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Technologie

2.1.03 Haushaltsabwasser im Kreislauf – Das „KOMPLETT“-System

Abwasser aus Haushalten getrennt aufzubereiten und nahezu vollständig wiederzuverwenden war Ziel des Projekts „Komplett“. Gegenstand des Vorhabens war auch die Entwicklung neuer WC-Sanitärkeramiken, die leichter sind und somit Ressourcen in der Produktion sparen, den Wasserverbrauch senken und antibakterielle Eigenschaften haben.

Noch immer haben rund 1,1 Milliarden Menschen keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser, etwa 2,5 Milliarden Menschen keinen zu sanitären Einrichtungen – ein erheblicher Teil der Weltbevölkerung kann also humanitäre Grundbedürfnisse nicht oder nur sehr unzureichend erfüllen. Nach Prognosen der UNESCO werden bis Mitte des laufenden Jahrhunderts – je nach Szenario – zwischen zwei und sieben Milliarden Menschen weltweit unter Wassermangel leiden. Davon sind insbesondere Regionen betroffen, in denen neben der einheimischen Bevölkerung auch Touristen zu versorgen sind (deren Wasserverbrauch mit etwa 400 Litern pro Kopf und Tag zudem sehr hoch ist). Die Bereitstellung von hygienisch einwandfreiem Wasser ist auch für die Staaten Mittel- und Südeuropas eine der großen Zukunftsaufgaben. Die Wiederverwendung von aufbereitetem Abwasser aus den Haushalten kann einen entscheidenden Beitrag leisten.

Ein vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördertes Verbundvorhaben hat ein Konzept zur fast vollständigen Schließung von Wasserkreisläufen in der Praxis erprobt. Die Leitung für das Projekt unter dem Titel „Entwicklung und Kombination von innovativen Systemkomponenten aus Verfahrenstechnik, Informationstechnologie und Keramik zu einer nachhaltigen Schlüsseltechnologie für Wasser- und Stoffkreisläufe – Projekt Komplett“ (Laufzeit: 2005 bis 2009) hatte das Sanitärunternehmen Villeroy & Boch. Das Ziel war ein System, bei dem das gesamte in Haushalten anfallende Abwasser sowie alle Feststoffe wiederverwertet werden.

Das Projekt umfasste eine Vorversuchs-, Technikums- und Pilotphase. In der ersten Phase wurden Versuche zur Charakterisierung der beiden Abwasserfraktionen (Grau- und Schwarzwasser) durchgeführt. Anschließende Laborversuche dienten dazu, einzelne Anlagenkomponenten zu beurteilen und zu verbessern (insbesondere die biologische Behandlung des Abwassers). Weiterhin wurden erste Versuche zur Kompostierung der anfallenden Feststoffe durchgeführt sowie neue Sanitärprodukte entwickelt. Im Rahmen des Vorhabens konnten neue Sanitärkeramiken sowie leichtere Sanitärartikel entwickelt werden.

Vorstellung des Projektes KOMPLETT auf der Umweltmesse IFAT in München im Jahr 2008. Die Vorstellung erfolgte unter der Schirmherrschaft von German Water Partnership.

Vorstellung des Projektes KOMPLETT auf der Umweltmesse IFAT in München im Jahr 2008. Die Vorstellung erfolgte unter der Schirmherrschaft von German Water Partnership.
Vorstellung des Projektes KOMPLETT auf der Umweltmesse IFAT in München im Jahr 2008. Die Vorstellung erfolgte unter der Schirmherrschaft von German Water Partnership.
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Versuchsanlage in Kaiserslautern

In der Technikumsphase wurde eine Versuchsanlage im halbtechnischen Maßstab zur Aufbereitung der beiden Teilströme Grauwasser (aus Duschen, Handwaschbecken, Waschmaschinen) und Schwarzwasser (aus Toiletten) eines Wohnblocks in Kaiserslautern zehn Monate lang betrieben. Neben biologischen Behandlungsstufen wurden Verfahrensstufen zur weitergehenden chemisch-physikalischen Wasseraufbereitung sowie zur Desinfektion und Elimination von Spurenstoffen erprobt. Parallel fanden Funktionstests der Sanitärprodukte, der Messtechnik im System und der Software zur Messwertdarstellung statt. Ferner führte das Projektteam Versuche zur Vermikompostierung (die mit speziellen Würmern arbeitet) der anfallenden Reststoffe durch.

