Der pro Kopf Wasserverbrauch in Europa Beträgt nach Einschätzung der WHO etwa 140 Liter täglich. Davon fällt der Großteil auf Grauwasser zurück, das aber durch Grauwasseraufbereitungsanlagen wiederverwendet werden kann. Vor allem größere Betriebe und Unternehmen können hinsichtlich der Grauwasser-Aufbereitung und dessen Verwendung als Brauchwasser Kosten einsparen und den eigenen Klimafußabdruck verringern. Wie eine Grauwassernutzungsanlage aussehen kann, was es dabei für Gestaltungsmöglichkeiten gibt und was Planer, Architekten, Bauleiter und nicht zuletzt Facility Manager beachten sollten, steht in unserem Fachbreitrag.
Inhaltsverzeichnis
Abwasser ist nicht gleich Abwasser
Als Grauwasser wird laut EN 12056-1 Abwasser bezeichnet, dass fäkalienfrei und niedrig belastet aus Waschbecken, Duschen, Küche und Waschmaschinen stammt. Stark verschmutztes, bzw. fäkalienhaltiges Abwasser wird hingegen als Schwarzwasser bezeichnet und in der Haustechnik stets vom Grauwasser getrennt abgeleitet.
Nach der Aufbereitung kann Grauwasser als Betriebswasser wiederverwendet werden. Laut DIN EN 16941-2 ist dessen Verwendung nur zulässig für/als:
WC-Spülung
Gartenbewässerung
Reinigungsarbeiten (Wäsche etc.)
Dabei ist Kosteneffizienz eines der Kernpunkte der Grauwasser-Aufbereitung: es wird nicht nur potentielles Trinkwasser eingespart, sondern auch teures Abwasser verringert. Durch zusätzliche Wärmerückgewinnung können nicht nur Gebäudebetriebskosten zusätzlich reduziert werden. Auch die für den Betrieb von Grauwassernutzungsanlagen notwendige Energie kann so gewonnen werden.
Ist Regen Grauwasser?
Per Definition ist Niederschlagswasser nicht mit Grauwasser gleichzusetzen. Jedoch eignen sich beide für die Verwendung als Betriebswasser. Von einer gemeinsamen Sammlung und Aufbereitung sollte jedoch abgesehen werden. Denn anders als das täglich anfallende Grauwasser ist das punktuell gesammelte Regenwasser nicht berechenbar und kann zu einer Überlastung des gemeinsamen Leitungs- und Aufbereitungssystem führen (Überlauf, Rückstau etc.).
Wie wird Grauwasser aufbereitet?
Wie bereits erwähnt, kann Grauwasser im Gegensatz zu Schwarzwasser wiederaufbereitet und als Brauch-bzw. Betriebswasser wiederverwendet werden. Damit das möglich ist, kommt eine Grauwassernutzungsanlage zum Einsatz (GWNA). Für das Grauwasserrecycling können dabei unterschiedliche Systeme verwendet werden, deren Wirkungsweise grundlegend voneinander abweicht. Zu den am meisten verwendeten, dezentralen Aufbereitungsanlagen gehören:
Mechanische
Physikalische
Biologische (z.B. Membranfilterung, Wirbelbettverfahren mit Schaumstoffwürfeln)
Chemische
Meistens werden unterschiedliche Recyclingarten miteinander kombiniert: zu den beliebtesten Modellen gehört eine biologisch-mechanische Grauwasser-Aufbereitung (zusätzlich werden GWNA noch in Direktverwender- und Rückhaltesysteme unterschieden).
Schematischer Aufbau einer Grauwasserrecyclinganlage
Aus einem separaten Grauwasserleitungsnetz fließt das Grauwasser über einen Filter in einen Vorreinigungsbehälter. Dadurch werden gröbere Verunreinigungen und Fremdstoffe wie Haare oder Textilfasern bereits vor der weiteren Grauwasseraufbereitung herausgefiltert. Durch eine automatische Rückspülung mit bereits recyceltem Betriebswasser können so erhaltene Filterstoffe in die Kanalisation abgeleitet und ein gröberes Verschmutzen der Filter verhindert werden.
