Vorteile der Grauwassernutzung für Nachhaltigkeit
Facility Management: Sanitärtechnik » Trinkwasser » Grauwasser
Die Wiederverwendung von "graues Wasser" kann dazu beitragen, den Trinkwasserverbrauch in Unternehmen zu reduzieren
Es ist entscheidend zu berücksichtigen, dass nicht jedes Unternehmen für die Nutzung von "graues Wasser" geeignet ist, da die Qualität und Verfügbarkeit erheblich schwanken können. Vor der Einführung eines "graues Wasser"-Systems muss daher eine umfassende Analyse der betrieblichen Anforderungen und der örtlichen Gegebenheiten durchgeführt werden.
Wiederverwendung von Grauwasser in Gebäuden
GRAUWASSERANLAGEN
Grauwasseranlagen dürfen ausschließlich eingerichtet und betrieben werden, wenn die Betreiber den bestimmungsgemäßen Betrieb und die zuverlässige Instandhaltung dauerhaft sicherstellen, um hygienische und gesundheitliche Schäden zu vermeiden.
Die Betreiber von Betriebswasseranlagen unterliegen gesetzlichen Pflichten, und ihre Verantwortung erstreckt sich primär auf den Schutz persönlicher Rechtsgüter wie Leben, Körper, Gesundheit, Freiheit und Eigentum sowie den Schutz der Umwelt einschließlich Luft, Boden und Wasser.
Die wichtigste Forderung, die erfüllt werden muss, besteht in der strikten Trennung der Installationen für Nichttrinkwasser/Betriebswasser von Trinkwasser-Installationen.
Die Verordnung über allgemeine Bedingungen für die Versorgung mit Wasser (AVB WasserV), § 12, bestimmt, dass im Allgemeinen der Gebäudeeigentümer die Verantwortung für die Hausinstallation trägt. Zusätzlich wird klargestellt, wer aufgrund spezifischer Fachkenntnisse befugt ist, Arbeiten an der Trinkwasseranlage durchzuführen.
Die Inbetriebnahme und das Betreiben einer Grauwasseranlage sind gemäß der Trinkwasserverordnung der örtlichen Gesundheitsbehörde anzuzeigen und in einem Inbetriebnahmeprotokoll zu dokumentieren.
Die Instandhaltung der Grauwasseranlage durch den Betreiber/Nutzer ist gemäß den Vorgaben des Anlagenherstellers durchzuführen. Hierbei muss neben der Funktionsprüfung der Anlage eine visuelle Kontrolle auf Klarheit (Trübung) sowie eine Überprüfung des Geruchs des aufbereiteten Grauwassers erfolgen, und gegebenenfalls sind geeignete Reinigungen durchzuführen.
Alle Betriebseinrichtungen wie Pumpen, Motorschieber, Armaturen und Filter sind so anzuordnen, dass die Instandhaltungsarbeiten problemlos durchgeführt werden können (siehe auch VDI 2050 Blatt 2 und VDI 2070).
Grauwasser, das Abwasser aus Waschbecken, Duschwannen, Badewannen und gegebenenfalls aus häuslichen Küchenbereichen umfasst, erfordert aufgrund seiner Belastung einen erhöhten Instandhaltungsaufwand der Grauwasseraufbereitungsanlagen.
Grauwasser darf, auch nach der Aufbereitung, niemals als Wasser für menschlichen Gebrauch im Sinne der Trinkwasserverordnung verwendet werden. Grauwasseranlagen sind unter Berücksichtigung der hygienischen Risiken entsprechend den BW&B-Unterlagen der Hersteller instand zu halten.
Die Entwässerungsanlagen für die Schmutzwasserableitung müssen gemäß dem Systemtyp I nach DIN EN 12056-2 (DIN 1986-100) geplant, hergestellt und betrieben werden. Um Geruchsbelästigungen durch Kanalgase und die Übertragung von Fließgeräuschen zu vermeiden, müssen die Sperrwasservorlagen in Geruchsverschlüssen stabil sein.
Die Entwässerungsanlagen für Grauwasser und sonstiges Schmutzwasser aus Gebäuden müssen nach denselben Vorgaben geplant, hergestellt und betrieben werden; sie dürfen nur aus geeigneten Bauprodukten und Baustoffen gefertigt werden. Die Festlegung für die erforderlichen Verwendbarkeitsnachweise für anforderungsrelevante Bauprodukte erfolgt in den Bauregellisten A und B.
