Grauwasserrecycling im Berliner Wohnungsbau
Grauwasser ist Abwasser und stammt in der Regel aus Badewanne und Dusche, verwendet wird es nach Aufbereitung vorwiegend für die WC-Spülung. Die Idee ist nicht neu. Die steigende Nachfrage schon. Vom Land Berlin geförderte Pilotprojekte gehen zurück bis auf das Jahr 1989. Bei dem hier beschriebenen Wohnungsbau in Berlin-Mitte sind 66 Haushalte und zukünftig auch Gewerbebetriebe an eine Grauwasseranlage mit Membranbiologie angeschlossen. Die Wassertanks wurden platzsparend unterirdisch eingebaut.
Neubau von drei Gebäuden im Niedrigenergiestandard: Sebastianstraße 18, 19 und 20, Berlin Mitte. Zwei weitere Mehrfamilienhäuser, Sebastianstraße 17 und 21, sind mittlerweile angefügt. Bild: König
Versetzen der Betonbehälter im Erdreich. Der Zulauf von Duschen und Badewannen erfolgt in den 1. Tank, Membranbiologie im 2. Tank, Klarwasser zur Entnahme mit zwei Unterwasser-Zubringerpumpen im 3. Tank. Bild: Mall
Druckerhöhungsanlage im Gebäudekeller als Teil der Grauwasseranlage. Bild: König
Edelstahlfilterkorb im Zulauf der Regenwasserzisterne. Das Spaltsieb hält Partikel bis zu 0,6 mm Feinheit zurück. Bild: König
Grauwasser fällt im Wohnungsbau permanent und sehr gleichmäßig über Jahr und Tag verteilt an. Je kleiner der Anteil Dachfläche pro Bewohner ist, desto weniger lohnt die Regenwassernutzung für die Toilettenspülung. Dafür ist aber von Badewannen, Duschen und Handwaschbecken abfließendes, leicht verschmutztes Grauwasser der Menge nach ausreichend. Niederschlagswasser sollte dennoch gesammelt und genutzt werden, z.B. für die Waschmaschine oder, wie in diesem Projekt, für die Gartenbewässerung.
In der Sebastianstraße, Bezirk Berlin-Mitte, wird auf dem ehemaligen Mauerstreifen städtebaulich nachverdichtet. Es entstehen dort Mehrfamilienhäuser für Bauherrengemeinschaften, also Gruppen künftiger Wohnungseigentümer mit gleichartigen Interessen. Aus deren Vorstellungen entwickelte die Treuhaus GmbH als Projektsteuerer das Konzept – „nach intensiver Planungsphase“, wie sich Geschäftsführer Michael Stein erinnert. Für ihn ist es das 5. Bauvorhaben dieser Art. „Wegen der großen Nachfrage wurde das Projekt inzwischen erweitert. Damit stehen hier fünf 7-geschossige Häuser in einer Reihe, farblich voneinander abgesetzt.“
Grauwasser durch Membranbiologie
Was den Wohnungsbau in der Sebastianstraße von vielen anderen ökologischen Maßnahmen unterscheidet, ist neben Blockheizkraftwerk und teilweiser Dachbegrünung vor allem der sorgfältige Umgang mit dem Wasser. In einer unterirdischen Aufbereitungsanlage mit drei Behältern wird Grauwasser aus den Wohnungen gesammelt und für die Wiederverwendung gereinigt. Ohne Chemie entsteht in drei Stufen aus dem von Duschen und Badewannen stammendem Abwasser durch mechanische, biologische und physikalische Behandlung nutzbares Betriebswasser. Das „Herzstück“ der Aufbereitung ist die Membranbiologie im mittleren Behälter.
Ein einheitliches Verfahren, um Grauwasser aus dem Haushalt wiederzuverwenden, gibt es nicht, denn es ist seiner Herkunft nach unterschiedlich zusammengesetzt. Je nachdem, ob es aus der Küchenspüle, der Waschmaschine oder von Dusche, Badewanne und Handwaschbecken stammt, ist die Temperatur und die Konsistenz verschieden. Das Motiv zum Recycling kann die Rückgewinnung von Inhaltsstoffen und/oder Wärme sein. Wenn es wie bei diesem Projekt nur um die Wassermenge geht, wird am besten nur auf das Abwasser zugegriffen, das aus der Körperreinigung anfällt. Der Recyclingprozess ist dann einfacher und verläuft nach folgendem Schema: Im ersten der drei unterirdischen Tanks (Pufferbecken) wird der Zulauf gesammelt, im zweiten gereinigt und im dritten (Entnahmebecken) zur Wiederverwendung bereitgestellt.
Zurzeit sind Grauwasseranlagen mit einem sogenannten Membranbioreaktor weit verbreitet. Sie haben einen geringen Platzbedarf und können auch bei Schwankungen in den Eigenschaften des zulaufenden Grauwassers die hygienischen Vorgaben der europäischen Richtlinie für Badegewässer sicher einhalten. Der letzte und aufwendigste Teil der Aufbereitung erfolgt in getauchten Kassettenmodulen mit Ultrafiltrationsmembranen. Diese haben eine Porengröße von 0,00005 mm. Sie halten Schmutzpartikel und sogar Bakterien zurück.
