Die Klospülung: Ohne groß nachzudenken betätigen wir sie mehrmals täglich – und schicken bei jedem Spülvorgang je nach installierter Technik zwischen 12 und 20 Liter Trinkwasser mit auf die Reise. Eine ungeheure Verschwendung. Denn schließlich ist Wasser ein knappes Gut auf unserem Globus – zu wertvoll, um es als Transportmedium zu missbrauchen. Die Stadt Knittlingen nördlich von Pforzheim hat sich daher entschlossen, gemeinsam mit drei Forschungsinstituten und sechs Partnern aus der Industrie neue Wege zu gehen. Im Neubaugebiet Am Römerhof, in dem heute mit der Bebauung von 100 neuen Wohngrundstücken begonnen wird, soll das häusliche Abwasser über ein Vakuumkanalsystem entsorgt werden. Das heißt das Transportmittel ist nicht mehr Wasser, sondern Luft.
Dieses wird realisiert, indem an einer Stelle in einem Gebiet ein Behälter evakuiert wird, das heißt dass dort Vakuum erzeugt wird und über ein anschließendes Netz das Vakuum bis in die Häuser hineingeht und dort wie ein Staubsauger funktioniert und die Fäkalien abtansportiert,
erläutert Professor Walter Trösch. Er leitet das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart, unter dessen Federführung das Projekt in Knittlingen realisiert wird.
Die Abwasserentsorgung mittels Vakuumtechnik ist nur ein Teil dieses Projekts. Hinzu kommt, dass das zentral gesammelte Abwasser in einem biologischen Abwasserreinigungsreaktor aufbereitet wird. Die organischen Bestandteile werden zu Biogas vergoren und Phospor- und Stickstoff-Salze zu Dünger verarbeitet. Das gewonnene Biogas soll die Anlage mit Strom und Wärme versorgen. Auf diese Weise entsteht praktisch kein Klärschlamm; nach der Reinigung kann das verbleibende Abwasser einfach versickert werden.
Auch bei der Wasserversorgung gehen die Projektteilnehmer in Knittlingen neue Wege. So wird das Regenwasser des Wohngebiets zentral gesammelt und aufbereitet. Insgesamt entsteht so ein umfangreiches Rohrleitungssystem. Trösch:
Wir haben vor, dort zwei Wasserversorgungsleitungssysteme zu legen. Das eine ist Trinkwasser – ganz normal zur Herstellung der Lebensmittel oder der Mahlzeiten; die zweite Wasserleitung ist die Regenwasserleitung, die entsalztes Wasser in den Haushalten zur Verfügung stellt in einer gleichen hygienischen Qualität wie das Trinkwasser. Dann haben wir vor die Straßenabwässer abzuleiten, separat von den Fäkalien und diese direkt in den Fluss zu leiten, weil dieses Wasser sehr wenig verschmutzt ist und man es eher durch die Kläranlage, wenn man es da durch leiten würde noch stärker verschmutzen würde. Und dann haben wir als weitere Leitung natürlich die Abwasserleitungen, in denen die Fäkalien aus den Häusern herausgezogen werden.
Angesichts so vieler Rohrleitungen könnte man meinen, dass die künftigen Bewohner des Baugebiets am Römerhof für die Erschließung ihrer Grundstücke tief in die Tasche greifen müssen. Doch dem ist nicht so, betont Trösch:
Angetreten sind wir, dass es nicht mehr kostet, sondern dass es weniger kostet, obwohl wir mehr Leitungen verlegen. Diese Kosteneinsparung ergibt sich im wesentlichen dadurch, dass wir keine Kanalisation im geodätischen Gefälle brauchen.
Im normalen Kanalisationssystem muss zwischen einem Haus und der Kläranlage ein Gefälle sein, so dass das Abwasser im freien Verlauf zur Kläranlage gelangen kann. Das bedeutet, dass die Kanäle sehr tief verlegt werden und manchmal sogar Pumpstationen zwischengeschaltet werden müssen.
….. und wenn man dieses alles zusammennimmt ist der Kanalbau, die Kanalunterhaltung das teure an der Abwassereinigung – nicht die Wasserreinigung selber.
Durch die Vakuumtechnik wird kein Gefälle mehr benötigt, so dass mit kleineren Leitungen, die lediglich in frostsicherer Tiefe verlegt werden, gearbeitet werden kann.
Mit dem Geld, das dadurch gespart wird, werden die Leitungssysteme erstellt, durch die die Haushalte mit dem gereinigten Regenwasser versorgt werden. Da dieses Wasser salzfrei ist, kann bei der Heißwasserzubereitung, beispielsweise für die Heizung oder die Spülmaschine, auf Entkalkungsmittel verzichtet werden; in der Waschmaschine darüber hinaus auf Weichspüler – zwei weitere Effekte, der direkt der Umwelt zugute kommen.
Sämtliche Techniken, die in Knittlingen zum Einsatz kommen sind für sich genommen nicht neu. So ist die Vakuumtechnik in der kommunalen Abwasserentsorgung in skandinavischen Ländern bereits weit verbreitet. Neu ist laut Trösch die Kombination. Erstmals wird ein Entsorgungsprozess mit einem Produktionsprozess gekoppelt, nämlich der Gewinnung von Energie aus den Abwässern. Allerdings gibt es für so kleine Einheiten bislang noch keine vernünftigen Nutzungsstrukturen für die entstehende Energie. Und genau da setzen die Forscher an. Ihnen geht es darum, ein Konzept für die Energieverwertung mit dem Wassernutzungskonzept zu koppeln.