Jeder Entwässerungsgegenstand muss mit einem Geruchverschluss versehen sein, dessen Sperrwasservorlage mindestens 50 mm hoch sein muss.
Spülwasser aus Toiletten und Urinalen, bekannt als Schwarzwasser, darf aufgrund der hohen Belastung mit Fäkalbakterien nicht in Grauwasseranlagen eingeleitet werden.
Dieses Spülwasser muss vom „Grauwasser“ unterschieden werden und ist nach DIN 1988 der Gefahrenklasse Kategorie 5 zuzuordnen. Für die Ableitung von Grauwasser und Schwarzwasser müssen getrennte Entwässerungsleitungen vorgesehen sein, die keine Verbindung untereinander haben dürfen.
Falls das Grauwasser nicht zeitnah aufbereitet wird, kann es aufgrund des leichten Abbaus der organischen Substanzen zu Fäulnisprozessen kommen, die in Verbindung mit Sulfaten störende Gerüche verursachen.
Für die Aufbereitung von Grauwasser, das für andere Zwecke, wie das Bewässern von Grünanlagen, verwendet werden soll, können verschiedene Verfahren eingesetzt werden (siehe unten, Tabelle 10).
Die Wärmer
FÜR BETRIEBSWASSER ZUR TOILETTENSPÜLUNG, BEWÄSSERUNG, REINIGUNGSZWECKE, VER¬SICKERUNG UND DIREKTEINLEITUNG IN OBERFLÄCHENGEWÄSSER HABEN SICH NACH DEM STAND DER TECHNIK FOLGENDE QUALITÄTSMERKMALE BEWÄHRT:
TOILETTENSPÜLUNG
Die Anforderungen an die Hygiene bezüglich gesamtcoliformer und fäkalcoliformer Bakterien richten sich nach der EU-Richtlinie für Badegewässer. Die strengsten Anforderungen werden für einen Krankheitserreger aufgestellt, der als Nasskeim gesundheitlich relevant ist: Pseudomonas aeruginosa. Die biochemische Sauerstoffbedarfsmessung nach 7 Tagen (BSB7) und die Sauerstoffsättigung stellen Kriterien für die Lagerfähigkeit des aufbereiteten Grauwassers dar.
ANFORDERUNGEN BETRIEBSWASSER ALS TOILETTENSPÜLWASSER
| Bestandteile | zulässige Werte |
|---|---|
| gesamtcoliforme Bakterien15 | < 100/ml |
| fäkalcliforme Bakterien15 | < 10/ml |
| Pseudomanas aeruginosa2^ | < 1/ml |
| bsb7 | < 5 mg/l |
| Sauerstoffsättigung | > 50 % |
Analyse gemäß EU-Richtlinie 76/160/EWG
Analyse entsprechend EU-Richtlinie 76/160/EWG
Analyse in Anlehnung an TrinkwV
BEWÄSSERUNG
Die Anforderungen an die Qualität von Bewässerungswasser werden in DIN 19650 geregelt. Die in dieser Norm genannten Forderungen beziehen sich auf hygienische und mikrobiologische Belange von Bewässerungswasser in den Bereichen Landwirtschaft, Gartenbau, Landschaftsbau sowie Park- und Sportanlagen. Die hygienische Unbedenklichkeit wird in vier Eignungsklassen unterteilt und muss je nach Verwendungszweck nachgewiesen werden, wie in DIN 19650, Tabelle 4, zusammengefasst.
REINIGUNGSZWECKE
Es wird vorgeschlagen, die in Tabelle K7 dargelegten Anforderungen an das Betriebswasser auch für Reinigungszwecke heranzuziehen. Untersuchungen haben ergeben, dass zwischen der mit gereinigtem Grauwasser, das diese Werte aufweist, und der mit Trinkwasser gewaschenen Wäsche aus hygienischer und mikrobiologischer Sicht kein Unterschied besteht [2]. Im Einzelhaushalt obliegt es dem Nutzer, die Wäsche mit Betriebswasser zu waschen. In einem Mietshaus darf gemäß der Begründung zur Trinkwasserverordnung (TrinkwV) Betriebswasser zum Wäschewaschen zur Verfügung gestellt werden, sofern dem Mieter alternativ ein Trinkwasseranschluss für die Waschmaschine bereitgestellt wird.
