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News vom 05.02.2009

Grauwassernutzung wichtiger Bestandteil des nachhaltigen Bauens

Das Studentenwerk Mannheim hat sich bei der Realisierung des neuen Studentenwohnheims Eastsite konsequent für ökologisches Bauen entschieden. Im folgenden Fachaufsatz von Markus Sellner und Luciano Schildhorn wird die Grauwassernutzung als ein wichtiger Bestandteil des nachhaltigen Bauens erläutert.

1. Ein nachhaltiger Baustein im Umgang mit der Ressource Wasser: Grauwasser- Recycling

Nie wurde mehr Wasser verbraucht als heute, obwohl immer weniger sauberes Wasser zur Verfügung steht [GRIMM et al., 2008]. Bis Ende des Jahres 2000 hatten ca. 1,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser und weitere 2,4 Milliarden Menschen waren ohne sanitäre Einrichtungen [WILDERER et al., 2001]. Die Ursachen hierfür sind vielfältig – einige Beispiele sind die ungleiche Verteilung der Ressource Wasser, die zunehmende Verschmutzung der Gewässer, das Bevölkerungswachstum, Großbauprojekte, anthropogene Eingriffe, sowie Klimaänderungen. Der Wert von Wasser wird im Verhältnis zu seiner lebensnotwendigen Bedeutung oft nicht realisiert und der Endnutzer ist sich der realen Kosten für eine nachhaltige Bewirtschaftung der Ressource Wasser selten bewusst. Es stellt sich zudem die Frage, ob das derzeit unterhaltene Wasserwirtschaftssystem, bestehend aus zentraler Wassergewinnung, -aufbereitung und -verteilung sowie zentraler Abwasserkanalisation und –behandlung, vorgelebt durch die Industrienationen, überhaupt zukunftsfähig sein kann. Der weitere Ausbau und die Unterhaltung bzw. Sanierung der Kanäle wird in den kommenden Jahrzehnten Milliarden verschlingen.

Der Ruf nach neuen Ver- und Entsorgungskonzepten, die den Nachhaltigkeitskriterien der Agenda 21 (Konferenz für Umwelt und Entwicklung der Vereinten Nationen, Rio de Janeiro, 1992) entsprechen, werden immer stärker diskutiert und gefordert. Kurzgeschlossene Wasserkreisläufe, Minimierung des Frischwasserverbrauchs, frühzeitige Trennung von Abwasserteilströmen und die Gewinnung von Energie, Brauchwasser und anderen Wertstoffen sind die wichtigsten Ziele, die mit diesen neuen Systemen verfolgt werden. Eine wichtige Handlungsalternative, ganz im Sinne der lokalen Agenda 21 („global denken, lokal handeln“), bietet sich dem Endverbraucher schon heute direkt zu Hause mit dem Grauwasser- Recycling. Mit modernster Haustechnik lässt sich in den Haushalten der Industriestaaten ökonomisch und ökologisch sinnvoll die Hälfte des täglich anfallenden Trink- und Abwasserbedarfs einsparen und damit die regionalen Wasservorräte langfristig sichern.

Mit GEP-Grauwasseranlagen zur Aufbereitung von leicht verschmutztem häuslichem Abwasser aus Dusche, Badewanne und Handwaschbecken zu hygienisch einwandfreiem Betriebswasser wird dies für den Anwender sehr komfortabel realisiert. Diese Aufbereitungstechnik machte sich das Architekturbüro Fischer aus Mannheim zu Nutze und plante für das neue Mannheimer Studentenwohnheim „Eastsite“ eine dezentrale Grauwasseranlage auf Basis eines Membranbioreaktors. Nach gut einem Jahr Betriebszeit sollen die Erfahrungen inklusive der Ergebnisse aus einer neunwöchigen intensiven Untersuchungsreihe an der Anlage im Folgenden aufgezeigt werden.


2. Grauwasser- Recycling im Studentenwohnheim „Eastsite“, Mannheim

Das Wohnheim liegt direkt auf der Achse der Mannheimer Akademien und in unmittelbarer Nachbarschaft zum so genannten Eastsite-Gelände. Im Sinne einer nachhaltigen Stadtentwicklung wurden in Mannheim- Neuostheim von der Stadt Mannheim kommunale Flächen zur Konversion freigegeben. Das Wohngebäude „Eastsite“ bildete den ersten Baustein des zukünftigen Campus- Bereichs, auf dem großzügige Grünflächen als Orte für Austausch, Ruhe und Entspannung vorgesehen wurden.