Zu den notwendigen Modulen einer biologisch-mechanischen Grauwasseraufbereitungsanlage gehören:
Grauwasserleitungen
Mechanische Vorreinigung und mögliche Wärmerückgewinnung
Puffer und biologische Vorreinigung (unter Lufteinspeisung)
Biologisch und mechanische Reinigung und UV-Desinfektion (unter Lufteinspeisung)
Betriebswasser-Speicher
Im Rahmen der Vorbereitung in der 1. Recycling Kammer wird das Grauwasser unter aeroben Bedingungen gereinigt. Im Falle einer Membranfilterung sorgt der osmotische Druck dafür, dass sich entlang der Membran Feststoffe und Kleinstkörper absetzen (Teil eines sog. Membranreaktors).
Gängiger ist hingegen die Verwendung von sog. Wirbelbettverfahren. Darin werden unter Sauerstoffzufuhr und dem Einsatz von Trägerwürfeln (z.B. aus Schaumstoff) natürliche Mikroorganismen, die die biologische Reinigung übernehmen, angesiedelt. Die dabei entstehenden Sedimente werden wie bei der Vorfilterung durch die automatische Rückspülung in die Kanalisation abgeleitet.
Der nächste Schritt besteht aus einer Entkeimung durch UV-C-Licht. Wodurch anschließend aus Grauwasser aufbereitetes Betriebswasser wird. Nach erneuter Weiterleitung steht das Betriebswasser in einem Sammeltank zur Entnahme bereit. Dazu wird eine Druckpumpe verwendet, die bei Bedarf für die Versorgung des Haustechniksystems mit Betriebswasser sorgt. Das rührt zum einen daher, dass in den unterschiedlichen Behältern der GWNA unterschiedlicher Druck herrscht und zum anderen die Anlage dezentral ist. Dementsprechend muss ausreichend Druck aufgebaut werden, um das Brauchwasser mehrere Stockwerke transportieren zu können.
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Sollte nicht ausreichend Betriebswasser zur Verfügung stehen, ist eine Trinkwassereinspeisung gemäß DIN EN 1717 notwendig, um den Versorgungskreislauf nicht zu unterbrechen. Hingegen für den Fall, dass zu viel Grauwasser anfällt, besitzt die GWNA einen Überlauf, der das Wasser direkt der Kanalisation zuführt.
Wichtig: Eine Vermischung von Betriebs- und Trinkwasser muss immer verhindert werden. Berührungspunkte entstehen meist nur bei Nachspeisung durch Trink- oder Regenwasser. Hier sollten immer die notwendigen Schutzmaßnahmen ergriffen werden:
Nachspeisung nach EN 1717
Kennzeichnung der unterschiedlichen Leitungen
Hinweisschilder zum Vorhandensein einer Betriebswasserleitung nach DIN EN 8606-2
Zapf- und Abgabestellen mit dem Hinweis „Kein Trinkwasser“
Der Einbau einer Grauwassernutzungsanlage ist in Deutschland nach wie vor meldepflichtig (§ 13. Abs. 4 TrinkwV). Grundsätzlich gelten beim Bau und Betrieb einer Grauwasseraufbereitungsanlage unterschiedliche Normen und Richtlinien.
Systemabhängig sollten Grauwassernutzungsanlagen alle 1 bis 3 Jahre gewartet werden. Hierfür ist eine Trockenlegung der Anlage nur in Ausnahmefällen notwendig. Häufige Fehler-, bzw. Schadensquellen sind die unterschiedlichen Filter- und Membranbauteile.
Am besten lassen Betreiber ihre Anlage nach Herstellervorgaben von zertifizierten Anbietern warten. Das garantiert nicht nur die fachgerechte Durchführung, sondern führt zu einer erhöhten Lebensdauer und konstant bleibender Energieeffizienz.