Steuerung des Betriebsablaufs
Die automatische Steuerung des Betriebsablaufs übernimmt bei der hier beschriebenen Anlage das Grauwassercenter „Tano XL“. Es besteht neben der Elektronik aus einer Doppelpumpendruckerhöhungsanlage sowie einem Vorlagebehälter und steht im Gebäude, während die Aufbereitungsanlage mit ihren drei Betonbehältern außerhalb der Häuser in der Erde sitzt. Am Boden des dritten unterirdischen Behälters, dem Entnahmebecken, warten zwei parallel installierte Zubringerpumpen unter Wasser auf ihren Einsatzimpuls, den sie periodisch vom Grauwassercenter erhalten. Dessen Mikroprozessor-Steuerung regelt die Wasserstände und den gesamten Ablauf der Aufbereitung. Die Druckerhöhungsanlage im Grauwassercenter „Tano XL“ sitzt unter dem Zwischenbehälter und erhält so das Wasser im Zulaufbetrieb mit leichtem Vordruck. Bei Spitzenbedarf laufen beide Pumpen gleichzeitig, ansonsten alternierend einzeln. Sie verfügen zur Sicherheit über einen integrierten Trockenlaufschutz. Denn trocken laufen würden sie nur, wenn der „Nachschub“ ausgeht. Und das verhindert die Steuerung, indem die Zubringerpumpen den Zwischenbehälter im Grauwassercenter immer wieder füllen.
Sollte irgendwann weniger Grauwasser anfallen, als Betriebswasser für die Toilettenspülung gebraucht wird, bekommt das System automatisch Trinkwasser über die gesetzlich vorgeschriebene Nachspeiseeinrichtung des „freien Auslaufs“ in den Vorlagebehälter zugeführt, bis wieder ausreichend gereinigtes Grauwasser vorhanden ist. Mit einem optischen und akustischen Signal weist die Steuerung auf Fehlfunktionen hin und reagiert darauf. Der potenzialfreie Störmelder ermöglicht auch eine Fernanzeige. So erhält bei dieser Anlage in Berlin-Mitte die Wartungsfirma über eine RS-232-Schnittstelle alle nötigen Daten.
Weitere Projekte/Einsparpotenziale
„Mall hat mit Recyclinganlagen dieser Art und Größe in der Region bereits einen Namen. Das Studentenwerk Brandenburg erhielt von uns im Jahr 2011 eine Anlage für 100 Wohnungen“, so Stefan Gehring, Projektingenieur des Herstellers. „Die Leistungsfähigkeit mit 6000 l/Tag liegt bei beiden Projekten in der Mitte des lieferbaren Spektrums. Wir bieten komplette Systeme in der Größenordnung von 600 bis 13?500 l/Tag an.“ Um den bei Niedrigenergiehausstandard wie hier teuer wärmegedämmten Innenraum nicht durch Wassertanks zu beanspruchen, wurden die Regen- und Grauwasserbehälter hinter dem Haus in der Außenanlage eingebaut.
Die Planung der Haustechnik einschließlich Grau- und Regenwassernutzung stammt vom Energiebüro Berlin. Die für dieses Objekt verantwortliche Projektleiterin ist Dipl.-Ing. Martina Strohbach. Sie hat die Kosteneinsparung hochgerechnet und kommt zu dem Schluss: „Durch Grauwassernutzung sparen die Bewohner der fünf Mehrfamilienhäuser ca. 7800 Euro pro Jahr. Dazu kommen im Sommerhalbjahr ca. 400 Euro, wenn zur Gartenbewässerung Regenwasser aus den beiden Zisternen genutzt wird. Außerdem entfällt das komplette Niederschlagswasserentgelt in Höhe von ca. 1800 Euro für die hofseitigen Dachflächen der fünf Gebäude. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass das Regenwasser auf dem Grundstück komplett bewirtschaftet wird. Dies geschieht hier durch Nutzung und Versickerung. Damit fällt, Stand 2013, durch Regen- und Grauwassernutzung die Nebenkostenabrechnung für die Hausgemeinschaften pro Jahr um insgesamt ca. 10?000 Euro niedriger aus.“
Knapp 30?% des Trink- und Schmutzwassers wird durch die Grauwassernutzung für WC-Spülung gespart. In Verbindung mit der Gartenbewässerung durch Regenwasser erhöht sich der Anteil auf ca. ein Drittel. „Wichtiger noch als dies“ – meint Martina Strohbach, „ist die Wasserqualität. Wir haben beim aufbereiteten Grauwasser Proben genommen und absolut klares Betriebswasser vorgefunden, das nach Aussehen und Geruch beurteilt, dem Trinkwasser Konkurrenz macht.“
Autor: Klaus W. König, Überlingen
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