Das Studentenwerk Mannheim (Abb. 1) hat sich bei der Realisierung des im September 2007 fertig gestellten Studentenwohnheims „Eastsite“ konsequent für ökologisches Bauen entschieden. Das gelungene und kommunikative Gebäude „Eastsite“ beeindruckte die Jury der Architektenkammer Baden- Württemberg so sehr, dass das Projekt eine Auszeichnung für „Beispielhaftes Bauen 2007“ erhielt [BAU, 2008].

Abbildung 1: Das Studentenwohnheim "Eastsite" in Mannheim.
Abbildung 1: Das Studentenwohnheim "Eastsite" in Mannheim.


Das dreigeschossige Haus bietet in 96 Einzelappartements und 78 Einzelzimmer in Dubletten (2er WG) insgesamt für 174 Studenten Platz zum Wohnen. Das Gesamtkonzept des Wohnheims verbindet geschickt ökologische Maßstäbe, hohen Wohnkomfort und anspruchsvolle Gestaltung zu erschwinglichen Mietpreisen (Einzelapartment: 335 €/ Monat, Stand 12/2008). Das Gebäude ist auf einen sehr niedrigen Energieverbrauch ausgelegt und erfüllt den KfW 60 Standard eines Energiesparhauses. Erreicht wird dieser durch die konsequente Vermeidung von Wärmebrücken, einer luftdichten und wärmegedämmten Gebäudehülle, einer kontrollierten Be- und Entlüftung mit Wärmerückgewinnung sowie dem Einsatz des nachwachsenden Bausstoffes Holz mit all seinen bauökologischen Vorteilen.

Neben der Energieeffizienz wird ebenfalls mit der Ressource Wasser nachhaltig umgegangen. In allen Wohneinheiten wurden wassersparende Armaturen installiert. Ein wichtiger Baustein des nachhaltigen Bauens jedoch stellt zweifelsohne die Aufbereitung des Abwassers aus den Duschen und Handwaschbecken durch einen GEP- Wassermanager GWA 4 dar (Abb. 2). Für das Studentenwohnheim wurde sich entsprechend der Anlagenausschreibung für eine Grauwasseranlage mit einer täglich maximalen Aufbereitungsleistung von 5 m³ entschieden. Die Lieferung und Installation der Anlage erfolgte im Oktober 2007. Aufgestellt wurde die Anlage im Tiefgaragengeschoss in einem ca. 20 m² großen Technikraum. Wie in Abbildung 3 ersichtlich, befindet sich neben der Grauwasseranlage ebenfalls eine Druckerhöhungsanlage inklusive Membranausdehnungsgefäß sowie eine Hebeanlage zur Beförderung des Überlaufwassers und der Grobfilterrückstände in die Kanalisation.

Abbildung 2: Der GEP- Wassermanager GWA 4 im Studentenwohnheim "Eastsite", Mannheim links: Grauwassertank; Mitte: BMT- Bioreaktor, rechts: Klarwassertank.
Abbildung 2: Der GEP- Wassermanager GWA 4 im Studentenwohnheim "Eastsite", Mannheim links: Grauwassertank; Mitte: BMT- Bioreaktor, rechts: Klarwassertank.

Abbildung 3: Raum- und Aufstellplan des GEP- Wassermanagers GWA 4 im "Eastsite", Mannheim.
Abbildung 3: Raum- und Aufstellplan des GEP- Wassermanagers GWA 4 im "Eastsite", Mannheim.

