Grauwasserrecycling mit Wärmerückgewinnung (Arnimplatz)

Dezentrale Wasser- und Energieeffizienz im Passivhaus durch ein modulares dezentrales Grauwasserrecyclingsystem mit vorgeschalteter Wärmerückgewinnung

Wasser- und Energierecycling beginnen sich ab dem Tag ihrer Inbetriebnahme zu amortisieren, während sich der fortwährende Einkauf von Frischwasser und fossiler Energie niemals amortisiert! Wichtig sind niedrige Betriebskosten und eine lange Lebenserwartung der einzelnen Anlagenkomponenten. Wasser- und Energierecycling senken zudem die Betriebskosten und mindern die Schadstoffemissionen.

"Wasser einmal zahlen und mindestens zweimal nutzen", dass haben wir bereits mit unserer ersten Grauwasserrecyclinganlage unter Beweis gestellt, die seit 1996 im Offenbacher 400-Betten, 4-Sterne Sheraton Hotel immer noch zur vollsten Zufriedenheit des Eigentümers durch das eingewiesene Hotelpersonal betrieben wird.

Neu hingegen ist, dass wir mit einem Input von 1,4 kWh elektrischer Energie bis zu 15 kWh thermische Energie gewinnen und ganz nebenbei aus 1.000 Liter Abwasser 1.000 Liter hochwertiges Betriebswasser produzieren und an die Nutzer abgeben (siehe rechte Abbildung).

 

Projekterfahrungen

Die 1,5-jährige Begleitforschung hat gezeigt, dass wir aus täglich einem Kubikmeter anfallendem Grauwasser über ein ganzes Jahr gesehen, mehr Energie rausholen, als man in unseren Breiten mit 12,5 m² Kollektorfläche ernten und nutzen kann. Während sich mit thermischen Solaranlagen im Winter kaum oder nur vergleichsweise wenig nutzbare Energie erzeugen lässt, erzielen wir mit unserem Kombisystem gerade bei niedrigen Frischwassertemperaturen die höchsten Wirkungsgrade.

Ein weiterer, ganz wesentlicher Entwicklungspunkt ist die Minimierung des notwendigen Wartungsaufwands, der insgesamt nicht höher ist, wie der einer modernen und ausgereiften Heizungsanlage. Um mögliche Abweichungen bereits im Vorfeld zu erkennen, sind Steuerung und Monitoring über das Internet online mit unserem Büro verbunden.

Die Anlage ging nach einer kurzen Test- und Einfahrphase für die Anlagenbiologie von zwei Wochen Mitte März 2012 in Betrieb, sie läuft seit dem störungsfrei.

Warmes  Dusch- und Badeabwasser (Grauwasser) wird, nachdem ihm deutlich mehr als 10°C an Wärme entzogen wurde, rein mechanisch/biologisch und ohne Zusatz von Chemikalien zu einem hochwertigen Betriebswasser aufbereitet und im Passivhaus zur Toilettenspülung wiederverwendet. Für den Nutzer gibt es gegenüber der Spülung mit Trinkwasser keinen Komfortverlust. Nachdem das Betriebswasser zur Toilettenspülung genutzt wurde, gelangt es über den Schmutzwasserkanal in die kommunale Kläranlage. Die Wasserqualität des Betriebswassers ist deutlich besser als die Wasserqualität, die man von den meisten offiziellen Badegewässern gewohnt ist. Dafür sorgen eine hochwertige Wasseraufbereitungsanlage sowie die anschließende Desinfektion des Wassers mittels UV-Licht.

Das Projekt, welches von der Bundesstiftung Umwelt (AZ 28201) anteilig gefördert wurde, dokumentiert neben den Wasser- und Energieeinsparungen sämtliche Betriebszustände der Anlage. Ein besonderes Nutzerverhalten wird den Mietern nicht abverlangt. Wie auch anderswo üblich, gilt hier gleichermaßen, dass keine giftigen Abfälle (z. B. Farbreste, Medikamente, Chemikalien etc.) über das Abwasser „entsorgt“ werden.

 Mit insgesamt ca. 1,4 kWh elektrischer Leistung werden jedem Kubikmeter Grauwasser auch im Sommer noch mehr als 10 kWh thermische Energie entzogen und gleichzeitig 1.000 Liter hochwertiges Betriebswasser erzeugt sowie im Haus verteilt. Täglich werden ca. 3.000 Liter Grauwasser nach dem unten dargestellten Konzept aufbereitet. Stellt man den gesamten elektrischen Aufwand (gemessen als Primärenergie) in Verhältnis zum thermischen Nutzen, wird man schnell erkennen, dass Wirkungsgrad und Gesamtnutzen des dezentralen Systems im Vergleich zum zentralen um den Faktor 15 deutlich besser sind.

Während das Abwasser bei der zentralen Wärmerückgewinnung aus dem kommunalen Abwasserkanal  i. d. R. nur um 1,5 bis 2°C auf ca. 15°C abgekühlt wird, kann aus dem deutlich wärmeren Grauwasser im Gebäude natürlich erheblich mehr Energie gewonnen werden, ohne dass die biologische Abwasserreinigungsstufe dadurch leidet. Dafür brauchen wir keine stromintensive Wärmepumpe um das Abwasser von ca. 30°C auf 20 bis zu 15 °C abzukühlen, was energetisch sehr von Vorteil ist.

Für den Anlagenbetrieb sind der niedrige Energiebedarf und der sehr geringe Wartungsbedarf außerordentlich wichtig. Die anspruchsvolle Technik sorgt dafür, dass sich Siebe, Wärmetauscher rund sogar die Behälter automatisch reinigen.

Die Kombination mit dem Grauwasserrecycling bringt dann schließlich einen weiteren - nämlich den entscheidenden - ökonomischen Nutzen. Pro Kubikmeter recyceltem Grauwasser spart man die Kosten für 1 Kubikmeter Frischwasser und die dazugehörigen Abwassergebühren. Beides zusammen ist vielerorts mehr als 5 €/m³.

Die Anlage für 41 Wohneinheiten (mit ca. 110 Mieter), die weit mehr als nur das gering belastete Dusch- und Badeabwasser reinigen kann (siehe Block 6), findet Platz auf einer Aufstellfläche von ca. 1,5 x 6 Metern (ca. 0,1 m²/Person). Die zusätzlichen Investitionskosten betrugen für den Prototyp inkl. dem zweiten Leitungsnetz, samtlicher Technikkomponenten, den Montagekosten und Anlagenwartung für das erste Jahr - bezogen auf den Qudratmeter Wohnfläche ca. 20 €. Gemessen am Verkaufspreis einer Wohnung entspricht das nur 0,6%.

Ein weiterer ökologischer Nutzen des Wasserrecyclings - nämlich die Schonung der hochwertigen Wasserressourcen für Trinkwasserzwecke - wird in Deutschland leider noch vielfach unterschätzt. Dass dem bald vielleicht nicht mehr so sein wird, darauf deuten unter vielen anderen Beiträgen auch zwei Notizen hin  „Der Kampf ums Wasser wird härter“ und „Sauber sieht anders aus“ - siehe Süddeutsche Zeitung vom 12.03.2012.

Wer heute noch einen Neubau oder eine Sanierung ohne zweites Leitungsnetz und Wasserrecycling fertigstellt, hat selber Schuld!

Arnimplatz in Film und Presse:

Wärmerückgewinnung am Arnimplatz auf 3sat unter: http://www.3sat.de/mediathek/?mode=play&obj=57398 ab Minute 21:27

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wasserspiegel_1-13_arnimplatz.pdf3.09 MB