Pilotanlage in Oberhausen

In der abschließenden Untersuchungsphase erfolgte der Betrieb der Aufbereitungsanlagen im Pilotmaßstab auf dem Gelände des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) in Oberhausen – mit dem Abwasser eines Institutsgebäudes sowie des nahegelegenen Freizeit- und Einkaufszentrums „CentrO“. Hier wurden die Systeme der Sanitär- und Aufbereitungstechnik mit denen der Verwertung und Visualisierung gekoppelt sowie der Schwarzwasserkreislauf vollständig (aufbereitetes Wasser für die Toiletten- und Urinalspülung) und der Grauwasserkreislauf weitgehend geschlossen (aufbereitetes Grauwasser für Duschen und Waschmaschinen). Somit ließ sich die Anreicherung von nicht abgebauten Substanzen in beiden Kreisläufen untersuchen. Zur Abschätzung des Recyclingpotenzials untersuchten die Projektpartner die Akzeptanz der Sanitärprodukte und des Wasserrecyclings. Abschließend erfolgte eine Kostenanalyse des Komplett-Systems sowie ein Vergleich mit den Kosten herkömmlicher Wasserver- und Entsorgungstechnik. Es zeigte sich, dass das System in Bereichen fehlender Infrastruktur zur Ver- und Entsorgung und hoher Nutzungsdichte ,z. B. in Hotelanlagen, wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Die Projektziele wurden damit erreicht.

Darstellung der Nutzungsmöglichkeiten der Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt KOMPLETT unter Berücksichtigung der entwickelten Ferndiagnostik und spezieller Keramiken.

Darstellung der Nutzungsmöglichkeiten der Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt KOMPLETT unter Berücksichtigung der entwickelten Ferndiagnostik und spezieller Keramiken.
Darstellung der Nutzungsmöglichkeiten der Ergebnisse aus dem Forschungsprojekt KOMPLETT unter Berücksichtigung der entwickelten Ferndiagnostik und spezieller Keramiken.
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Eine Spülung mit nur 3,5 Litern

Die spüloptimierten Toiletten und Urinale mit photokatalytischen Oberflächen wurden im Pilotobjekt in Oberhausen getestet. Im Verlauf des Projekts wurde eine neue, um 20 Prozent leichtere Sanitärkeramik entwickelt, die somit deutlich Ressourcen in der Produktion spart und außerdem über eine antibakterielle Oberfläche verfügt. Mit dem neuen 3,5-Liter-WC lassen sich Fäkalien und Papier problemlos ausspülen, bei verminderter Spülwassermenge von zwei Litern. Gegenüber einem sechs-Liter-WC lassen sich so pro Jahr in einem Vier-Personen-Haushalt 17.000 Liter Trinkwasser einsparen. Bei Einsatz in der Komplett-Anlage fällt jedoch ein höherer Feststoffanteil im Schwarzwasseranteil an, der den Aufwand für die Schwarzwasserbehandlung zwar vermindert, jedoch bei der Hausinstallation angepasste Rohrleitungen erfordert.

Projekt-Website www.komplett-projekt.de

Villeroy & Boch AG
Environment/Safety/Research –
Corporate Coordination

Danuta Krystkiewicz
Postfach 11 20
66688 Mettlach
Tel.: 06 86/4 81 13 32
Fax: 06 86/4 81 14 16
E-Mail: krystkiewicz.danuta@villeroy-boch.com
Internet: www.villeroy-boch.com

EnviroChemie GmbH
Dr.-Ing. Markus Engelhart
In den Leppsteinswiesen 9
64380 Rossdorf
Tel.: 0 61 54/69 98 57
Fax: 0 61 54/69 98 11
E-Mail: markus.engelhart@envirochemie.com
Internet: www.envirochemie.de
Förderkennzeichen: 02 WD 0685
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Haushaltsabwasser im Kreislauf – Das „KOMPLETT“-System

Dezentrales Wasserrecycling für große Gebäudekomplexe
Ziel: Abwasser aus Haushalten getrennt aufbereiten und nahezu vollständig wiederverwenden
Entwicklung neuer WC-Sanitärkeramiken, die leichter sind und somit Ressourcen in der Produktion sparen, den Wasserverbrauch senken und antibakterielle Eigenschaften haben.

Projekt-Website

www.komplett-projekt.de