3. Allgemeine Funktionsbeschreibung des GEP- Wassermanagers GWA 4, beispielhaft erklärt am Studentenwohnheim „Eastsite“

Die komplette Serie der GEP- Wassermanager arbeitet auf dem derzeit modernsten Verfahren der Grauwasseraufbereitung: dem Membranbelebungsverfahren mit getauchten Ultrafiltrationsmodulen. Die GEP Umwelttechnik hat dieses Verfahren speziell zum Grauwasser- Recycling unter dem Namen BioMembranTechnologie (BMT®) in den letzten zwei Jahren kontinuierlich weiterentwickelt. Der Vorteil des Verfahrens wird zum Einen im geringen Platzbedarf gesehen, da sich die Ultrafiltration in den Belebungsbehälter zur biologischen Behandlung integrieren lässt. Das ermöglicht eine kompakte Ausführung der Anlage mit hohen Aufbereitungsleistungen bei geringem Flächenverbrauch und eignet sich somit ideal zur Aufstellung in Kellerräumen. Die hier beschriebene Grauwasseranlage verbraucht mit ihrer maximalen täglichen Aufbereitungsleistung von 5 m³ lediglich ca. 7 m² inklusive der Druckerhöhungsanlage und des Ausdehnungsgefäßes. Der andere entscheidende Vorteil der BioMembranTechnologie wird in der sicheren Abtrennung von Partikeln, Bakterien und adsorbierte Viren aus dem Grauwasser gesehen, da mit dem Membranmodul eine permanente physikalische Barriere mit einer Porenweite von 0,05 μm zum Einsatz kommt, die jederzeit klares keimfreies Betriebswasser liefert. Die hygienische Sicherheit wird auch dann gewährleistet, wenn die biologische Reinigungsleistung einmal versagen sollte (Absterben der Mikroorganismen aufgrund des Einsatzes toxischer Substanzen, Ausfall der Belüftung) oder die elektrische Energieversorgung zeitweise unterbrochen wäre.

Die GEP- Wassermanager der Firma GEP Umwelttechnik GmbH orientieren sich alle an dem grundlegenden Fließschema der Abbildung 4. Individuelle Lösungen, wie beispielsweise die Verwendung unterirdischer Betonzisternen oder gemeinsamer Speichertanks für Betriebs- und Regenwasser, können mit dem GEP- Wassermanager flexibel gestaltet und umgesetzt werden. Im Studentenwohnheim „Eastsite“ wurde das hier abgebildete Fließschema, bis auf die Regenwassereinspeisung, exakt übernommen und soll nun im Folgenden kurz erläutert werden.

Abbildung 4: grundlegendes Fließschema des GEP- Wassermanager, umgesetzt im Studentenwohnheim „Eastsite“, Mannheim.
Abbildung 4: grundlegendes Fließschema des GEP- Wassermanager, umgesetzt im Studentenwohnheim „Eastsite“, Mannheim.

Zunächst wird das Grauwasser (Dusch- und Handwaschbeckenwasser) aus den 70 angeschlossenen Studentenwohnungen erfasst und über eine separate Abwasserleitung der Grauwasseranlage im Tiefgaragengeschoss zugeführt. Mit Eintritt des Wassers in den Grobfilter (Abb. 5) beginnt der erste wichtige Aufbereitungsschritt. Störstoffe sowie ungelöste Wasserinhaltsstoffe > 0,35 mm werden effizient aus dem Grauwasser entfernt und in regelmäßigen Zyklen mithilfe einer Sprüheinrichtung von der Siebplatte in die Kanalisation ausgetragen. Wichtig dabei ist ein möglichst kurzer und direkter Weg in die Kanalisation, um Verstopfungen und unangenehme Geruchsemissionen zu vermeiden. Die Grobfiltration leistet einen entscheidenden Beitrag zur Verlängerung der Standzeiten aller nachfolgenden Anlagenkomponenten, insbesondere die der Membranmodule.

Abbildung 5: Die Grobfiltration bildet den ersten Aufbereitungsschritt.
Abbildung 5: Die Grobfiltration bildet den ersten Aufbereitungsschritt.


An die Grobfiltration schließt sich mit der biologischen Behandlung des Grauwassers der zweite Aufbereitungsschritt an. Organisch gelöste Nährstoffe werden dabei unter Sauerstoffverbrauch (aerob) von Mikroorganismen zu den Endprodukten CO2 und Wasser abgebaut. Dafür wird der Grauwasserbehälter (3 m³) und der Bioreaktor (1,8 m³) in Mannheim während der biologischen Behandlungsphase permanent belüftet- auch um anaerobe Zonen im Tank zu verhindern, die zu unangenehmen Geruchsemissionen führen könnten. Die BMT®- Steuereinheit überwacht und regelt dabei die optimale hydraulische Verweilzeit des Wassers, um ein speicherfähiges geruchsneutrales Betriebswasser zu erhalten. In diesem Zusammenhang ist wichtig zu erwähnen, dass eine weitergehende Stickstoff- und Phosphoreliminierung nicht Ziel dieser Grauwasseranlage ist! Unbedenkliche mineralische Restnährstoffe im Betriebswasser können beispielsweise in der Gartenbewässerung den Einsatz von mineralischem Kunstdünger reduzieren, da wichtige Pflanzennährstoffe bereits im Betriebswasser enthalten sind.