VERSICKERUNG
Das Versickern von gereinigtem Grauwasser in einer technischen Versickerungsanlage erfordert die Genehmigung der zuständigen Wasserbehörde. Die Genehmigung setzt voraus, dass die Nährstoffe (Phosphor und Stickstoff) im Grauwasser lediglich einen Anteil von 2 % bis 5 % der Nährstoffe im häuslichen Abwasser darstellen. Für das Versickern von biologisch behandeltem Grauwasser muss die DIN 4045 (Kleinkläranlagen; Anlagen zur Abwasservorbehandlung) beachtet werden.
DIREKTEINLEITUNG
Die Direkteinleitung von behandeltem Grauwasser in Oberflächengewässer erfordert eine Genehmigung, wobei die regionalen Bestimmungen für das Einleiten von Abwasser strikt einzuhalten sind. Grauwasserspeicher sollten in dunklen, kühlen Räumen aufgestellt oder so konstruiert sein, dass sie lichtundurchlässig sind, um das Wachstum von Algen zu verhindern. Die Eigenwärme des Grauwassers stellt normalerweise einen ausreichenden Frostschutz dar. Es muss sichergestellt werden, dass bei einem Rückstau kein Abwasser aus dem kommunalen Abwasserkanal in die Grauwasser-Recyclinganlage gelangen kann.
Falls Grauwasserspeicher im Keller platziert werden, muss auf den Schutz gegen starke Wärmeeinwirkung geachtet werden. Bei Inspektions- oder Wartungsarbeiten sind die Vorschriften der BGR/GUV-R 117-1 für Arbeiten in Behältern und engen Räumen zu befolgen. Die Überwachung des Füllstands des Grauwasserspeichers soll regelmäßig erfolgen. Die Zugabe von Chemikalien oder die Anwendung von radioaktiver Bestrahlung ist gemäß DIN 19650 nicht zulässig.
AUFBEREITUNG VON GRAUWASSER
Für die Aufbereitung von Grauwasser, das beispielsweise zur Bewässerung von Grünanlagen verwendet werden soll, sind unterschiedliche Verfahren anwendbar. Die Qualitätsanforderungen für solches Bewässerungswasser sind in der DIN 19650 festgelegt. Diese Anforderungen berücksichtigen die hygienischen und mikrobiologischen Gesichtspunkte von Wasser, das in der Landwirtschaft, im Gartenbau, im Landschaftsbau sowie in Park- und Sportanlagen verwendet wird. Je nach Verwendungszweck muss die hygienische Unbedenklichkeit dieses Wassers nachgewiesen werden.
Die DIN 19650 legt auch indirekt fest, dass die Qualitätsanforderungen an Wasser für Bewässerungszwecke in den meisten Fällen strenger sind als die Anforderungen an Wasser für die Toilettenspülung. Daher ist eine sorgfältige Aufbereitung des Grauwassers unter Einsatz geeigneter Technologien unerlässlich, wie in Tabelle K8 dargelegt.
MECHANISCHE GRAUWASSERREINIGUNG
Die Trennung von Schmutzstoffen aus dem Grauwasser erfolgt durch den Einsatz von Sandfang und Absetzbecken. Durch die mechanische Abwasserreinigung ist es möglich, diverse Schmutzstoffe aus dem Wasser zu entfernen. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass die mechanische Abwasserreinigung allein für die Einleitung in Gewässer unzureichend ist, da sie die suspendierten und gelösten Stoffe nicht entfernt.
Die Vorreinigung kann entweder mit einem Filter durchgeführt werden oder in einem Beruhigungsbehälter stattfinden. In diesem Behälter verbleibt das Grauwasser nach der Einleitung so lange, bis sich die groben Inhaltsstoffe abgesetzt haben.
PHYSIKALISCHE VERFAHREN
Verfahren, bei denen die Stoffumwandlung mittels physikalischer Prozesse stattfindet, beinhalten beispielsweise das Absetzen von Feststoffen, die schwerer als das umgebende Grauwasser sind, auch bekannt als Sedimentation. Dieser Prozess kann mit einem Rührwerk durchgeführt werden, welches das Grauwasser in Umlaufbewegung versetzt. Durch die Zentrifugalwirkung werden die schwereren Bestandteile abgesondert und setzen sich ab.
