Projekt 08543/01

Versuche zur Brauchwasserversorgung eines Gemeindehauses durch Grauwassernutzung nach katalytischer UV-Oxidation

Projektträger

Gesellschaft zur Förderung und Medizin-,Bio- und Umwelttechnologie (GMBU) e. V.Vorstand
Merseburger Str. 371
06132 Halle

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Durch die fortgeschrittene Entwicklung geeigneter Strahlungsquellen hat sich das UV-Verfahren in den letzten Jahren zu einer alternativen Desinfektionsmethode gegenüber den bisher angewandten chemischen Verfahren entwickelt. Die Anwendung dieses physikalischen Verfahrens birgt jedoch bei der Konzipierung entsprechender Anlagen wie auch beim Nachweis der unter Praxisbedingungen augenblicklich wirkenden Desinfektionsleistung derzeit noch ungelöste Problemstellungen. Die Leistungsfähigkeit einer bestehenden UV-Anlage kann nur noch innerhalb der bestehenden Grenzen der variablen Größen Durchflußrate und Transmission variiert werden.

Im speziellen Fall der Grauwasserdesinfektion liegt die beschriebene Problemstellung vor, da das Grauwasser eine Mischung unterschiedlicher Teilströme darstellt. Durch entsprechende Untersuchungen muß abgeschätzt werden, in welchen Grenzen sich die Schwankungen der Transmissionswerte bewegen und welche Strahlerdosis anzuwenden ist. Im Rahmen des Projektes sollten folgende Untersuchungen angestellt werden:
· Technische Möglichkeiten der Verfahrensgestaltung;
· Erprobung einer Pilotanlage zur Nutzung von Grauwasser und Regenwasser;
· Reduzierung mikrobieller Keimbelastung im Wasser;
· Energetische Betrachtungen der Grauwassernutzung;
· Optimierung des Verfahrens.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Pilotanlage zur Nutzung von Grau- und Regenwasser wurde in dem Gemeindehaus der ev.-luth. Kirchgemeinde St. Martin in Meerane getestet.
In Vorbereitung der technischen Auslegung der Anlage wurde das tägliche Grauwasser- und Regenwasseraufkommen ermittelt. Parallel wurden Grauwasser-Transmissionsmessungen durchgeführt. Mit Hilfe dieser Meßwerte wurde der UV-Reaktor zur Desinfektion anhand eines Transmissions-/Leistungs- und Effektivitätsdiagrammes ausgelegt. Anschließend wurde die kombinierte Grau- und Regenwassernutzungsanlage aufgebaut und in Betrieb genommen. Die Anlage wurde über einen Zeitraum von 6 Monaten erprobt. Für mikrobiologische Untersuchungen zur Wasserqualität wurden Proben vor und nach der UV-Desinfektionsstufe genommen. Zur Sicherstellung eines dauerhaften und störungsarmen Betriebes wurde die Anlage in regelmäßigen Abständen überprüft und gewartet.


Ergebnisse und Diskussion

Zur Grauwassernutzung im Gemeindehaus wird in erster Linie Duschwasser verwendet. Die aufgrund der räumlichen Lage und leitungstechnischen Möglichkeiten infrage kommenden Duschanlagen liefern bei einer Frequentierung von ca. 17-20 Personen pro Tag theoretisch ca. 1,5 Kubikmeter Grauwasser, das zur Nutzung nach der UV-Desinfektion für die Toilettenanlage zur Verfügung stehen kann. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß das tägliche Grauwasseraufkommen zum Teil extremen Schwankungen unterliegt. Neben dem Grauwasser wird Regenwasser eingesetzt. Die zur Regenwassergewinnnung nutzbare Dachfläche von 192 Quadratmeter liefert unter Berücksichtigung der jährlichen Niederschlagsmenge für den Raum Zwickau etwa 106 Kubikmeter /Jahr.

Die Transmissionswerte des Grauwassers bei einer Wellenlänge von 254 nm lagen zwischen 30 und 40 %. Anhand dieser Werte und eines Transmissions-/Leistungs-und Effektivitätsdiagrammes wurde ein UV-Reaktor zur Desinfektion von Grauwasser mit 125 W Strahlerleistung und 200-300 l/h Wassermengendurchsatz zum Einsatz gebracht.
Die kombinierte Grau-und Regenwassernutzungsanlage hat folgende Hauptbestandteile: eine zentrale Grauwasserspeicherung, eine zentrale Regenwasserspeicherung, UV-Reaktor, Filtertechnik, Pumpentechnik, Armaturen, Steuer- und Regeltechnik. Das Verfahren funktioniert wie folgt: das Grauwasser von den Duschen und Waschbecken wird über ein Grobfilter geführt und in einem Tank zentral gesammelt. Das zu behandelnde Wasser wird vom Tank mittels einer Pumpe, über ein Feinfilter zum UV-Reaktor gefördert. Der Reaktorbetrieb ist mit dem Pumpenbetrieb gekoppelt, d.h. die Steuerung der Pumpe und des Reaktors erfolgen über eine Maximum/Minimum-Füllstandskontrolle vom Tank für unbehandeltes Grauwasser und vom Tank für desinfiziertes Brauchwasser mittels Magnetventile.Versorgungsengpässe bei geringen Grauwasseranfall werden durch Regenwasser aus dem Regenwassertank ausgeglichen. Die Regenwasserpumpe wird angesteuert mittels einer Minimalfüllstandskontrolle im Grauwassertank über ein Magnetventil. Das Hauswasserwerk versorgt die WC-Anlagen mit aufbereiteten Brauchwasser. Für den Fall, daß die Brauchwasserversorgung für die WC-Anlagen unterbrochen ist oder kein Brauchwasser zur Verfügung steht, erfolgt die Spülwasserversorgung über eine Magnetventilsteuerung aus dem öffentlichen Trinkwasserversorgungsnetz.
Alle Behälter besitzen einen Überlauf und Ablaß für anstehende Reinigungsarbeiten. Das Wasser vom Überlauf und Ablaß mündet in die Kanalisation. Während der Erprobung der Anlage wurden Wasserproben vor und nach der UV-Desinfektion für mikrobiologische Untersuchungen genommen. Die Analysen ergaben, daß das UV-aufbereitete Brauchwasser für die Toilettenspülung einsetzbar ist.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Projektergebnisse wurden auf folgenden Fachmessen vorgestellt:
- Forum Energie und Umwelt Halle im Juni 1996;
- MUT Merseburger Umwelttag 1996.
Die Glauchauer Zeitung stellte die Grau- und Regenwassernutzungsanlage in einem Artikel am 04.09.1996 vor.


Fazit

In Auswertung der täglichen Registrierungen zum Wasserverbrauch sind im Jahre 1997 ca. 100 Kubikmeter Trinkwasser eingespart worden. Um das Volumen des eingesparten Trinkwassers zu erhöhen, wird die Anlage durch Aufstellen zusätzlicher Tanks zur größeren Bevorratung von Regenwasser noch erweitert werden.