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1/2 | 2014

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SPECIAL Trink-, Prozess-

SPECIAL Trink-, Prozess- und Abwasser Bild: West 8 So soll der 35 Hektar große Stadtteil Jenfelder Au aussehen. Die Wasserflächen werden mit Regenwasser gespeist. Abwasser trennen und nutzen In Hamburg entsteht ein neuer Stadtteil mit Pilotfunktion, in dem das häusliche Abwasser getrennt erfasst und aufbereitet wird. Das soll eine effizientere Reinigung des Abwassers sowie eine regenerative Energieerzeugung ermöglichen. Ole Braukmann Seitdem ersten SpatenstichMitte Oktober vergangenen Jahres realisiert das kommunale Trinkwasserver- und Abwasserentsorgungsunternehmen Hamburg Wasser imNeubaugebiet Jenfelder Au ein System, das in großem Maßstab Abwasserentsorgung und Energieerzeugung kombiniert. Bei der für das Jahr 2017 geplanten Fertigstellung desVorreiterstadtteils werden über 600 Wohneinheiten an den „Hamburg Water Cycle“ (HWC) angeschlossen sein. Stoffstromtrennung als Schlüssel zum Erfolg Zentrales Merkmaldes Projekts isteine konsequente Stoffstromtrennung. Während konventionelle Systeme zur Abwasserbeseitigung das gesamtehäusliche Abwasser gemeinsam in dieKanalisation leitenund es aufoft langen Wegen zurReinigung ins Klärwerk transportieren, werden die Abwasserströme im HWC getrennt voneinander erfasstund direkt im Quartieraufbereitet. Die Trennung der Stoffströme erfolgt dabei direkt in den Wohngebäuden. So wird das stark verschmutzte Toilettenabwasser (Schwarzwasser) vom Grauwasser, das beim Duschen, Spülen oder Wäschewaschen entsteht, separiert. Auch das Regenwasser wirdgetrennt erfasstund so abgeleitet, dass es naturnahversickern oder verdunsten kann. Der Hamburg Water Cycle berücksichtigt, dass das Abwasser je nach Herkunftsartunterschiedlichstark verschmutztist, wodurchdie Aufbereitung an denjeweiligen Stoffstrom angepasst wird. Im Vergleich zum konventionellen Weg, bei dem das relativ gering verschmutzte, mengenmäßigdominierendeGrauwasser mit dem stark verschmutzten Schwarzwasser vermischtund anschließend in einem Klärwerk unter hohem Energieaufwand gereinigt wird, zeichnet sich der HWCdurch eine höhere energetischeEffizienzaus. Die Reinigung und Verwertung des Grau- und Schwarzwassers finden in der Jenfelder Au in einem Betriebshof statt, den Hamburg Wasser am Rand des Quartiers errichtet. Anders als bei konventionellenSystemen, bei denendas Toilettenabwasser imFreigefälle einemKlärwerkzur Aufbereitung zufließt, gelangt das Schwarzwasser beimHWC perUnterdruck zum Betriebshof. Zu diesem Zweck baut Hamburg Wasser einrund 5400 mlanges Vakuumnetz, das das Schwarzwasser am Hausanschlussmit einemUnterdruck von 0,3 barunterNormaldruckaufnimmt. VomKreuzfahrtschiff ins Wohngebiet Für dieHauseigentümer derJenfelder Au ist der Einbau von Vakuumtoiletten obligatorisch, um das Toilettenabwasser in das öffentliche Vakuumnetz entwässern zu können. Die ausder Kreuzfahrtschifffahrt bekannten Sanitäreinrichtungen benötigen proSpülvorgang zwischeneinemhalben und einem Liter Wasser –rund ein Sechstel weniger als herkömmliche Wasserklosetts. Dadurch gewährleisten sie, dass dasSchwarzwasser so unverdünnt wie möglichimBetriebshofankommt. DieEigentümer sparen durchden geringeren Wasserbedarf der Toilettenspülung Geld. Die beim Bau entstehenden Mehrkosten, die die doppelte Leitungsführung für Grau- und Schwarzwasser nach sich ziehen,werdensoauf langeSicht amortisiert. 28 UmweltMagazin Januar/Februar 2014