BIOLOGISCHE GRAUWASSERREINIGUNG
In der biologischen Abwasserreinigung werden die im Grauwasser vorhandenen organischen Verbindungen einem Abbauprozess unterzogen. Der Abbau geschieht hauptsächlich durch Mikroorganismen, die in Verbindung mit gelöstem Sauerstoff bei aeroben Prozessen oder unter Sauerstoffabschluss bei anaeroben Prozessen agieren. Während dieses Umwandlungsprozesses entstehen anorganische Verbindungen und Biomasse. Abgesehen von einer regelmäßigen, manuellen Entleerung des Filters, ist diese Technik im Wesentlichen wartungsfrei.
Aufbereitung von Sanitäranlagen
| Aufbereitung | Funktion |
|---|---|
| mechanische Grauwasserreinigung | Trennung von Schmutzstoffen aus dem Grauwasser mithilfe von Sandfang und Absetzbecken. Mithilfe der mechanischen Abwasserreinigung können diverse Schmutzstoffe aus dem Wasser entfernt werden. |
| physikalische Verfahren | Verfahren, bei denen die Stoffumwandlung bei Anwendung physikalischer Verfahren, wie des Absetzens von Feststoffen, die schwerer als das umgebende Grauwasser sind, erfolgt (Sedimentation). |
| biologische Grauwasserreinigung | Die im Grauwasser enthaltenen organischen Verbindungen werden in der biologischen Abwasserreinigung einem Abbauprozess unterzogen. Der Abbau erfolgt im Wesentlichen durch Mikroorganismen in Verbindung mit gelöstem Sauerstoff bei aeroben Prozessen oder unter Sauerstoffabschluss bei anaeroben Prozessen. Dabei entstehen durch Umwandlungsprozesse anorganische Verbindungen und Biomasse. |
| Desinfektionsverfahren | Nach einer vorgeschalteten biologischen Reinigung und Feststoffabtrennung wird z. B. eine UV-Bestrahlung von 400 J/m2 in der Regel ausreichen, um die hygienischen Qualitätsanforderungen sicherzustellen. |
Desinfektionsverfahren
Nach einer vorgeschalteten biologischen Reinigung und Feststoffabtrennung wird z. B. eine UV-Bestrahlung von 400 J/m2 in der Regel ausreichen, um die hygienischen Qualitätsanforderungen
Anforderungen an die Wasserqualität in Binnengewässern
intestinale Enterokokken (cfu/lOOml) 200 (ausgezeichnete Qualität/ Binnengewässer), EU-Richtlinie 2006/7/EG, und
Escherichia coli (cfu/100 ml) 500 (ausgezeichnete Qualität/Binnengewässer), Richtlinie 2006/7/EG, sicherzustellen.
UV-Desinfektionsanlagen für Betriebs- und Trinkwasser: Vorschriften und Sicherheitsanforderungen
UV-Anlagen zur Desinfektion von Trinkwasser sind im DVGW-Arbeitsblatt W 293 sowie im DVGW-Arbeitsblatt W 294 beschrieben. Das Betriebswasser, welches für die bestimmungsgemäße Nutzung aufbereitet wird, wird vom Trinkwasser in einem separaten Leitungsnetz zu den Entnahmestellen geleitet. Dabei ist die Sicherheit zu gewährleisten, dass keine Kontaminationen auftreten. Wenn UV-Bestrahlung zur Desinfektion des zur Aufbereitung vorgesehenen Grau- oder Niederschlagswassers erforderlich ist, muss dies störungsfrei funktionieren. Sollte eine Störung auftreten, wird die erforderliche Qualität des Betriebswassers nicht gewährleistet. In diesem Fall muss die Ableitung des Wassers aus dem Betriebswasserspeicher zuverlässig und automatisch durch ein gesteuertes Absperrventil verhindert werden. Des Weiteren ist anzumerken, dass die chemische Desinfektion von Grauwasser mit Chlor als Dauerlösung nicht zulässig ist, da zusätzliche Chemikalien zu unkontrollierten Reaktionen, wie der Bildung von chlororganischen Verbindungen, führen können und die Gewässerökologie beeinträchtigen können. Dies ist in DWA-ATV M 205 festgelegt.