Zeitschrift EE

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2004-02: Nachhaltige Wasserwirtschaft

Erfahrungsberichte

Seit gut 10 Jahren plant die AEE INTEC Pflanzenkläranlagen für umweltbewusste Hausbesitzer ohne Kanalanschluss.

Demonstrations und Know-How-Transfer

EU - Projekte SWAMP und ZerO-M

Von Martin Regelsberger*

Vor vier Jahren ist dieses Arbeitsgebiet auf verschiedene Techniken für eine nachhaltige Wasserwirtschaft ausgedehnt worden. Die AEE INTEC koordiniert derzeit zwei Projekte, die mit sich nachhaltiger Wasserwirtschaft beschäftigen: SWAMP und Zer0-M. Beide Projekte sollen allgemeine Grundsätze der Nachhaltigkeit auf spezielle Anwendungen im Umgang mit Wasser umlegen: Tourismusbetriebe in SWAMP, und vier Mittelmeerländer - Ägypten, Marokko, Tunesien und Türkei in Zer0-M.

Nachhaltige Wasserwirtschaft in Tourismusbetrieben

SWAMP, das Demonstrationsprojekt "Sustainable Water Management and Wastewater Purification in Tourism Facilities", im Programm Energie, Umwelt und nachhaltige Entwicklung des 5. Rahmenprogramms der EU finanziert, ist hier schon einmal vorgestellt worden (erneuerbare energie 1-2002). Damals stand das Projekt an seinem Anfang. Kernidee des Projektes ist es, die Abwasserentsorgung für Tourismusbetriebe ohne Kanalanschluss dadurch zu optimieren, dass die Wasserversorgung mit in die Planung eingebunden wird. Daraus ergeben sich im Gegensatz zum klassischen Modell einer Wasserversorgung und einer danach folgenden Abwasserentsorgung einige neue Möglichkeiten:

  • Wasser sparen: Wasser, das nicht verbraucht wird, weil es nicht gebraucht wird, muss auch nicht gereinigt werden
  • Wasser wiederverwenden: Zumal in wärmeren Gegenden, wo auch jetzt schon Wasser rar ist, stellt die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser eine neue Ressource dar.
  • Wasser getrennt sammeln: Grauwasser (Wasser aus Bad und Küche) lasst sich leichter so reinigen, dass es hygienischen Kriterien für die Wiederverwendung entspricht als Gesamtabwasser.

Zudem ist es immer auch möglich, die im Abwasser enthaltenen Nähstoffe wiederzuverwenden, auch wenn dies für die meisten Tourismusbetriebe kein vorrangiges Anliegen ist. Die kombinierte Betrachtungsweise von Ver- und Entsorgung soll Kosten sparen helfen. Dies konnte in einigen Beispielen auch erzielt werden (siehe auch Tabelle 1 und 2).
Mittlerweile sind in 16 Pilotanlagen von neun Partnern in Österreich, Italien, Deutschland, Lettland und Litauen nachhaltige und ressourcenschonende Wasserwirtschaftskonzepte für Tourismusbetriebe erarbeitet und umgesetzt worden.

Vorgangsweise

Basis für den Entwurf war jeweils eine ausführliche Untersuchung des Betriebes:

  • Wasserverbrauch, sowie Ganglinie des Wasserverbrauchs über die Woche, das Jahr
  • Wassersparpotenziale
  • Möglichkeiten der getrennten Sammlung und
  • Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser
  • Abnehmer für Nährstoffe (Schlamm bzw. Urin).

