Vorbei an Kioto

Wassermanagement

Nachdem die Regenwassernutzung vor einigen Jahren noch in aller Munde war, ist es nun etwas ruhiger geworden. Die Anlagentechnik hat sich standardisiert und viele Systeme liefern zuverlässig Betriebswasser für unterschiedlichste Anwendungen.

Es muss nicht immer Trinkwasser sein

Von Torsten Grüter*

Neben der Regenwassernutzung hat sich die zweite Technologie im Wasserrecycling etabliert: die Grauwassernutzung, bei der das Wasser aus Duschen, Badewannen und Handwaschbecken wieder aufbereitet wird und dann in der Toilette für die Spülung genutzt wird. Und schon schickt man sich schon an auch die nächste Stufe zu erklimmen. In einigen Anlagen wird bereits das Schwarzwasser nach einer sorgfältigen Aufbereitung wieder genutzt. Die ständige Weiterentwicklung von Technologien und Komponenten, so zum Beispiel der Membran-Filtration, macht eine immer bessere Aufbereitung möglich. Allen bleibt gemein, dass Wasser, das früher einmal als Abwasser unantastbar war, heute wieder zu Betriebswasser aufbereitet wird. Die Herkunft des Wassers und die spätere Anwendung definieren nur die Art und Weise der Aufbereitung.
Ein weiterer Grund für die wassersparenden Technologien ist die Wirtschaftlichkeit. Seit 1988 ist der Trinkwasserpreis um 350 % gestiegen ist. Daraus resultieren die guten Amortisationen, die mit modernen Regenwassernutzungsanlagen erzielt werden können.

Wasser-Management

Abbildung 1: Querschnitt einer Regenwassernutzungsanlage (Quelle: www.platzregen.info)

Neue Anwendungen für Regenwassernutzung

Neben den klassischen Anwendungen für Regenwassernutzung in der Toilettenspülung und der Waschmaschine sind nun einige neue hinzugekommen. Immer häufiger werden die professionelle Grünflächenbewässerung, Wasserspiele, Waschanlagen und industrielle Prozesswässer mit Regenwasser gespeist.
In einer Pilotanlagen wird derzeit bereits in einer deutschen Stadt ein neuer Ortsteil mit einer großen Regenwasseranlage ausgestattet, in der das Regenwasser so aufbereitet wird, dass es in den über 100 Häusern zur Warmwasserversorgung, also auch zum Duschen eingesetzt wird. Dieses Projekt wird vom deutschen Forschungsministerium gefördert und zeigt, welcher Wechsel in den letzten Jahren in der Technologie und Politik vollzogen wurden.
Eine optimale Lösung ergibt sich zum Beispiel bei der Kombination von Regenwassernutzung mit der Feuerlöschtechnik. Hier kann das anfallende Regenwasser von Hofflächen, Parkplätzen und Hallendächern, das sonst entweder ungenutzt versickert würde oder gegen eine erhebliche Gebühr in die Kanalisation eingeleitet würde, in Tanks zwischengespeichert und das gesamte Jahr über in Toilettenanlagen genutzt werden. Im Regenspeicher bleibt stets ein definiertes Wasservolumen erhalten, dass im Bedarfsfall die Hydranten zur Feuerlöschung versorgt. Durch die ständige Nutzung der Anlage erzielt man somit auch mit der Investition in Feuerlöschtechnik eine direkte Amortisation.

Anlagenplanung

Wie aber bei fast allen Technologien ist der Erfolg der maßgeblich von der richtigen Planung, Ausführung und Instandhaltung abhängig. Als Grundlage dient hier nach wie vor die DIN 1989 "Regenwassernutzung". Der Teil 1 der Norm bietet alle Informationen, die eine sorgfältige Planung erfordert. Jede neue Produktentwicklung wird heute gemäß der dieser Richtlinien betrieben und die beschriebenen Tests bieten die Absicherung, dass es in der Praxis später nicht zu bösen Überraschungen kommt.
Der Anstieg der Produktqualität, den die Einführung der DIN 1989 nach sich gezogen hat, spiegelt sich auch in der Zufriedenheit der Anlagenbetreiber wider. Bei aktuellen Befragungen der Anlagenbetreiber wird deutlich, dass die Regenwasseranlage nicht mehr der Exot im Keller des Hauses ist, sondern neben der Heizung und der Lüftung ihren Platz gefunden hat.
Weitere Sicherheit bieten die Produkte der RAL-Gütegemeinschaft "Wassersysteme". Die Mitglieder dieser Gütegemeinschaft fertigen Ihre Produkte nach vorgeschriebenen Qualitätsstandards. Zusätzlich sind weitere Eigenschaften des Produkts und produktionsbegleitenden Tests zu erbringen. Geprüft wird dann die Einhaltung der Anforderungen durch eine zugelassene Prüfstelle.

