großkunden von Siemens, sondern auch diejenigen, die den Mitarbeitern in Windsor ganz besonders am Herzen liegen: Menschen wie Frau Li Wen im chinesischen Jiangyou, die besser als jeder andere weiß, dass eine Schale Wasser einem Menschen das Leben retten kann.
                                                                                                        Bernhard Bartsch