Diese Untersuchung mündete in eine Planung, die im Haus bei den Sanitärinstallationen und Wasserverbrauchern beginnt, eventuelle Vorteile einer getrennten Sammlung und Ableitung berücksichtigt und die Reinigung auf die angestrebte Weiterverwendung hin optimiert.
Teilweise waren die daraus resultierenden Vorschläge ganz klassisch, wenn zum Beispiel für die Abwasserreinigung eine Pflanzenkläranlage geplant wurde. Andere Vorschläge waren für die Bauherren eher ungewöhnlich, weil sie nicht zum üblichen Aufgabengebiet der Planungsfirma für die Abwasserentsorgung gehören, zum Beispiel, wenn es darum ging, Wasserhähne gegen wassersparendere Armaturen auszutauschen, oder Urin getrennt zu sammeln um ihn als Dünger zu verwerten.
Um solche Vorschläge zur Umsetzung zu bringen war es nötig, die Bauherrn ausführlich zu informieren und alle Für und Wider klar zu diskutieren. Besichtigungen von vorhandenen Anlagen oder Einrichtungen dieser Art können hilfreich sein. Dies war aber nicht immer möglich, da einige der vorgeschlagenen Maßnahmen in vertretbarer Entfernung noch nie umgesetzt worden waren. Dies sollte sich mit zunehmenden Beispielen bessern. Manchmal waren auch ungewöhnliche Maßnahmen notwendig. So versprach das Projekt bei einer Anlage, ein versuchsweise montiertes wasserloses Urinal gegen ein normales auszutauschen, falls es nicht entspricht. Zum Teil hat auch der Zufall überzeugend gewirkt. So war das erste Projektjahr in Österreich ungewöhnlich trocken. Dies hat die Bauherren in ihrer Entscheidung für die vielleicht ungewohnten Wassersparmaßnahmen unterstützt.

Systeme

Es wurden ganz unterschiedliche Lösungen umgesetzt. Das Kernstück der Abwasserreinigung war allerdings immer eine Pflanzenkläranlage (siehe Bild am Anfang und Abbildung 1), da sich diese für dezentrale Anlagen als besonders geeignet erwiesen hat. Im Folgenden sind einige Beispiele kurz dargestellt.

Abbildung 1: Pflanzenkläranlage von Gästehauses und Winzerei Baggiolino, Toskana (IRIDRA srl).

Auf der Burg Lenzen, Brandenburg, sollte ein Schulungs- und Tagungszentrum des Bund für Umwelt- und Naturschutz Deutschland (BUND) an der Elbe entstehen. Die Burg hat zwar einen Kanalanschluss, der BUND war aber aus Überzeugung bereit, das Abwasser möglichst nachhaltig zu entsorgen und mit Trinkwasser sparsam umzugehen.
Es wurde deshalb ein Vakuumabwassersystem installiert. Während ein Spülvorgang bei einer normalen Toilette 6 bis 9 l Wasser benötigt, kommt eine Vakuumtoilette mit 1 l aus (siehe Abbildung 2). Aus dem ganzen Gebäude wird das Abwasser aus Toiletten und Waschanlagen in einen zentralen Vakuumtank gesaugt und von dort in den Kanal geleitet. Für große Gebäude hat so ein System den zusätzlichen Vorteil, dass bei der Verlegung der Entsorgungsleitungen nicht auf das Gefälle geachtet werden muss.
In den Pissoirs wurden wasserlose Urinale installiert, die ganz ohne Spülung auskommen (siehe Abbildung 3). Als Ersatz für den wassergefüllten Siphon haben sie eine Geruchssperre aus Öl. Die Oberfläche der Innenwand ist so beschaffen, dass Urin besonders gut abperlt, wodurch die Spülung sich erübrigt.

Abbildung 2: Vakuumtoilette in Burg Lenzen, in der Maueröffnung die Spüleinheit

Abbildung 3: Wasserlose Urinale beim Einbau in Burg Lenzen

Die Pilotanlagen der AEE INTEC sind der Gasthof Karawankenblick am Ossiachersee und Gasthof und Behindertenheim Fischerhof im Gurktal. Obwohl beide Betriebe sich aus einer eigenen Quelle mit Wasser versorgen, waren sie bereit, Wassersparmaßnahmen umzusetzen. Im Karawankenblick wurden die Pissoirs mit infrarot gesteuerten Ventilen nachgerüstet und damit die Dauerspülung abgestellt. Duschköpfe und Wasserhähne in den Zimmern würden durch komfortable und doch effiziente Geräte ersetzt. Zusätzlich wurde der vorhandene Geschirrspüler, ein älteres Modell, gegen einen Neuen ausgetauscht.
Im Fischerhof wurde das Behindertenheim gleichzeitig mit dem Start von SWAMP völlig saniert. Dort konnte schon bei der Planung an möglichst sparsame Armaturen und Sanitäreinrichtungen, die allerdings behindertengerecht sein mussten, gedacht werden. Es wurden automatische Wasserhähne mit Infrarotschalter, Mengen- und Höchsttemperaturbegrenzung eingebaut. Die Spülkästen und Duschköpfe sind besonders wassersparend. Eine getrennte Grauwasserreinigung und Wiederverwendung des gereinigten Ablaufs konnte leider nicht umgesetzt werden. Allerdings wurde ein getrennter Grauwasserstrang zu Messzwecken eingerichtet. Die Waschmaschinen, die in dem Heim sehr viel in Betrieb sein müssen und große Wasserverbraucher sind, wurden erneuert und dabei auf möglichst wasser- und energieeffiziente Geräte geachtet.
Wasser, das nicht verbraucht wird, muss auch nicht gereinigt werden. Somit kann bei reduziertem Wasserverbrauch auch die Abwasserreinigung kleiner gehalten werden. Es wurde also nicht nur Wasser gespart, sondern auch Geld, obwohl an und für sich ausreichend Trinkwasser umsonst zur Verfügung stand. Dies ist für den neuen Geschirrspüler im Karawankenblick in den Tabellen 1 und 2 nachgerechnet. Dabei wird die Umwelt auch noch geschont, denn das eingesparte Wasser steht weiter als unverdorbener natürlicher Abfluss zur Verfügung.

