Grauwasserrecycling
Lohnender Wasserkreislauf im Haus
Kosteneffiezienz für Berliner Wohnungsbau
Die Idee ist nicht neu. Die steigende Nachfrage schon. Vom Land Berlin geförderte Pilotprojekte gehen zurück bis auf das Jahr 1989. Grauwasser ist Abwasser und stammt in der Regel aus Badewanne und Dusche, verwendet wird es nach Aufbereitung vorwiegend für die WC-Spülung. 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.
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 fünfte Bauvorhaben dieser Art. „Wegen der großen Nachfrage wurde das Projekt inzwischen erweitert. Damit stehen hier fünf siebengeschossige Häuser in einer Reihe, farblich voneinander abgesetzt.“
Sorgfalt im Umgang mit Wasser
Was den Wohnungsbau in der Sebastianstraße von vielen anderen ökologischen Maßnahmen unterscheidet, ist neben Blockheizkraftwerk und teilweiser Dachbegrünung v.a. der sorgfältige Umgang mit 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 stammenden Abwasser durch mechanische, biologische und physikalische Behandlung nutzbares Betriebswasser. Das „Herzstück“ der Aufbereitung ist die Membranbiologie im mittleren Behälter.
Abwasser aus der Körperreinigung
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 bereit gestellt.
Zurzeit sind Grauwasseranlagen mit einem sog. 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 aufwändigste Teil der Aufbereitung erfolgt in getauchten Kassettenmodulen mit Ultrafiltrationsmembranen. Diese haben eine Porengröße von 0,00005 mm. Sie halten Schmutzpartikel und sogar Bakterien zurück.
Automatische Steuerung
Die automatische Steuerung des Betriebsablaufs übernimmt bei der hier beschriebenen Anlage das Grauwassercenter „Tano XL“. Es besteht neben der Elektronik aus einer Doppelpumpendruckerhöhung 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“ besteht ebenfalls aus zwei Pumpen, 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 über einen integrierten Trockenlaufschutz, nur zur Sicherheit. 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.
Vorgeschriebene Nachspeiseeinrichtung
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 potentialfreie Störmelder ermöglicht auch eine Fernanzeige. So erhält bei dieser Anlage in Berlin-Mitte die Wartungsfirma über eine RS 232-Schnittstelle alle nötigen Daten.
„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 13500 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 €/Jahr. Dazu kommen im Sommerhalbjahr ca. 400 €, wenn zur Gartenbewässerung Regenwasser aus den beiden Zisternen genutzt wird. Außerdem entfällt das komplette Niederschlagswasserentgelt in Höhe von ca. 1800 € für die hofseitigen Dachflächen der fünf Gebäude. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass das Regenwasser auf dem Grundstück vollständig 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 € niedriger aus.“
Fazit
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.“
Betriebswasser: Nutzbares Wasser ohne Trinkwasserqualität, z. B. für Bewässerung, WC-Spülung, Waschmaschine.
Brauchwasser: Alternativbezeichnung für Betriebswasser, außerdem traditioneller Begriff für Warmwasser aus Trinkwasser in Gebäuden.
Grauwasser: Schwach verschmutztes Wasser, z. B. im Haushalt aus Waschmaschine, Waschbecken, Badewanne und Dusche, das unter bestimmten Umständen wieder verwendet werden kann als Betriebswasser.
Regenwasser: Übliche Form des natürlichen Niederschlags neben Schnee, Hagel, Graupel, Reif, Tau, Nebel; außerdem im allgemeinen Sprachgebrauch verwendeter Begriff für Betriebswasser aus Niederschlägen von Dächern und anderen Oberflächen.
Schmutzwasser: Verunreinigtes Wasser, das reinigungsbedürftig ist, z. B. Trink- und Betriebswasser nach der WC-Spülung; auch Niederschlagswasser, das von befestigten Flächen abfließt, auf denen eine Verunreinigung mit Wasser gefährdenden Stoffen möglich ist.
