Nachhaltige Wasserwirtschaft

Erfahrungsberichte

Gewerbe und Industrieunternehmen stellen sich zunehmend den umweltpolitischen Anforderungen. Die Beweggründe hierbei sind vielschichtig.

Regenwassernutzung: Sparpotenzial im Unternehmen

Von Martin Bullermann und Dietmar Sperfeld*

Neben der Kostenreduzierung für das Unternehmen spielen Öko-labels, der Imagegewinn für das Unternehmen und veränderte rechtliche Rahmenbedingungen für den Umgang mit Wasser eine Rolle.
Die Hersteller von Wasserspartechnik, Anlagen zur Regenwassernutzung und Regenwasserversickerung haben auf diese Vorgaben reagiert und stellen eine Vielzahl von Anlagenkomponenten und Produkten bereit. Zählt die Regenwassernutzung in Ein- und Zweifamilienhäusern in Deutschland bereits seit Jahren zum Stand der modernen Haustechnik, so ist eine zunehmende Nachfrage auch in Gewerbe- und Industriebetrieben zu verzeichnen. Zahlreiche realisierte Beispiele in unterschiedlichen Branchen zeigen den bisher erreichten technischen Entwicklungsstand und fördern den Bekanntheitsgrad dieser Technologie.
Gründe für die Verbreitung der Regenwassernutzung sind neben dem Umweltbewusstsein vor allem ständig steigende Kosten für den Bezug von Trinkwasser sowie für die Behandlung und Abführung von Abwasser bzw. Regenwasser. Durchschnittlich sind die Gebühren für Trink- und Abwasser in Deutschland im Zeitraum von 1987 bis 1998 jährlich um acht Prozent gestiegen, d.h. die Beiträge haben sich in diesem Zeitraum fast verdoppelt. Es ist zu erwarten, dass sich die Kostensteigerungen mehr oder minder in der Zukunft fortsetzen werden.
Gleichzeitig sind die Anforderungen zum Schutz des Trinkwassers und Umgang mit Schmutz- und Regen-wasser verschärft worden. In den letzen Jahren hat ein Wandel in der Entwässerungspraxis stattgefunden. Das ausschließliche Prinzip der schnellen und vollständigen Ableitung des Niederschlagswassers ist heute nicht mehr gültig. Mittlerweile wird vielerorts von den Ländern und Kommunen die Bewirtschaftung des Niederschlags und separate Schmutzwasserableitung gefordert. Dadurch gewinnen dezentrale Regenwasserbewirtschaftungskonzepte mit den Bausteinen Regenwassernutzung, -versickerung, -rückhaltung und Dachbegrünung zunehmend an Bedeutung.

Sanitärtechnik

In fast allen Unternehmen lassen sich einfache Wassersparmaßnahmen mit wenig Aufwand und geringen Kosten realisieren. Sparpotenziale im sanitären Bereich sind auch in gewerblichen und industriellen Unter-nehmen fast immer zu realisieren. Durch den Einbau von Wasserspararmaturen und Durchflussbegrenzern sowie eine Modernisierung oder Umrüstung der Sanitärtechnik (Toilettenspülungen und Urinale) können rund 30 Prozent des Wasserverbrauchs in diesem Bereich eingespart werden.

Regenwassernutzung

Darüber hinausgehende Einsparpotenziale sind nur durch die Substitution von Trinkwasser zu erschließen. Die erreichbaren Einsparpotenziale können dann jedoch wesentlich höher sein als z.B. in privaten Hauhalten.
Überall dort wo keine Trinkwasserqualität erforderlich ist, kann beispielsweise Regenwasser eingesetzt oder in bestimmten Produktionsprozessen ergänzt werden. Wichtige Randbedingungen für die erfolgreiche und wirtschaftliche Substitution von Trinkwasser durch Regenwasser sind relevante verfügbare Dachflächen und ein regelmäßiger Betriebswasserbedarf möglichst über das ganze Jahr verteilt.
Anwendungsbereiche, für die keine hohen Anforderungen an die Wasserqualität gestellt werden, sind z.B. Waschanlagen für Kraftfahrzeuge oder Schienenfahrzeuge, Anlagen zur Bewässerung für Sport- und Frei-zeitanlagen sowie Bewässerungsanlagen in Gärtnereien. Weitere Anwendungsmöglichkeiten finden sich in Produktionsbereichen von Industrieunternehmen.

Mehrfachnutzung von Wasser

Zusätzliche Möglichkeiten zur Wassereinsparung bietet die Mehrfachnutzung von Wasser. Die Motivation zur Reduzierung von Systemen zur Kreislaufführung resultiert aus betriebswirtschaftlichen Überlegungen sowie aus den gestiegenen abwasserrechtlichen Anforderungen bei der Einleitung von Ab-wässern in die öffentliche Kanalisation oder Fließgewässer. So ist es in vielen Fällen von Vorteil leicht verschmutztes Abwasser aufzubereiten und wieder in Produktionsprozesse einzubringen, in denen keine Trinkwasserqualität erforderlich ist. Wasserverluste werden dann oftmals durch Regenwasser ergänzt. Vorteil der Mehrfachnutzung ist sowohl die Einsparung von Trink- als auch von Abwassergebühren.
Konkrete Anwendungsbereiche sind produktionsspezifisch im Unternehmen zu prüfen. Beispiele für derartige Anwendungsbereiche sind Betriebe mit einem hohen Bedarf an Wasch- oder Spülwasser.