Charakteristische Daten
Einheit
Gerät
   
alt
neu
Verbrauch pro Spülgang
Liter
25
3
Spülgänge pro Tag *)
Stk.
25
25
Gesamtverbrauch
Liter/d
625
75
Einwohner (EW) hydraulisch Liter
150
150
Anzahl EW hydraulisch durch Spülmaschine
EW
4,17
0,50

*) Es wurden 100 Essen à 4 Stück Geschirr angesetzt. Dies erscheint konservativ, da der Gasthof 25 Betten hat und bei schönem Wetter Tagesgäste dazukommen (Restaurant mit 60 Plätzen plus Terrasse)

Tabelle 1: Vergleich eines alten und eines neuen Geschirrspüler für den Gasthof Karawankenblick am Ossiachersee

Kläranlagen mit bepflanztem Bodenfilter Einheit Anzahl Einheitspreis Gesamt
Errichtungskosten für Anlage 30 EGW EGW 30 1.300,00  
Kostenersparnis durch neuen Geschirrspüler
bei der Abwasserreinigung
EGW 3,70 1.300,00 4.810,00
Kosten des Geschirrspülers       € 2.164,83
Gesamtkostenersparnis       € 2.645,17

*) Ein Einwohnergleichwert ist die Verschmutzung (gemessen in Kohlenstoff, Stickstoff und Phosphor), die ein Einwohner an einem Tag produziert.

Tabelle 2: Vergleich größere Pflanzenkläranlage (jetzt 32 EGW*) oder neuer Geschirrspüler (Beträge in Euro ohne MwSt.)

Ergebnisse

Die Lösungen werden kontinuierlich beobachtet um daraus für die Zukunft neue Schlüsse zu ziehen. Als Ergebnis des Projektes sind neben den konkreten Anlagen derzeit ein Handbuch für die Planung von nachhaltigen Wasserwirtschaftskonzepten für Tourismusbetriebe und ein Katalog von besonders geeigneten Produkten und Geräten in Arbeit.
Längerfristig wäre zu wünschen, dass für Wassereffizienz ein ähnliches Auszeichnungssystem wie für Energieeffizienz eingeführt wird. Weiters sollten Tarifsysteme und Betreibermodelle überlegt ausgearbeitet und eingeführt werden, die nachhaltige Wasserwirtschaftssysteme begünstigen, statt sie zu erschweren. Speziell in Österreich gälte es auch, die Förderung so umzustellen, dass Maßnahmen im Gebäude in das Gesamtver- und -entsorgungskonzept eingerechnet und förderbar würden, dafür aber, so wie bei der Energieförderung zum Teil schon praktiziert, eine Bindung an die Umweltfreundlichkeit und den schonenden Umgang mit der Ressource Wasser eingeführt würde.