Der letzte Aufbereitungsschritt in Gestalt des getauchten Ultrafiltrationsmoduls, bildet zweifelsohne das Herzstück des GEP- Wassermanagers. Angeordnet wird das Membranmodul im BMT- Bioreaktor (Vgl. Abb. 4), wobei das Grauwasser von außen durch die einzelnen Membranplatten in das Innere des Filters strömt (Vgl. Abb. 6), bevor es über einen Filtratsammler mit einem leichten Unterdruck von ca. 0,1 bar als gereinigtes Betriebswasser abgezogen wird. Partikel, Bakterien und adsorbierte Viren werden rein physikalisch aufgrund der geringen Porengröße von nur 0,05 μm zurückgehalten. Während dem Filtrationsvorgang erzeugt die speziell optimierte Belüftung eine so genannte Pfropfenströmung zwischen den einzelnen Filterplatten, die für eine kontinuierliche Reinigung der Membranoberflächen sorgt. Damit wird der Foulingprozess (Ablagerungen) an den Membranen entscheidend verlangsamt und die Standzeit deutlich erhöht. Sollte die Filterleistung unter ein definiertes Niveau absinken, wird das Membranmodul gegen einen grundgereinigten Filter ausgetauscht. Es ist möglich einen Filter bis zu einer Lebensdauer von rund 10 Jahren immer wieder einzusetzen. Übliche Wartungsintervalle für die Membranfilter der Großanlagen liegen bei einem Jahr oder länger.

Abbildung 6: Filtrationsprinzip der eingesetzten Membranmodule.
Abbildung 6: Filtrationsprinzip der eingesetzten Membranmodule.

Das Resultat dieses dreistufigen Aufbereitungsprozesses ist ein nährstoffarmes, geruchsneutrales, klares und nahezu 100%ig keimfreies Betriebswasser. Im Studentenwohnheim wird dieses recycelte Wasser zunächst in einem 3 m³ großen Klarwassertank gespeichert. Von dort wird es über eine Druckerhöhungsanlage (Doppelpumpenanlage, 2 x 1,8 kW) in die vom Trinkwassernetz (!) getrennte Betriebswasserleitung eingespeist und zu den insgesamt 174 angeschlossenen Toilettenspülkästen der 174 Wohneinheiten befördert. Eine Nachspeisung von Trinkwasser gemäß DIN EN 1717 in den Klarwassertank erfolgt automatisch, falls einmal nicht genügend Betriebswasser zur Verfügung stehen sollte.

Ein besonderes Augenmerk verdient sich die Grauwasseranlage in Mannheim mit ihrer BMT®- Steuereinheit, die durch Benutzerfreundlichkeit, automatisierter intelligenter Anlagensteuerung sowie Fernüberwachung und –steuerung ein hohes Maß an Betriebssicherheit und Bedienungskomfort ermöglicht. Betriebseinstellungen, Software- Updates, momentane Betriebszustände, Laufzeiten und Störmeldungen können bequem vom Büro des Anlagenbetreibers eingesehen, bewertet und beeinflusst werden. Somit lässt sich unter anderem der optimale Zeitpunkt des Filtertauschs einsehen, womit effektiv Wartungs- und Betriebskosten der Anlage eingespart werden können.