Grauwasserrecycling

Grauwasser ist der Abfluss von Bade- und Duschwasser ggf. auch das Wasser von Waschtischen und Waschmaschinen, das aufbereitet als Betriebswasser zur Toilettenspülung, zur Bewässerung und für Reinigungszwecke genutzt werden kann. Typische Einrichtungen für die Grauwassernutzung sind Hotels, Sportanlagen, Wohn- und Altenheime, in denen relativ große Grauwassermengen mit hoher Regelmäßigkeit anfallen.

Technisches Regelwerk

Seit 1997 wird im Deutschen Institut für Normung e.V. (DIN) eine Industrienorm für Regenwassernutzungsanlagen im häuslichen, gewerblichen und industriellen Bereich erarbeitet. Die DIN 1989 definiert die bisherigen Anwendungstechniken, die sich in der Praxis aufgrund verschiedener Fachpublikationen und Merkblätter bewährt haben.
Die Norm wird in vier Teilen erscheinen. Teil 1 "Planung, Ausführung, Betrieb und Wartung" ist als übergreifende Norm für die Konzeption und Planung von Anlagen ausgelegt, während die Teile 2, 3 und 4 vorrangig als Produktnorm für die Herstellung und Qualitätssicherung von Komponenten wie Filter, Speicher und Steuerungsanlagen dienen. Der Teil 1 der Norm ist seit April 2002 beim Beuth-Verlag Berlin erhältlich. Der Teil 3 "Regenwasserspeicher" liegt seit September 2003 vor und kann beim Beuth-Verlag bestellt werden. Die Teile 2 und 4 werden zur Zeit in den zuständigen Arbeitsgremien im Normenausschuss Wasserwesen im DIN bearbeitet. Auch z. B. in Österreich, der Schweiz und Dänemark orientierten sich Hersteller und Behörden zunehmend an der in Deutschland aufgestellten Regenwassernorm.

Anlagentechnik Regenwassernutzung

Regenwassernutzungsanlagen in Gewerbe und Industrie werden mittlerweile in fast allen Branchen einge-setzt. Großanlagen unterscheiden sich nicht nur durch die Dimensionierung von Anlagen für Privathaushalte sondern erfordern je nach Anwendungsbereich ggf. produktionsspezifische Anlagentechnik zur Aufbereitung des Wassers. Vielfach werden die Wasserspeicher der Regenwassernutzungsanlagen gleichzeitig zur Löschwasserbevorratung vorgesehen. Die unterschiedlichen Anforderungen einzelner Anlagen erfordern somit eine sorgfältige Auslegung eines Fachplaners, wobei die richtige Dimensionierung wesentlich für den wirtschaftlichen Erfolg steht. Die Hersteller haben sich den Anforderungen der Betreiber nach einem hohen technischen Standart, und einem Höchstmaß an Betriebssicherheit gestellt.
Bei den Produkten sind modulare, montagefertige Bausysteme Stand der Technik. Großanlagen können im Baukastensystem mit vorgefertigten Speichern oder Fertigteilbehältern in kurzer Zeit geliefert werden. Durch die Modulbauweise werden die Montagezeiten für die Filter, Druckerhöhungsanlagen und Steuerungen erheblich verkürzt. Der Einbau des Leitungssystems zu den Verbrauchern gehört zum Standardrepertoire der technischen Gebäudeausrüstung.
Moderne Filtersysteme mit geringem Wartungsaufwand werden zwischen Zu- und Ab-lauf in die Anlagen eingebaut. Mittlerweile sind selbstreinigende Filtersysteme mit automatischer Rückspülung verfügbar. Die Speicherung des Regenwassers erfolgt in Behältern, die je nach Dimensionierung der Anlage entweder in kleineren Einheiten gekoppelt oder als Großspeicher ein-gebaut werden. Die Verbindung von kleineren Einheiten hat dort seine Grenzen, wo durch Aushub "zwischen den Speichern" die Baukosten in die Höhe schnellen.
Die Druckerhöhungsanlagen werden vielfach in Hybridbauweise vorgesehen, d.h. das Wasser wird aus einem großen Vorratsspeicher in einen kleineren Vorlagespeicher gefördert. In der Praxis ergeben sich dadurch Vorteile für die Auslegung der Druckerhöhungsanlagen sowie ein Höchstmaß an Versorgungs-sicherheit bei geringem Planungsaufwand (siehe Fallbeispiel 1, Volksschule Pirka).
Im Rahmen der Überwachung und Wartung, wie es von Industrie-anlagen erwartet wird, besteht auch bei den Regenwassernutzungsanlagen die Möglichkeit der kabellosen Ferndatenübertragung.
Nachfolgend ist eine Übersicht verschiedener Regenwassernutzungsanlagen exemplarisch im Überblick dargestellt. Die wesentlichsten Projektdaten sind in Tabelle 1 angeführt. Eine ausführlichere Dokumentation von Regenwassernutzungsanlagen in unterschied-lichen Branchen ist in der fbr-Schriftenreihe Band 6 "Projektbeispiele zur Betriebs- und Regenwasser-nutzung - Öffentliche und Gewerbliche Anlagen" zusammengestellt.