Bei der Planung gilt es natürlich mit Sachverstand vorzugehen, damit dann die Komponenten auch optimal harmonieren. Das beginnt bei der Auswahl der Auffangflächen, die für die zu erzielende Wasserqualität geeignet sein muss. Wenn das Regenwasser für die Toilettenspülung oder die Waschmaschine im Wohnbereich genutzt werden soll, ist das Dach des Hauses als Auffangfläche zu bevorzugen. Hingegen kann für ein industriellen Prozesswasser das Wasser von den Parkplätzen und Hofflächen geeignet sein. Für Grünflächenbewässerung sind ebenfalls die Anforderungen an die Auffangflächen niedriger anzusehen. Das Dachmaterial selber spielt ebenfalls eine Rolle. Zum Beispiel sind Tonziegel und Betondachsteine nahezu uneingeschränkt geeignet. Dächer die mit Bitumen eingedeckt sorgen in der Regel für eine Dauerhaft gelbliche Einfärbung des Betriebswassers. Auch bei Gründächern muss berücksichtigt werden, dass es zu geringen Einträgen kommen kann.
Neben der Qualität des Wasser ist die Quantität des Wasser von großer Bedeutung. Aus diesem Grund sollten stets möglichst viele Auffangflächen angeschlossen werden. Natürlich ist ebenso darauf zu achten, dass man konsequent Auffangflächen ausschließt, die nicht hinreichend geeignet sind.

Filter

Der Filter ist im Zulauf des Regenspeichers installiert. Wahlweise kann er im Behälter des Regenspeichers selber oder in einem vorgelagerten Gehäuse integriert sein. Hier wird das Wasser von der Schmutzfracht getrennt. Die meisten Filter sind so konstruiert, dass der Schmutz mit einem Restanteil des Regenwassers direkt in die Kanalisation oder in die Versickerung eingeleitet wird. Der Trend geht bei der Filterfeinheit dahin, dass nicht die feinste Filtermasche für die beste Wasserqualität sorgt, sondern dass eine Filterfeinheit zwischen 0,3 mm und 1 mm eine sehr gute Filterung für eine lange Standzeit ermöglicht. Natürlich müssen die Filter gereinigt werden. Der Aufwand in der Instandhaltung ist dadurch erheblich zurückgegangen, dass die manuelle Reinigung von den Filtersystemen automatisiert wird, indem durch Wasserdüsen der Filtereinsatz bei Bedarf freigespritzt wird.

Abbildung 2: Regenwasserfilter für den Tankeinbau mit Filtereinsatz aus Edelstahl (Quelle: iWater)

Regenspeicher

Die Speicherung des Regenwassers findet in den meisten Anlagen im Erdreich statt. Der Regenspeicher hat die Aufgabe das gelagerte Wasser vor Licht, Wärme und neuer Verschmutzung zu schützen. Die Behälter können aus unterschiedlichen Werkstoffen beschaffen sein. Bewährt haben sich bei kleineren Behältern bis zu 10 Kubikmetern die Werkstoffe Beton und Kunststoff. Wenn die Regenspeicher für größere Anlagen Wassermengen zwischen 20 und 500 Kubikmetern speichern sollen, dann kommt in der Regel ein speziell beschichteter Stahltank oder eine Betonzisterne zur Anwendung. Je nach Platzverhältnissen und notwendigem Volumen können mehrere Behälter zu einem gemeinsamen Reservoir zusammengeschlossen werden. Wichtig ist, dass die Behälter später noch zugänglich sind. Die Wartung des Regenspeichers hält sich in Grenzen. Eine regelmäßige Inspektion und die Reinigung des Behälters nach 10 Jahren ist absolut ausreichend.