4. Qualitätsanforderungen an das Betriebswasser aus dem Grauwasser- Recycling

Betriebswasser ist hygienisch unbedenkliches Wasser, das für den Einsatz in Gewerbe und Haushalt, z. B. für die Toilettenspülung, Bewässerung, Reinigungszwecke oder Waschmaschine, keine Trinkwasserqualität haben muss. In Deutschland bestehen keine gesetzlichen Qualitätsanforderungen an das Betriebswasser aus Grauwasseranlagen. Lediglich die Erstellung und die In- bzw. Außerbe- triebnahme von Betriebswassernutzungsanlagen müssen bei den örtlichen Gesundheitsämtern angezeigt werden (FBR, 2001). Wasser, welches keiner Trinkwasserqualität bedarf, unterliegt den Grenzwerten der EU- Badegewässerrichtlinie. Diese wurden so ausgelegt, dass es, falls es zu einem Ganzkörperkontakt über einen längeren Zeitraum und zu einer oralen Aufnahme kleinerer Wassermengen kommt, zu keiner Erkrankung führen kann. Darüber hinaus kann die DIN 19650 (1999) als Qualitätskriterium herangezogen werden. Die Norm gilt für die hygienischen Belange für Bewässerungswasser in Park- und Sportanlagen, Landwirtschaft sowie dem Garten- und Landschaftsbau.Die Fachvereinigung für Betriebs- und Regenwassernutzung e. V. hat in ihrem Hinweisblatt H 201 die derzeit gültigen und empfohlenen Qualitätsanforderungen zusammengefasst und veröffentlicht. Da die GEP- Umwelttechnik selbst als aktives Mitglied in der Fachgruppe „Grauwasser“ mitwirkt, werden diese Werte als Mindestanforderungen an Betriebswasser angesehen.

5. Untersuchungen am GEP- Wassermanager GWA 4 im Studentenwohnheim „Eastsite“, Mannheim

Im Zeitraum von April bis Juli 2008 wurde eine Untersuchungsreihe an der Grauwasseranlage im Studentenwohnheim „Eastsite“ durchgeführt. Ziel der Untersuchungen war die Ermittlung der Betriebswasserqualität hinsichtlich hygienischer Unbedenklichkeit sowie langfristiger Speicherfähigkeit des Wassers.

Dazu wurde einmal wöchentlich zur Hauptbelastungszeit der Anlage (8:00 – 9:00 Uhr) eine Mischprobe des zufließenden Grauwassers erstellt und auf die Parameter CSB, BSB5, pH- Wert und Temperatur untersucht. Das exemplarisch beprobte Grauwasser wurde nach abgeschlossener biologischer Behandlung und Ultrafiltration erneut direkt hinter den Membranmodulen auf die Parameter CSB, BSB5, pH- Wert, Temperatur sowie auf die Keimbelastung an gesamtcoliformen und fäkalcoliformen Bakterien untersucht. Hierzu wurde aus dem gewonnenen Betriebswasser erneut eine Mischprobe erstellt. Um eine Rückverkeimung des Betriebswassers ausschließen zu können wurde ebenfalls eine Permeatprobe bei normaler Zimmertemperatur (ca. 18°C) und in Dunkelheit für 14 Tage gelagert und anschließend erneut auf Keime untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 mit den dazugehörigen Richtwerten des fbr- Hinweisblattes H201 (FBR, 2005) zusammengefasst.

Tabelle 1: Untersuchungsergebnisse an der Grauwasseranlage in Mannheim mit entsprechenden Richtwerten/ Empfehlungen aus dem fbr- H 201.
Tabelle 1: Untersuchungsergebnisse an der Grauwasseranlage in Mannheim mit entsprechenden Richtwerten/ Empfehlungen aus dem fbr- H 201.

Im neunwöchigen Untersuchungszeitraum lagen die durchschnittlichen Konzentrationen der analysierten Parameter des Grauwassers im charakteristischen Bereich für Abwasser aus Badewannen, Duschen und Handwaschbecken gemäß des fbr- Hinweisblattes H 201 (vgl. Tabelle 1). Das Verhältnis CSB/BSB5 im Grauwasser betrug 1,36:1 und deutete somit auf ein gering belastetes und sehr gut biologisch abbaubares Grauwasser hin. Als nahezu konstant können die Werte für pH und Temperatur sowohl im Grauwasser als auch im Betriebswasser angesehen werden.

Die Grauwasseranlage erzielte permanent sehr hohe CSB- Eliminationsraten von über 90% (Vgl. Abb.8). Im Permeat lag die CSB- Konzentration stets unter 17 mg/l und betrug im Durchschnitt 11± 2,9 mg/l (vgl. Tabelle 1 und Abb. 9). Die BSB5- Ablaufkonzentrationen waren mit Werten um 2,9± 0,8 mg/l (Tabelle 1) sehr niedrig und zum Teil unterhalb der Nachweisgrenze. Diese beachtlichen Ablaufqualitäten sprechen für eine leistungsfähige Mikrobiologie und für die risikofreie langfristige Speicherfähigkeit des Betriebswassers.

