Wertvolles Schwarzwasser

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Wertvolles Schwarzwasser
Wolfgang Kuck vor einem der Schwarzwassertanks. Foto: Neidlein

In der Jenfelder Au in Hamburg entsteht das größte Wohnquartier Europas, in dem aus Abwasser dezentral Strom und Wärme erzeugt wird. Schwarzwasser aus den Toiletten, Grauwasser und Regenwasser wird vor Ort getrennt erfasst und behandelt.

Unter dem Slogan „Am Wasser zuhause“ entsteht auf dem ehemaligen Kasernenareal in Hamburg-Wandsbek ein Wohnquartier für über 2.000 Menschen, in einer Mischung aus Eigentums- und Mietwohnungen, Mehrgenerationenhäuser, Baugemeinschaften und Kleingewerbe. Doch der Clou ist der Hamburg Water Cycle (HWC), ein neuartiges Abwassersystem, das der kommunale Versorger Hamburg Wasser entwickelt hat. Es kombiniert dezentrale Energieerzeugung und Abwasserentsorgung. Mehrere hundert Wohnungen sollen daran angeschlossen werden. „Damit betreten wir Neuland und setzen weltweit Maßstäbe für ökologische Nachhaltigkeit“, sagt Wolfgang Kuck. Der 60-jährige betreut das Vorhaben als Projektleiter Betrieb bei Hamburg Wasser schon seit 2011. „Wichtigster Baustein des HWC ist die getrennte, dezentrale Erfassung, Sammlung und Behandlung verschiedener Abwässer, die sogenannte Teilstrombehandlung“, erklärt er. Dagegen fließen bei konventionellen Entwässerungssystemen alle im Haushalt anfallenden Abwässer zusammen und dieses Gemisch muss aufwändig in einem entfernten Klärwerk behandelt werden.

In der Jenfelder Au wird Regenwasser nicht in die Kanalisation geleitet, sondern fließt über Gräben, Mulden und Kaskaden in Rückhalteteiche und prägt so den Charakter des Quartiers. Auf diese Weise wird auch das Mikroklima verbessert und bei Starkregen kommt es nicht so schnell zu einer überlasteten Kanalisation. Gering verschmutztes Grauwasser aus Küche und Bad wird über ein separates Rohrsystem mit Fließgefälle in den Betriebshof am Rande der geplanten Siedlung geleitet. Dort wird es energiesparend geklärt und naturnah abgeleitet.

Basis der dezentralen Energieerzeugung ist das stark verschmutzte Toilettenwasser, das sogenannte Schwarzwasser. Anstelle von herkömmlichen Spülklosetts werden in den Haushalten Unterdrucktoiletten, auch Vakuumtoiletten genannt, installiert. „Mit ihrem sehr geringen Bedarf von gerade einmal 0,8 bis 1,2 Liter Wasser pro Spülgang sorgen sie für eine hohe Konzentration des organischen Anteils im Schwarzwasser“, erklärt Kuck. Über ein eigenes Unterdruck-Rohrsystem wird das Schwarzwasser weitestgehend unverdünnt abgeleitet und in dem Betriebshof zusammen mit weiteren Substraten anaerob behandelt. Dabei entsteht methanhaltiges Biogas, etwa drei Liter pro Liter Schwarzwasser. Weitere organische Stoffe wie beispielsweise Fette und Speisereste können in der Vergärungsanlage mit behandelt werden und zusätzlich Energie liefern.

Insgesamt wird die täglich anfallende Biogasmenge auf etwa 1.300 Kubikmeter veranschlagt. Über Kraft-Wärme-Kopplung wird das Biogas vor Ort zur Erzeugung von Strom und Wärme genutzt. Ein Teil davon wird für den Betrieb der Aufbereitungsanlage benötigt, der Rest kann für die Energieversorgung des Quartiers genutzt werden. Kuck rechnet damit, dass auf diese Weise rund 50 Prozent des Strombedarfs und über 40 Prozent des Wärmebedarfs des neuen Stadtviertels gedeckt werden können.  Aus den Gärresten soll zudem wertvoller Dünger gewonnen werden, der zusätzlich vermarktet werden kann, so die Idee. „Durch ein solch dezentrales System werden Stoffkreisläufe geschlossen und die Abwasserentsorgung zukunftsfähig gemacht“, ist Kuck zuversichtlich.

Für aride Regionen bietet der Hamburger Water Cycle zusätzlich die Möglichkeit, das gereinigte Grauwasser wieder in Haushalten zu nutzen und so kostbares Trinkwasser zu sparen. In der Jenfelder Au lohne sich dies aufgrund des vergleichsweise niedrigen Trinkwasserpreises sowie des zusätzlichen Investitionsaufwands nicht. Der wichtigste Kostenvorteil des HWC gegenüber der bisher üblichen Abwasserreinigung in zentralen Kläranlagen ist die fehlende Notwendigkeit eines teuren und energieintensiven biologischen Belebungsverfahren“, unterstreicht Kuck. Allein im Hamburger Klärwerk frisst dies jährlich rund 80 Millionen Kilowattstunden Strom.