EU-Projekt "Zer0-M"

Seit September 2003 koordiniert die AEE INTEC ein weiteres EU-Projekt: "Sustainable Concepts Towards a Zero Outflow Municipality (Zer0-M)", diesmal im Rahmen der Euro-Mediterranen Partnerschaft im Regionalprogramm für lokale Wasserwirtschaft. Das Projekt wir vier Jahre dauern. Innerhalb dieser vier Jahre sollen für vier Mittelmeerländer außerhalb der EU, Ägypten, Marokko, Tunesien und Türkei Konzepte für eine nachhaltige Wasserwirtschaft im ländlichen Raum und im Stadtrandbereich entwickelt und verbreitet werden. Der Wunsch in diesen Ländern nach einer möglichst umsichtigen Verwendung der Wasserschätze ist schon angesichts der derzeitigen Lage und noch viel mehr mit Blick auf die Zukunftsprognosen verständlich (siehe dazu zum Beispiel "Vital Water Graphics" von UNEP, dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen unter http://www.unep.org/vitalwater/21.htm). In jedem Land hat das Projekt als Partner eine wichtige Forschungseinrichtung oder Universität. Die Partner aus der EU sind ebenfalls in Forschung und Lehre tätig und kommen aus Deutschland, Griechenland, Italien und Österreich.

Projektidee

Die Idee von Zer0-M (Zero-Outflow Municipality) ist eine Gemeinde ohne ungenutzten Abwasserabfluss. Das heißt, es soll schon beim Wasserverbrauch gespart werden. Es soll bedacht werden, inwieweit für eine Anwendung Frischwasser nötig ist, oder gereinigtes Brauchwasser, Regenwasser oder Wasser einer anderen Quelle verwendet werden kann. Alles Wasser soll entsprechend seiner Verschmutzung und geplanten Wiederverwendung behandelt werden. Soweit möglich sind alle Inhaltsstoffe im Abwasser, Wasser und Nährstoffe, wieder- bzw. mindestens weiterzuverwenden. Eine sogenannte Entsorgung soll nach Möglichkeit vermieden werden. Damit ist Zer0-M die logische Fortführung von SWAMP in einem anderen Anwendungsgebiet.
Die Herausforderung daran ist erstens, die Maßnahmen technisch den Gegebenheiten in den einzelnen Ländern anzupassen. Diese Herausforderung darf nicht unterschätzt werden, da zumal in der ärmeren Bevölkerung, die sich das Projekt zum Ziel gesetzt hat, die Rahmenbedingungen ganz anders sind als bei uns. Die Lösungen, die im europäischen Tourismus gut waren, sind oft viel zu teuer, oder auch technisch gar nicht möglich (siehe zum Vergleich Abbildung 4). Hier über Thermostatmischer nachzudenken, ist unnötig, woraus sich auch automatisch ableitet, dass die Wassereffizienz bei Geschirrspülern keine hohe Priorität hat.

Abbildung 4: Badezimmer in einem ägyptischen Haushalt

Soziale Rahmenbedingungen

Neben den technischen müssen die sozialen Rahmenbedingungen berücksichtigt werden, ja sie sind fast noch wichtiger. Neue technische Sanitärlösungen lassen sich relativ leicht entwerfen, ihnen aber zur Anwendung zu verhelfen ist in allen Ländern sehr schwierig. Sanitärgewohnheiten gehören zu den am stärksten verankerten Gewohnheiten, sind sehr schwer zu besprechen und sind auch mit mehr oder minder berechtigten Sorgen über Gesundheitsrisiken verbunden. Selbst die Frage: "wie Duschen Sie?" klingt äußerst indiskret und wird sicher nur zögernd und ausweichend beantwortet. Irgendwie wird Waschen und Sauberkeit immer mit Gesundheit verbunden, sodass Änderungen der Hygienegewohnheiten leicht auch als Angriff auf die Gesundheit gesehen werden. Daher gilt es Widerstände von vielen Seiten zu überwinden, von den Betroffenen selber, von Abwasser- und Gesundheitsbehörden, von der Industrie, die sich umstellen müsste, und nicht zuletzt vom Wasserversorger, dessen Verkaufszahlen sinken, wenn das Wassersparen Schule macht.
Deshalb ist der erste Schritt die Suche nach bestehenden Beispielen, die in der Diskussion als Referenz dienen können. Das Projekt zur Einführung von Trockentoiletten der staatlichen schwedischen Organisation für Entwicklungszusammenarbeit (SIDA) (siehe Abbildung 5) ist ein sehr willkommenes Beispiel.