Durch den sicheren Rückhalt des Belebtschlamms stellt sich im Bioreaktor ein sehr hohes Schlammalter ein. Bedingt durch die anhaltende Belüftung können somit selbst schwer biologisch abbaubare Substanzen zu mineralischen Endprodukten umgewandelt werden. Die Schlammproduktion ist aufgrund des sehr gering belasteten Grauwassers äußerst gering. Dies konnte sowohl an der Grauwasseranlage in Mannheim sowie an anderen GEP- Wassermanagern beobachtet werden. Selbst nach einem Jahr Betriebszeit musste kein Schlamm aus den Behältern entfernt werden.

Abbildung 7: CSB- Elimination und CSB- Ablaufkonzentration während des 9 wöchigen Untersuchungszeitraums an der Grauwasseranlage im Studentenwohnheim "Eastsite", Mannheim.
Abbildung 7: CSB- Elimination und CSB- Ablaufkonzentration während des 9 wöchigen Untersuchungszeitraums an der Grauwasseranlage im Studentenwohnheim "Eastsite", Mannheim.


Auch aus hygienischer Sicht kann die GEP- Grauwasseranlage überzeugen und die geforderten Werte aus dem fbr- Hinweisblatt H 201 stets unterbieten (vgl. Tabelle 1). Das gewünschte Ziel, die Kriterien der Eignungsklasse 2 der DIN 19650 (1999) für Bewässerungswasser einzuhalten, konnte für Eschericha coli erbracht werden. Wie aus Tabelle 1 und Abbildung 5 ersichtlich ist, weist das untersuchte Permeat im Durchschnitt 60 KBE/ml an gesamtcoliformen Bakterien auf, wobei auch hier der vom fbr-Hinweisblatt H 201 geforderte Maximalwert stets unterschritten wird. Dennoch ist dieser ermittelte Wert der GEP Umwelttechnik GmbH entschieden zu hoch, sodass Nachforschungen angestellt wurden. Die wirksame und zuverlässige Filterbarriere der erst kürzlich gewarteten Ultrafiltrationsmodule konnte als Fehlerquelle ausgeschlossen werden. Nach Rücksprache mit dem verantwortlichen Handwerker, welcher die Anlagenwartung durchgeführt hatte, stellte sich heraus, dass es höchstwahrscheinlich zur Kontamination der Permeatschläuche mit Grauwasser gekommen war. Die verkeimten Permeatschläuche wurden daraufhin ausgetauscht und der „Filtertausch“ auf Sicherheit und Einfachheit hin optimiert. Die Auswertung der neu gezogenen Permeatproben konnten zum Zeitpunkt der Abgabe dieses Berichtes noch nicht abgeschlossen werden. Es ist jedoch davon auszugehen, dass sich die Keimbelastung des Betriebswasser drastisch verringern wird, da solche Probleme bis dato an keinem GEP- Wassermanager festgestellt worden waren.

Solche wichtigen Erkenntnisse und Probleme aus der Praxis werden in regelmäßig stattfindenden GEP- Handwerkerschulungen anschaulich aufgezeigt sowie erläutert und dadurch qualifiziertes Know- how weitergegeben.

Abbildung 8: Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchungen an der Grauwasseranlage im Studentenwohnheim "Eastsite", Mannheim.
Abbildung 8: Ergebnisse der mikrobiologischen Untersuchungen an der Grauwasseranlage im Studentenwohnheim "Eastsite", Mannheim.


Eine Rückverkeimung des Betriebswassers selbst nach 14 Tagen Lagerung konnte zu keinem Zeitpunkt beobachtet werden. Ebenso konnten weder Trübungen, Schleimbildungen und Fäulnisgerüche nach einer Lagerzeit von 4 Wochen wahrgenommen werden. Alle analytischen Untersuchungen wurden von einem Diplomanden der Fachhochschule Bingen betreut und in den Laboren der Fachhochschule durchgeführt.