Grafik: Hamburg Wasser Die drei Kreisläufe des Hamburg Water Cycle Wärme und Strom fürs Quartier Die stoffliche Verwertung des Schwarzwassers im Betriebshof vollzieht sich andrei Stationen: Zunächst sammelt die Vakuumstation das im Quartier anfallende Schwarzwasser in einemSpeichertank.Bei rund 2000 Bewohnern werden dort täglich rund 12 Kubikmeter Schwarzwasser ankommen. Anschließend erfolgt die Vergärung in einem Fermenter. Um einen größeren energetischen Ertrag zu erzielen, werden dem Schwarzwasser dabei weitere organische Stoffe, wie beispielsweise Rasenschnitt oder Fette, hinzugefügt. Beider Vergärung entsteht methanhaltiges Biogas. Dieses wird zwei Mikrogasturbinen zugeführt, um Strom- und Wärmeenergie zu gewinnen. Mit einer geplanten Leistung von jeweils rund 65 kW elektrischer und 100kWthermischerEnergie könnenim Endausbau 40 Prozentder Wohnungen mit Wärme und die Hälfte mit Strom versorgt werden.Selbstdie Reststoffe der Schwarzwasser-Verwertung nutzt das neue System: Darin enthaltener Phosphor und Stickstoff lassen sich inder Landwirtschaftals Düngernutzen. Wasserrecycling als Option für wasserarme Regionen Das Grauwasser fließtüber einseparates, rund 5000 MeterlangesFreigefälleleitungsnetz ebenfalls zumBetriebshof. Da es nur gering verschmutzt ist, lässt sich dort relativ einfach aufbereiten. Nach derReinigung istessosauber,dass es in einen Vorfluter geleitet werden kann. Alternativ ist auch eine Nutzung des aufbereiteten Grauwassers als Brauchwassermöglich, zumBeispiel zur Toilettenspülung. Insbesondere in Regionen mit geringen Wasservorkommen kann diese Form des Grauwasserrecyclings eine wirtschaftlich und ökologisch sinnvolle Lösungsein. Fazit und Ausblick Mit der getrennten Entsorgung und Verwertung von Schwarz- und Grauwasser überführt der Hamburg Water Cycle die Ideen der kreislauforientierten Abwasserwirtschaft in die Praxis. Durch die konsequente Umsetzung der Stoffstromtrennung in der Jenfelder Au demonstriert Hamburg Wasser, dass Systeme, die Entwässerung und Energieerzeugung kombinieren, im Quartiersmaßstabumsetzbarsind. Insbesondere vor dem Hintergrund der Energiewende gewinnen solche Ansätze an Bedeutung, weil sie dazu beitragen, die urbane Infrastruktur so anzupassen, dass energetische Potenziale auf Quartiersebenegenutzt werden. Das Bundesforschungsministerium und das Bundeswirtschaftsministerium fördern seit dem Jahr 2011 die diesbezüglichen Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten. Zudem werden die Planungund derBau aus demLife+-Programm der Europäischen Kommission kofinanziert. Für die Siedlungswasserwirtschaft und die Forschung bietet derHWC weitere Potenziale:ImAbwasser enthaltene Schadstoffe, wie etwa Medikamentenrückstände, können durch die separate und unverdünnte Erfassung des Schwarzwassers besser eliminiert werden. Welche Methoden dafürambesten geeignet sind, ermittelt ein wissenschaftliches Verbundprojekt (KREIS – Kopplung von regenerativer Energiegewinnung mit innovativer Stadtentwässerung), das die Implementierung des Systemsbegleitet. Die Vorzüge der Stoffstromtrennung werfen die Frage auf, ob Systemewie der Hamburg Water Cycle generell auf bestehende Infrastrukturen übertragbar sind. Dies istfür weit entwickelte Industriestaaten wie Deutschland kurz- bis mittelfristig nicht der Fall. Diese verfügenüber gutfunktionierende Kanalisationen, die darüber hinaus einengroßen Teil des kommunalen Anlagevermögens darstellen. Ein kurzfristiger Austausch ist daher schon wirtschaftlich keine Option. Zudem funktionieren Lösungen wie der HWC nur, wenn bereits im Gebäude entsprechende Technologien verbaut werden. Dies ist im Bestand schwer umsetzbar. Zweifelsohne istder Hamburg WaterCycle aber überall dort, wo massive Modernisierungen oder Neuerschließungen anstehen, eine überlegenswerte Option. In Deutschland können die bestehenden Kanalisationen auf diesem Weg sukzessivedurch sinnvolle Elementeder Stoffstromtrennung ergänzt werden. Ole Braukmann, Hamburg Wasser, ole.braukmann@hamburgwasser.de UmweltMagazin Januar/Februar 2014 29

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