Rechtlicher Rahmen für die Grauwassernutzung
Trinkwasserverordnung (TrinkwV)
Landesbauordnung (LBO)
Örtliche Wasserverorgungssatzung
Regelwerk Grauwasserrecycling (fbr-Hinweisblatt H 201)
„Verordnung über die Allgemeinen Bedingungen für die Versorgung mit Wasser“ (AVBWasserV)
Vor-Ort-Anlagen für Nicht-Trinkwasser – Anlagen für die Verwendung von behandeltem Grauwasser (DIN EN 16941–2)
„Schutz des Trinkwassers vor Verunreinigungen in Trinkwasserinstallationen und allgemeine Anforderungen an Sicherheitseinrichtungen zur Verhütung von Trinkwasserverunreinigungen durch Rückfließen“ (DIN EN 1717)
„Technische Regeln für Trinkwasserinstallationen“ (DIN EN 806)
Technische Regeln für Trinkwasser-Installationen –Schutz vor Rückfließen von Nichttrinkwasser und Erhaltung der Trinkwassergüte (DIN 1988)
„Hygiene in Trinkwasser-Installationen – Anforderungen an Planung, Ausführung, Betrieb und Instandhaltung“ (VDI/DVGW 6023)
Hinweis: Für den Einsatz einer Grauwasser-Recycling-Anlage in öffentlichen Gebäuden oder gewerblichen Betrieben und Unternehmen müssen vor Einbau und Betrieb das Grauwasserangebot und der mögliche Verbrauch ermittelt werden. Nur so kann eine entsprechende Anlage kosteneffizient betrieben werden.
Grauwasser-Wärmerückgewinnung
Anhand unterschiedlicher Pilotprojekte ließ sich feststellen, dass pro Kubikmeter Grauwasser ein Kubikmeter Betriebswasser und 10–15kWh thermische Energie gewonnen werden – das Ganze unter einem Energieeinsatz von 2 KWh.
Die Wärmerückgewinnung wird innerhalb eines sog. geteilten Gehäuses erreicht. Wobei das meist um die 30 Grad Celsius warme Grauwasser zur Trinkwasser-Erwärmung (ca. 10 Grad Celsius) genutzt werden kann. Dadurch muss weniger Warmwasser-Energie aufgewendet werden.
Alternativ kann die Wärme des Grauwassers auch an eine Arbeitsflüssigkeit abgegeben werden, die weitere Verwendung innerhalb der regenerativen Haustechnik findet.
Besonders attraktiv erscheint diese Möglichkeit für Schwimmbäder, Hotels und Sportanlagen, deren Sanitäreinrichtungen entsprechend viel beansprucht werden.
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Fazit – Grauwassernutzung, Regenwassermanagement und Wasserrecycling
Im Gegensatz zu Regenwasser fällt Grauwasser meist täglich an. Problematisch ist dabei aber, dass die anschließende Betriebswassernutzung oft im zeitlichen Abstand zur Grauwasseraufbereitung stattfindet (Pufferung). Das verlangt nach ausreichend Speichervolumen (je mehr Betriebswasser benötigt wird, desto mehr Grauwasser kann recycelt werden – Stichwort: Dimensionierung).
Das Prinzip und vor allem die Umsetzung der Grauwasser-Aufbereitung sind noch relativ jung. Nicht zuletzt deshalb gibt es bislang nur wenige Systeme und Hersteller. Das liegt wiederum daran, dass die meisten Grauwasseraufbereitungsanlagen individuell an die Gebäude- oder Haustechnik angepasst werden müssen.
Grundsätzlich gilt, dass nur wenig belastetes Grauwasser in einer Recycling-Anlage verwendet und dementsprechend separate Leitungen gelegt werden sollten. Eine Aufbereitung stark verunreinigtem Abwassers (Schwarzwasser oder fett-und farbstoffhaltiges Grauwasser) ist zwar möglich, aber aufgrund des zusätzlichen Reinigungsaufwands nicht wirtschaftlich.
Besonders große Gewerbe-Gebäude können anhand zusätzlicher Grauwasseraufbereitung einen umweltfreundlichen und auch ökonomisch-lukrativen Wasserkreislauf betreiben.
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