Abbildung 5: Badezimmer mit urinseparierender Trockentoilette in Hebron, Palästina (aus Uno Windblad, Ecological Sanitation Pilot Project in Palestine - a project appraisal, SIDA 2002)

Zer0-M soll nachhaltiges Wassermanagement durch Wissenstransfer, Entwicklung von angepassten Systemen, Einrichtung von Pilotanlagen und Öffentlichkeitsarbeit im Stadtrandbereich und im ländlichen Raum der vier Partnerländer im südlichen Mittelmeer einführen und zu einer möglichst breiten Anwendung beitragen.
Die Projektaktivitäten sind so ausgerichtet, dass alle Beteiligten erreicht werden. Zer0-M gliedert sich in mehrere Aufgabenbereiche, die für unterschiedliche Zielgruppen den Zer0-M oder Ecosan-Ansatz aufbereiten. Folgende Tätigkeiten sind geplant, bzw. wurden im ersten Halbjahr gestartet:

  • Einrichtung eines Netzwerks von und für Experten unterschiedlicher Fachrichtungen im Internet, Aufbau einer Homepage und Verbindung zu bestehenden Netzwerken und Organisation in der Region. Abhaltung von Konferenzen und Publikation einer zwei mal jährlich erscheinenden Zeitschrift.
  • Vorbereitung und Organisation von Kursen in sogenannten Trainings- und Demonstrationszentren (TDCs) die bei den vier Mittelmeerpartnern eingerichtet werden. Dazu werden erst Zer0-M-Trainer ausgebildet, die diese Kurse abhalten. Organisation von Exkursionen zu bestehenden Anlagen und Beispielen in Europa; Erhebung der in den Mittelmeerländern (Partnerländern?) derzeit gültigen Gesetzgebung und Richtlinien.
  • Bau der TDCs bei den Mittelmeerpartnern mit einer möglichst breiten Palette an unterschiedlichen Techniken: Wassersparende Haushaltsgeräte und Sanitäreinrichtungen, Regenwassersammlung, Grauwassersammlung und -reinigung, Membranbioreaktoren, Pflanzenkläranlagen, Bewässerung mit gereinigtem Grau- oder Abwasser, Trockentoilette, Urinseparationstoilette... Bau von Pilotanlagen für ländliche Siedlungen in Ägypten, Marokko und Tunesien. In einem Land wird eventuell ein Tourismusbetrieb statt einer ländlichen Gemeinde gewählt. Dabei sollen möglichst viele Ecosan-Ansätze, angefangen vom Wassersparen bis hin zur Abwasser- und Schlammwiederverwendung umgesetzt werden. TDCs und Pilotanlagen werden von den Partnereinrichtungen zur Demonstration verwendet, sollen aber auch durch begleitende Messprogramme den Nachweis erbringen, dass die vorgeschlagenen Lösungen technisch zufriedenstellend und sozial akzeptiert sind und können zu eigenen Forschungsprojekten herangezogen werden.
  • Die Pilotgebiete und ein weiteres Gebiet in der Türkei werden über die Planung der zu realisierenden Anlagen hinaus noch weiter untersucht. Dafür wird ein Computermodell zur Darstellung und Bewertung unterschiedlicher nachhaltiger Wasserwirtschaftskonzepte entwickelt. Die Bewertung soll wirtschaftliche und umweltrelevante Aspekte umfassen. Aus diesen Untersuchungen soll ein Planungswerkzeug für Ingenieure in den Mittelmeerländern entstehen, das es diesen erleichtert, die neuen Ansätze in ihren Planungen zu berücksichtigen. Gleichzeitig soll es ihnen die Möglichkeit geben, ihren Bauherren die Vorteile der Ecosan-Ansätze gegenüber den traditionellen Lösungen für Wasserversorgung und Abwasserentsorgung darzustellen.
  • Produktion einer DVD mit Videosequenzen zu nachhaltiger Wasserwirtschaft, den Schulungstexten, die auch bei den Kursen verwendet werden und anderen Erklärungen zum Thema für verschiedene Zielgruppen, vor allem aber Schüler und Verbraucher.

Ziel dieser breiten Palette von Maßnahmen ist es, in den Mittelmeerländern eine breite Diskussion über nachhaltige Wasserwirtschaft anzuregen, erste Beispiele dafür zeigen zu können und die neuen Ansätze auf allen Ebenen der Umsetzung, von den Nutzern über den Handel und die Bauwirtschaft bis zu den Wasserbehörden bekannt und annehmbar zu machen.

*) Dipl.-Ing. Martin Regelsberger ist Leiter der Abteilung Nachhaltige Wasserwirtschaft bei der AEE INTEC, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it. , www.swamp-eu.org, www.zer0-m.org [^]

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