Dimensionierung

Die Dimensionierung des Regenspeichers erfolgt, indem man den zu erwartenden Regenertrag, basierend auf den bekannten Niederschlagsmengen und den angeschlossenen Auffangflächen, und den erwarteten Betriebswasserbedarf, basierend auf der Anzahl der Nutzer oder den Anwendungen, abwägt und mit einem Faktor multipliziert. Gemäß der DIN 1989 besteht neben dieser Art der Ermittlung noch die Möglichkeit der Simulation, in der man auf der Basis der Niederschlagswerte der vergangenen Jahre und der erwarteten Verbräuche eine Aufrechnung durchführt. Durch die Veränderung des Behältervolumens können die jeweiligen Überlaufmengen und die Füllstände simuliert und optimiert werden.
Die Abdeckung auf dem Schacht muss auf die zu erwartenden Verkehrslasten abgestimmt werden. Ein Regenspeicher, der im Garten eines Einfamilienhauses vergraben ist, wird voraussichtlich nur für Begehbarkeit ausgelegt sein müssen. In öffentlichen Bereichen ist von einer Befahrbarkeit, manchmal sogar bis hin zum Schwerlastverkehr auszugehen.

Anlagensteuerung

Die Steuerung und die Druckerhöhungsanlage ist in der Regel im Haustechnikraum installiert. Das Regenwasser wird von der Pumpe angesaugt oder bei größeren Entfernungen und Volumenströmen durch eine zusätzliche Pumpe zugefördert. Von hier wird das Betriebswasser in der separaten und gekennzeichneten Betriebswasserleitung zu den Entnahmestellen gepumpt. Die Steuerungen der Pumpen arbeiten heute häufig mit Drehzahlregelung, die dann immer die optimal Pumpenleistung auf den aktuellen Betriebspunkt der Anlage anpasst.
Die intelligente Steuerung der Regenwassernutzungsanlage überwacht auch den Füllstand im Regenspeicher. Sollte mehr Regenwasser verbraucht worden sein, als Regenwasser gesammelt werden konnte, muss die Versorgung mit Trinkwasser übernommen werden.
Die Installationsleitungen des Betriebswassers sind zu kennzeichnen, damit es später nicht zu Verwechslungen zwischen den Rohrsystemen kommen kann. Zusätzlich lässt sich die Differenzierung durch die Materialwahl der Rohrsysteme herausstellen. So kann zum Beispiel die Trinkwasserversorgung in Metall und die Betriebswasserversorgung in Kunststoff ausgeführt werden.

Grauwassernutzung

Neben den Regenwassernutzunganlagen gewinnen aber auch die Grauwassernutzungsanlagen an Bedeutung. Gerade für Objekte, in denen gewohnt wird, ergibt sich eine gute Möglichkeit das Wasser aus den Duschen und Badewannen wieder für die Toilettenspülung zu verwenden. Die Nutzung des Grauwassers erfordert dabei die getrennte Ableitung der Abwässer von Dusche, Badewanne und Handwaschbecken zur Grauwasseranlage hin.
In zwei Schritten wird dieses Wasser dann durch eine spezielle Belüftung biologisch aufbereitet. Nach der biologischen Aufbereitung erfolgt die Filterung. In einer Membranfiltration erfolgt die sichere und vollständige Rückhaltung von Schmutzpartikeln. Durch ein spezielles Belüftungsverfahren weist die Filtermembran eine hohe Standzeit aus, woraus ein geringer Instandhaltungsaufwand resultiert.
Das bevorratete Klarwasser wird dann genauso wie bei einer Regenwasseranlage zu den Toiletten gefördert. Die Grauwasseranlagen werden auf die benötigten Volumenströme abgestimmt. So gibt es diese Technologie für die Kelleraufstellung im Einfamilienhaus bis hin zum Komplett-System inklusive Pumpe im Stahltank integriert, der in der Erde vergraben wird.

Schlusswort

Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass die alternativen Wasserversorgungsysteme weiter auf dem Vormarsch sind und auch die fortschreitenden Technologien eine immer weitergehende Nutzung und Kombination der Wässer ermöglicht.

*) Torsten Grüter ist Vizepräsident der Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung e.V. in Darmstadt, Sprecher der Regenwasser-Initiative und Inhaber der Firma i-Water, www.fbr.de, info@fbr.de, www.i-water.de [^]