Und da gibt es halt Dimensionsanpassungen, die noch einer Forschung bedürfen. Dort wird beispielsweise eingesetzt eine Brennstoffzelle oder ein Sterlingmotor, um das Biogas zu verwerten, weil man die sehr klein machen kann.
Trösch geht davon aus, dass in zwei Jahren die ersten Häuser in Knittlingen an die Ver- und Entsorgungsleitungen angeschlossen sein werden.
Dieses wird realisiert, indem an einer Stelle in einem Gebiet ein Behälter evakuiert wird, das heißt dass dort Vakuum erzeugt wird und über ein anschließendes Netz das Vakuum bis in die Häuser hineingeht und dort wie ein Staubsauger funktioniert und die Fäkalien abtansportiert,
erläutert Professor Walter Trösch. Er leitet das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart, unter dessen Federführung das Projekt in Knittlingen realisiert wird.
Die Abwasserentsorgung mittels Vakuumtechnik ist nur ein Teil dieses Projekts. Hinzu kommt, dass das zentral gesammelte Abwasser in einem biologischen Abwasserreinigungsreaktor aufbereitet wird. Die organischen Bestandteile werden zu Biogas vergoren und Phospor- und Stickstoff-Salze zu Dünger verarbeitet. Das gewonnene Biogas soll die Anlage mit Strom und Wärme versorgen. Auf diese Weise entsteht praktisch kein Klärschlamm; nach der Reinigung kann das verbleibende Abwasser einfach versickert werden.
Auch bei der Wasserversorgung gehen die Projektteilnehmer in Knittlingen neue Wege. So wird das Regenwasser des Wohngebiets zentral gesammelt und aufbereitet. Insgesamt entsteht so ein umfangreiches Rohrleitungssystem. Trösch:
Wir haben vor, dort zwei Wasserversorgungsleitungssysteme zu legen. Das eine ist Trinkwasser – ganz normal zur Herstellung der Lebensmittel oder der Mahlzeiten; die zweite Wasserleitung ist die Regenwasserleitung, die entsalztes Wasser in den Haushalten zur Verfügung stellt in einer gleichen hygienischen Qualität wie das Trinkwasser. Dann haben wir vor die Straßenabwässer abzuleiten, separat von den Fäkalien und diese direkt in den Fluss zu leiten, weil dieses Wasser sehr wenig verschmutzt ist und man es eher durch die Kläranlage, wenn man es da durch leiten würde noch stärker verschmutzen würde. Und dann haben wir als weitere Leitung natürlich die Abwasserleitungen, in denen die Fäkalien aus den Häusern herausgezogen werden.
Angesichts so vieler Rohrleitungen könnte man meinen, dass die künftigen Bewohner des Baugebiets am Römerhof für die Erschließung ihrer Grundstücke tief in die Tasche greifen müssen. Doch dem ist nicht so, betont Trösch:
Angetreten sind wir, dass es nicht mehr kostet, sondern dass es weniger kostet, obwohl wir mehr Leitungen verlegen. Diese Kosteneinsparung ergibt sich im wesentlichen dadurch, dass wir keine Kanalisation im geodätischen Gefälle brauchen.
Im normalen Kanalisationssystem muss zwischen einem Haus und der Kläranlage ein Gefälle sein, so dass das Abwasser im freien Verlauf zur Kläranlage gelangen kann. Das bedeutet, dass die Kanäle sehr tief verlegt werden und manchmal sogar Pumpstationen zwischengeschaltet werden müssen.
….. und wenn man dieses alles zusammennimmt ist der Kanalbau, die Kanalunterhaltung das teure an der Abwassereinigung – nicht die Wasserreinigung selber.
Durch die Vakuumtechnik wird kein Gefälle mehr benötigt, so dass mit kleineren Leitungen, die lediglich in frostsicherer Tiefe verlegt werden, gearbeitet werden kann.
Mit dem Geld, das dadurch gespart wird, werden die Leitungssysteme erstellt, durch die die Haushalte mit dem gereinigten Regenwasser versorgt werden. Da dieses Wasser salzfrei ist, kann bei der Heißwasserzubereitung, beispielsweise für die Heizung oder die Spülmaschine, auf Entkalkungsmittel verzichtet werden; in der Waschmaschine darüber hinaus auf Weichspüler – zwei weitere Effekte, der direkt der Umwelt zugute kommen.
Sämtliche Techniken, die in Knittlingen zum Einsatz kommen sind für sich genommen nicht neu. So ist die Vakuumtechnik in der kommunalen Abwasserentsorgung in skandinavischen Ländern bereits weit verbreitet. Neu ist laut Trösch die Kombination. Erstmals wird ein Entsorgungsprozess mit einem Produktionsprozess gekoppelt, nämlich der Gewinnung von Energie aus den Abwässern. Allerdings gibt es für so kleine Einheiten bislang noch keine vernünftigen Nutzungsstrukturen für die entstehende Energie. Und genau da setzen die Forscher an. Ihnen geht es darum, ein Konzept für die Energieverwertung mit dem Wassernutzungskonzept zu koppeln.
Und da gibt es halt Dimensionsanpassungen, die noch einer Forschung bedürfen. Dort wird beispielsweise eingesetzt eine Brennstoffzelle oder ein Sterlingmotor, um das Biogas zu verwerten, weil man die sehr klein machen kann.
Trösch geht davon aus, dass in zwei Jahren die ersten Häuser in Knittlingen an die Ver- und Entsorgungsleitungen angeschlossen sein werden.