6. Ökonomische Betrachtung der GEP- Grauwasseranlage im Studentenwohnheim „Eastsite“, Mannheim

ZAPF´s (2005) Schlussfolgerungen, dass sich Grauwasseranlagen mit zunehmender Anlagengröße und steigendem Anschlussgrad schon heute wirtschaftlich betreiben lassen, finden ihre Bestätigung in bereits zahlreich umgesetzten Beispielprojekten. Die Amortisation solcher dezentraler Anlagen hängt dabei ebenfalls von der Investitionssumme, den lokal geltenden Trink- und Abwasserpreisen, den laufenden Betriebskosten und von der insgesamt zu erwartenden Lebensdauer der Anlage ab. Eine zusätzliche Verkürzung der Amortisation kann durch die Inanspruchnahme von kommunalen Fördergeldern erreicht werden, die bereits von einigen deutschen Gemeinden und Städten, beispielsweise die Städte Hamburg und Viernheim, vergeben werden.

Für die Berechnung der Amortisationszeit der Mannheimer Grauwasseranlage im Studentenwohnheim „Eastsite“ wurden die Mannheimer Trink- und Abwasserpreise von derzeit 4,50 €/ m³ (STATBW, 2008) veranschlagt. Da sich die Wasserpreise in den letzten 5 Jahren im Bundesland Baden- Württemberg jährlich um ca. 2% [STATBW, 2008] erhöht haben, wurde dies in der Amortisationsrechnung berücksichtigt. Für die Energiekosten (Strom) kann hingegen mit einer jährlichen Teuerung von 5% gerechnet werden. Ebenfalls flossen die jährlichen Wartungskosten der Anlage mit ein. Fördergelder wurden vom Studentenwerk Mannheim damals nicht beantragt. Unter Berücksichtigung dieser Randbedingungen kann, wie aus Abbildung 10 ersichtlich, die Amortisation des GEP- Wassermanager GWA 4 innerhalb der ersten 7 Jahre als sehr wahrscheinlich angesehen werden. Im vergangenen Betriebsjahr konnten rund 1.400 m³ Trinkwasser mit der Grauwasseranlage eingespart werden. Dies entspricht, abzüglich der jährlichen Betriebs- und Kapitalkosten, einer jährlichen Kostenersparnis von rund 4.500 €. Der Energieverbrauch des GEP Wassermanager GWA 4 (Grauwasseranlage inklusive Druckerhöhungsanlage) ließ sich auf 3,5 kWh/ m³ ermitteln. Das Betriebswasser wird somit kostengünstig für ca. 0,60 €/ m³ aufbereitet und zur Wiederverwendung bereitgestellt.

Abbildung 9:Amortisation der GEP- Grauwasseranlage im Studentenwohnheim "Eastsite" in Mannheim, unter Berücksichtung von Mannheimer Wasser-, Energie, Wartungs- und Kapitalkosten sowie Preissteigerungen.
Abbildung 9:Amortisation der GEP- Grauwasseranlage im Studentenwohnheim "Eastsite" in Mannheim, unter Berücksichtung von Mannheimer Wasser-, Energie, Wartungs- und Kapitalkosten sowie Preissteigerungen.

7. Weiterentwicklungen für ein zukunftsfähiges nachhaltiges Wassermanagement

Um den hohen Ansprüchen an Grauwasseranlagen, in Anlehnung an die Kriterien von NOLDE (1999), jederzeit und weltweit gerecht zu werden, bemüht sich die Entwicklungsabteilung der Firma GEP Umwelttechnik GmbH stets die neusten Erkenntnisse und Weiterentwicklungen zeitnah umzusetzen und somit das Grauwasser- Recycling mittels Membranbelebung auf dem Markt voranzutreiben. Insbesondere im letzten Geschäftsjahr wurden verstärkt Anstrengungen unternommen sowie Erfahrungswerte aus eigenen Grauwasseranlagen ausgewertet, um die Standzeiten und Betriebssicherheiten der Anlagen deutlich zu erhöhen.

Potential zur Verbesserung bot der bisher eingesetzte Grobfilter aus der Regenwassernutzung. Es wurde schnell deutlich, dass die gestellten Anforderungen aus dem Grauwasser- Recycling gegenüber der Regenwassernutzung deutlich höher liegen. So wurde auf Basis eines bereits bewährten Spaltsiebs ein spezieller GEP- Grobfilter entwickelt, der sich in mehreren Testphasen mit echtem Grauwasser als sehr effizient, robust und wartungsfreundlich erwiesen hat. Mit dem Einsatz dieses GEP-Grobfilters für Grauwasser werden Verstopfungen in nachgeschalteten Rohrleitungen, Armaturen sowie in der Grauwasseranlage sicher verhindert. Die Reinigung der Siebfläche erfolgt zyklisch mit dem Betriebswasser aus dem Speichertank.

