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Sonntag, 21. April 2019
Ausgabe 6453 | Nr. 111 | 18. Jahrgang
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Forscher: Abwasser für Energiealleen nutzbar

# 05.07.2016

Fraunhofer-Institut stellt neuartiges Transitionskonzept für Wassersysteme vor. Entwickler versprechen Energiegewinn und Direktverwertung in Grünstreifen. Umsetzung in Pilotprojekt läuft drei Jahre

Erneuerung kommunaler Wassersysteme alle 70 Jahre notwendig

Regen- und Grauwasser fließt bei dem vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe entwickelten System i.WET in die "Energieallee", einem Grünstreifen mit Feuchtigkeit liebenden Pflanzen. Grafik: Fraunhofer ISI Regen- und Grauwasser fließt bei dem vom Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung in Karlsruhe entwickelten System i.WET in die "Energieallee", einem Grünstreifen mit Feuchtigkeit liebenden Pflanzen. Grafik: Fraunhofer ISI

Geht es um die Sanierung von Bestandsbauten, erfordern Systeme der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung ganz eigene Lösungen. Da es sich bei Wasserinfrastrukturen wie beispielsweise Rohren, Kanälen oder Wasserspeichern um starre Systeme handelt, müssen sie in bestimmten Sanierungszyklen erneuert werden. Für kommunale Kanalsysteme kann das bis zu 70 Jahre dauern, für Bäder in Mietwohnungen bis zu 30 Jahre.

"Diese langen Zeiträume müssen berücksichtigt werden, wenn man Konzepte für die Zukunft der Wasserinfrastruktur erstellt", sagt Thomas Hillenbrand, Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI in Karlsruhe. Die Forschungseinrichtung stellte auf der diesjährigen IFAT in München das in dem Verbundprojekt "Transitionswege Wasserinfrastruktursysteme" (TWIST++) entwickelte WasserEnergieTransitionskonzept "i.WET" vor.

Wasserinfrastruktur im Bestand sanieren

Anhand realer Szenarien lässt sich mit dem Konzept zeigen, wie eine moderne und intelligente Wasserversorgung und Abwasserentsorgung im städtischen Raum Schritt für Schritt im Bestand umgesetzt werden kann. Laut Entwickler berücksichtigt das System Sanierungszyklen bestehender Systeme. Es kann zudem flexibel modular umgesetzt werden und neue Wasser- und Abwassertechnologien kombinieren.

Mit "i.WET" wollen die Fraunhofer-Forscher Lösungen für die drei großen Herausforderungen der Wasserinfrastruktur in Deutschland bieten: den demographischen Wandel, den Klimawandel und die Energiewende. Im westfälischen Lünen, einer Stadt mit einem Einzugsgebiet von 90.000 Einwohnern, sollen die Ergebnisse in den nächsten Jahren in einem Pilotprojekt umgesetzt werden.

Strikte Trennung von Grau- und Schwarzwasser im Haushalt

i.WET sieht einzelne Maßnahmen für Gebäude, Kanalsystem und Kläranlage vor. Entscheidender Punkt dabei ist die Trennung von weniger ("Grauwasser") und stark belastetem Abwasser ("Schwarzwasser") bereits im Haushalt. Die Forscher wollen dafür eigene Leitungen für das Wasser aus Dusche und Waschbecken einerseits, und den Rest des Abwassers aus Toilette, Wasch- und Spülmaschine andererseits, in Gebäuden einbauen.

Etwa 110 Liter Wasser verbraucht jeder Deutsche pro Tag im Haushalt. "Bis zur Hälfte dieses Wassers wird zum Duschen und Baden verbraucht. Dieses Wasser ist gut geeignet zur Wiederverwertung – zum Beispiel für die Toilettenspülung", beschreibt Hillenbrand das Verfahren.

Energieallee als grüne Wasseraufbereitung und Hochwasserschutz

Das Wasser, das nicht im Haushalt wiederverwertet wird, fließt in die "Energieallee", einem Grünstreifen mit Feuchtigkeit liebenden Pflanzen. Diese stehen mit den Wurzeln im Wasser, nehmen restliche Nährstoffe auf und haben dadurch optimale Wachstumsbedingungen.

"Es entsteht Biomasse, die Städte werden grüner und sogar die Überflutungsgefahr wird durch die Wasserspeicher unter den Pflanzen reduziert. Ein Quadratmeter pro Einwohner reicht aus. Langfristig ist solch ein System günstiger als das heutige Standardkanalsystem", ist Hillenbrand überzeugt. Die Kanäle wollen die Wissenschaftler anfangs durch regelmäßige Schwallspülungen mit Restwasser der Haushalte und langfristig mit einer Unterdruckentwässerung betriebsfähig halten.

Die Kläranlage erreicht dann in dem vorgestellten System nur noch sehr konzentriertes Abwasser. Dieses könnte nach Einschätzung der Forscher direkt zur Methangewinnung in die Faulung laufen. So könne der Energieaufwand für die Behandlung des Abwassers reduziert werden. Dazu Hillenbrand: "Der Energiegewinn ist enorm. Außerdem können wir Stickstoff und Phosphor zurückgewinnen."

Pilotprojekt in westfälischem Wohnquartier geplant

In Lünen ist vorgesehen, dass eine Wohnungsbaugesellschaft die getrennten Leitungen für Grau- und Schwarzwasser in den Gebäuden des Modellquartiers einbaut. Der Abwasserentsorger saniert das Kanalsystem.

"Die Zeit ist günstig. Die Sanierungszyklen laufen jeweils gerade ab", berichtet Hillenbrand. Innerhalb der nächsten drei Jahre sollen die Maßnahmen umgesetzt sein.

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