Abbildung 1: Regenwassernutzung in der Volksschule in Pirka bei Graz

Bürogebäude, Schulen und Kindergärten benötigen für die Sanitärnutzung und oftmals nur Freiflächen-bewässerung erhebliche Mengen an Wasser. Bei ausreichenden Dachflächen, dies ist in der Regel der Fall, kann Niederschlagswasser für diese Anwendungen genutzt werden.
Im vorliegenden Beispiel der Volksschule Pirka wird das Regenwasser in zwei 15-Kubikmeter-Speichern aufgefangen (siehe Abbildung 1). Hierbei handelt es sich um zwei Betonspeicher, die miteinander verbunden sind. 25 Toiletten und 10 Urinale werden mit dem Betriebswasser versorgt. Zusätzlich werden der Garten und die Sportanlage der Schule mit Bewässerungswasser versorgt.

Tabelle 1: Wichtige Projektdaten zu den Fallbeispielen zur Regenwassernutzung

Fallbeispiel 2:
Fahrzeugwaschanlage der Verkehrsbetriebe Ludwigshafen

Die Nutzung von Regenwasser für Fahrzeugwaschanlagen, sowohl für KFZ als auch für schienengebundene Fahrzeuge, ist eine der weitverbreitetsten Anwendungen im Bereich der Regenwassernutzung. Große Dach-flächen der Fahrzeughallen sowie ein hoher Bedarf an Waschwasser sind daher ideale Voraussetzungen zur Einsparung von Trinkwasser durch die Regenwassernutzung.
Bereits seit vier Jahren nutzen die "Verkehrsbetriebe Ludwigshafen GmbH" Betriebswasser für die Reinigung von Bussen und Straßenbahnen. Gleichzeitig wird der 600 Kubikmeter fassende große Regenwasser-speicher aus Ortbeton zur Löschwasserversorgung genutzt. 200 Kubikmeter Betriebswasser stehen für die Fahrzeugwäsche zur Verfügung, der Rest dient gemäß den Auflagen der Feuerwehr als Löschwasser.
Das Beispiel zeigt, dass vielfach verschiedene Faktoren mit der Betriebswassernutzung sinnvoll verbunden werden können.

Fallbeispiel 3:
Metallveredlungsbetrieb in Pohlheim

Im vorliegenden Beispiel wird Betriebswasser für die Reinigung von Metallteilen vor deren Beschichtung verwendet. Bei einem Betriebswasserverbrauch von rund 3,5 Kubikmetern am Tag ist dort ein erheblicher Bedarf vorhanden. Durch den Einbau einer Regenwassernutzungsanlage bei einer Dachfläche von 1.300 Quadratmetern und einem Speichervolumen von 80 Kubikmetern kann eine jährliche Wassermenge von rund 550 Kubikmetern als Betriebswasser genutzt werden.

Literatur
fbr (Hrsg.) Projektbeispiele zur Betriebs- und Regenwassernutzung - Öffentliche und Gewerbliche Anlagen fbr Band 6, Darmstadt 2003
fbr (Hrsg.) Grauwasser-Recycling, fbr Band 5, Darmstadt 1999
fbr (Hrsg.) Innovation Betriebs- und Regenwassernutzung, fbr Band 3, Darmstadt 1998
fbr (Hrsg.) fbr-top 4: Wasser zweimal nutzen: Grauwasser Recycling, Darmstadt 2001
fbr (Hrsg.) fbr-top 8: Betriebs- und Regenwassernutzung für kleine und mittelständische Betriebe: wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll !, Darmstadt 2002
fbr (Hrsg.) fbr Hinweisblatt H 201, Grauwasser-Recycling-Anlagen für Haushalte und für den öffentlichen / gewerblichen Bereich, Entwurf 2004
Hessisches Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Forsten (Hrsg.), Wasser im Gewerbe, Wiesbaden 2003
DIN 1989-1 Regenwassernutzungslangen - Planung, Ausführung, Betrieb und Wartung; Beuth-Verlag, Berlin 2002

*) Dipl.- Ing. Martin Bullermann ist 1. Vorsitzender und Dipl.- Geograph Dietmar Sperfeld ist Fachreferat der Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung e. V (fbr) in Darmstadt, Deutschland, info@fbr.de, www.fbr.de [^]