Hohen Komfort verspricht und garantiert die neue BMT®- Steuereinheit, die Benutzerfreundlichkeit und intelligente Prozesssteuerung geschickt miteinander vereint. Durch entsprechende Modifikationen in der Anlagenüberwachung können nun alle relevanten Vorgänge zentral oder dezentral überwacht und beeinflusst werden. Die BMT®- Steuereinheit ermittelt, je nach Belastungsgrad der Anlage, selbständig eine optimale Verweilzeit des biologisch zu behandelnden Grauwassers, ehe der letzte Aufbereitungsschritt der Ultrafiltration einsetzen kann. Die Ursachen für unangenehme Geruchsentwicklungen und die Gefahr der Rückverkeimung des Betriebswassers werden somit ihrer Nährböden beraubt.

Schließlich noch ein Wort zum Namen „GEP- Wassermanager“. Die Geschäftsidee der Firma GEP Umwelttechnik GmbH geht über den eigentlichen Gedanken des Grauwasser- Recycling hinaus. Alle Grauwasseranlagen können mit den Wasserströmen Trinkwasser, Betriebswasser und Regenwasser problemlos betrieben werden. Die sinnvolle Einbindung der beiden Teilressourcen Grauwasser und Regenwasser in den häuslichen Wasserkreislauf wird von der GEP Umwelttechnik GmbH als die derzeit nachhaltigste Variante des dezentralen Wassermanagements angesehen. Da immer wieder neue Lösungskonzepte entsprechend der jeweiligen Randbedingungen erarbeitet werden müssen, ist es von größter Bedeutung flexibel auf die geforderten Bedingungen reagieren zu können. Daher setzt sich der GEP- Wassermanager aus Grauwassermanagement, Regenwassermanagement, Trinkwasserversorgung, Druckerhöhungsanlage, SPS- Steuereinheit und Fernwirktechnik zusammen. Die modulare Bauweise und flexible Ausführung der Behältervarianten und –anschlüsse gestattet dem Fachplaner individuelle Gestaltungsmöglichkeiten (Abb. 10).

Abbildung 10: Aufstellbeispiel des GEP- Wassermanager WME 15. Bilder: GEP
Abbildung 10: Aufstellbeispiel des GEP- Wassermanager WME 15. Bilder: GEP



8. Literatur

[1] BAU (2007): Bauen mit Holz. Fachzeitschrift für konstruktiven Holzbau und Ausbau, S. 22- 27; Ausgabe 09/2008

[2] DIN 19650 (1999): Hygienisch- mikrobiologische Klassifizierung und Anwendung von Bewässerungswasser. DIN Deutsches Institut für Normung e. V., Beuth Verlag GmbH, Berlin

[3] FBR (2001): Betriebs- und Regenwassernutzung in der neuen Trinkwasserverordnung. Fbr top 6 – 03/2001. Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung e. V., Darmstadt

[4] FBR (2005): fbr- Hinweisblatt H 201, Grauwasser- Recycling: Planungsgrundlagen und Betriebshinweise. Fachvereinigung Betriebs- und Regenwasser e. V., Darmstadt

[5] GRIMM et al. (2008): Grimm, V.; Glauner, C.; Eickenbusch, H.; Zweck, A.: Wasserknappheit und Technologie. Zukünftige Technologien Nr. 76, Verein Deutscher Ingenieure e. V., Düsseldorf

[6] NOLDE, E. (1999) : Qualitätsanforderungen und hygienische Aspekte beim Grauwasser- Recycling. Schriftenreihe fbr 5: Grauwasser- Recycling. Fachvereinigung Betriebs- und Regenwassernutzung e. V., Darmstadt

[7] STATBW (2008): Trinkwasser- und Abwasserpreise in Baden- Württemberg 2008. Monatsheft 08/2008; Statistisches Landesamt Baden- Württemberg

[8] WILDERER et al. (2001): Wilderer, P. A., Paris, S.: Integrierte Ver- und Entsorgungssysteme für urbane Gebiete. Abschlussbericht im Auftrag des Bundesministeriums für Bildung und Forschung, BMBF-Vorhaben 02WA0067. Lehrstuhl und Versuchsanstalt für Wassergüte und Abfallwirtschaft, Technische Universität München, Garching



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