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Technologie

2.1.01 Semizentrale Ver- und Entsorgungskonzepte – Dynamische Lösungen für Chinas wachsende Großstädte

Chinas Städte wachsen rasant: Auf der Suche nach Arbeit ziehen viele Menschen in die Ballungszentren. Die Infrastruktur für die Ver- und Entsorgung ist darauf nicht ausgerichtet, erhebliche Umweltbelastungen sind die Folge. „Semizentrale“ Konzepte für die Wasserversorgung, die Abwasser- und Abfallbehandlung in schnell wachsenden urbanen Räumen sind eine Lösung: Sie lassen sich flexibel an den Bevölkerungszuwachs in Städten anpassen.

Konventionelle zentrale und vor allem sektoral angelegte Ver- und Entsorgungsstrategien stoßen in urbanen Räumen mit Zuwachsraten von bis zu 1.000 Menschen täglich schnell an ihre Grenzen. Das zeigt sich auch in der Volksrepublik China: Die schnell wachsenden Städte sind mit der Wasserversorgung und Abwasserbehandlung, der Abfallbehandlung und der räumlichen Planung überfordert, entsprechend groß sind die Umweltprobleme.

Hier setzte der Projektcluster „Semizentrale Ver- und Entsorgungssysteme für urbane Räume Chinas“ an (Laufzeit: 2004 bis 2010), geleitet vom Institut IWAR der Technischen Universität Darmstadt. Die noch neue räumliche Bezugsebene „Semizentral“ steht für eine Struktur, die über einzelne Bebauungseinheiten hinausgeht; sie unterscheidet sich damit von konventionellen zentralen Lösungen. Das Ziel: Ver- und Entsorgungseinheiten flexibel an die dynamische Entwicklung von Großstädten anzupassen, die in China durch ein schnelles Wachstum und sich schnell verändernde Strukturen gekennzeichnet sind.

Ein erstes Teilprojekt in den Jahren 2004/2005 galt den strukturellen und rechtlichen Grundlagen; weitere Projekte untersuchten technische Aspekte in Pilotanlagen in Deutschland und China, galten der Öffentlichkeitsarbeit (EXPO 2010 in Shanghai) sowie dem Kostenvergleich zwischen einer beispielhaften konventionellen und einer integrierten semizentralen Ver- und Entsorgungseinheit.

Ziel der zweiten Projektphase (2005 bis 2008) war es, Ver- und Entsorgungssysteme zu entwickeln, die durch eine weitgehende Kreislaufführung von Wasser und Energie einen nachhaltigen Umgang mit den Ressourcen verwirklichen. Dies lässt sich nur mit einer integrierten Planung der technischen Anlagen erreichen. Das Projektteam entwickelte ein modulares Baukastensystem für die Ver- und Entsorgung (Wasser, Abwasser, Abfall), das sich flexibel an die lokalen Bedingungen anpassen lässt und technische wie organisatorische Synergien nutzt. Gegenstand der abwasserseitigen Forschung waren Untersuchungen zur Grauwasseraufbereitung und innerstädtischen Wasserwiederverwendung. Untersucht wurden verschiedene Verfahren, beispielsweise hinsichtlich der erreichbaren Ablaufqualitäten sowie des Flächen- und Energiebedarfs.

Ausstellungsstand „Semizentral“ auf der EXPO 2010 in Shanghai

Ausstellungsstand „Semizentral“ auf der EXPO 2010 in Shanghai
Ausstellungsstand „Semizentral“ auf der EXPO 2010 in Shanghai
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Integrierter Ansatz

Semizentrale Ver- und Entsorgungssysteme ermöglichen eine gleichbleibend hohe Qualität des Wasserzu- und -ablaufs, eine sichere Klärschlamm- und Abfallbehandlung und erzeugen selbst ausreichend Energie, um die Systeme autark betreiben zu können. Das Konzept integriert die verschiedenen technischen Infrastrukturelemente für Wasser, Abwasser und Abfall sowohl untereinander als auch in der Raumplanung. Dabei sind spezifische rechtliche, soziokulturelle, ökologische und ökonomische Gegebenheiten sowie die administrativen und technischen Strukturen und Ressourcen vor Ort zu berücksichtigen. Um Synergien zu fördern, ist es wichtig, Schnittstellen zwischen der räumlichen und infrastrukturellen Planung einerseits und zwischen den einzelnen technischen Modulen andererseits effizient zu nutzen, beispielsweise mittels der Energiegewinnung durch eine integrierte Abfall- und Klärschlammbehandlung oder der innerstädtischen Wasserwiederverwendung für die Toilettenspülung (integrierte Infrastrukturplanung).

Ausstellungsstand „Semizentral“ auf der EXPO 2010 in Shanghai

Ausstellungsstand „Semizentral“ auf der EXPO 2010 in Shanghai
Ausstellungsstand „Semizentral“ auf der EXPO 2010 in Shanghai
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Praxiserprobte Technologien

Zentrale Ziele bei der Kombination verschiedener Module zu einem technischen Gesamtsystem sind die Kreislaufführung von Stoffströmen und die Weiterverwendung von Nährstoffen und Energie aus Abwasser und Abfall. Für die Module werden praxiserprobte Technologien eingesetzt: aerobe und anaerobe Abwasserbehandlung, Vergärung sowie mechanisch-biologische Abfallbehandlung , energetische und stoffliche Verwertung sowie Wassergewinnung und -aufbereitung. Mithilfe von Versuchsanlagen im großtechnischen Maßstab wurden darüber hinaus neue technische Herausforderungen überprüft wie die Membranreinigung mittels Ultraschall oder die großtechnische Grauwasserbehandlung mittels unterschiedlicher Behandlungsverfahren.

Der semizentrale Ansatz hat inzwischen weltweit großes Interesse gefunden; das zeigte auch der Auftritt auf der EXPO 2010 in Shanghai, wo er im Themenpavillon „Urban Planet“ als zukunftsweisende Infrastrukturlösung für die Städte der Zukunft vorgestellt wurde.

Projekt-Website www.semizentral.de

Technische Universität Darmstadt
Institut IWAR

Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel
Prof. Dr.-Ing. Martin Wagner
Dr.-Ing. Susanne Bieker
Petersenstraße 13
64287 Darmstadt
Tel.: 0 61 51/16 27 48
Fax: 0 61 51/16 37 58
E-Mail: v.soedradjat@iwar.tu-darmstadt.de
Internet: www.iwar.bauing.tu-darmstadt.de
Förderkennzeichen: 02WD0398, 02WD0607, 02WD0998
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Projekt-Website

www.semizentral.de