Sanitärkonzept ländlicher Raum

Simulationsstudien · Neue Sanitärstrategien · Integrierte Siedlungstechnik

Pilotprojekt
Lambertsmühle zu Burscheid

Bilder vom Projekt

Lambertsmühle zu Burscheid

Darstellung des differenzierenden Abwasserkonzeptes
Das Forschungsprojekt "Lambertsmühle"
Der Abschlußbericht des Forschungsprojekts

Die Lambertsmühle, eine Wassermühle im Wiembachtal, steht unter Denkmalschutz. Sie wird zur Zeit zu einem Museum umgebaut, das zukünftig den Weg "Vom Korn zum Brot" anschaulich darstellen soll.

Durch die Restaurierung der Gebäude wurde auch eine Sanierung des Abwassersystems erforderlich. Bisher wurden alle Abwässer der Lambertsmühle in einer abflusslosen Grube gesammelt. Das neu erarbeitete Abwasserkonzept berücksichtigt den natürlichen Wasser- und Stoffkreislauf.

Das Abwasserkonzept der Lambertsmühle stellt einen wichtigen Schritt in Richtung nachhaltiger Wasser- und Abwasserwirtschaft im ländlichen Raum dar. Durch die Trennung des häuslichen Abwassers in Teilströme und die Wiederverwertung von Nährstoffen als Dünger kann der Nährstoffkreislauf geschlossen werden. Dieser geschlossene Kreislauf beinhaltet nicht nur "Vom Korn zum Brot" - das Motto des Museums Lambertsmühle - sondern auch umgekehrt wieder den Schritt "Vom Brot zum Korn".

Die Konzeptentwicklung und Planung bis zur Ausschreibung wurde von OtterWasser GmbH durchgeführt. Ende Mai 2000 haben der Wupperverband und der Verein zur Förderung der Lambertsmühle zu Burscheid e.V. mit dem Bau der Sanitär- und Abwasserbehandlungsanlagen begonnen und diese mittlerweile fertiggestellt.

Darstellung des differenzierenden Abwasserkonzeptes

Das hier angewandte Abwasserkonzept ist für Einzelhäuser und kleinere Siedlungen geeignet. Für dieses Einsatzgebiet kann es ein kostengünstiges und wartungsarmes System darstellen.

Separierende Toiletten ermöglichen die getrennte Erfassung und Ableitung von Urin und Fäkalien als Gelbwasser bzw. Braunwasser. Das Gelbwasser wird über eine gesonderte Leitung abgeleitet und in einem Gelbwasserspeicher bis zur Abfuhr und Nutzung in der Landwirtschaft gelagert.

Das Braunwasser wird ebenfalls separat abgeleitet und einem Rottebehälter (Kompostfilter) zugeführt. Hier findet eine Vorkompostierung der Fäkalien statt. Nach einer einjährigen Ruhephase wird das Rottegut aus dem Rottebehälter entnommen und auf einem Kompostplatz zusammen mit Bioabfall aus Küche und Garten nachkompostiert. Der reife Kompost kann zur Gartenpflege eingesetzt werden und stellt einen Humusdünger mit langanhaltender Düngewirkung dar. Das bei der Fäkalienentwässerung im Rottebehälter anfallende Wasser (Filtrat) ist aufgrund der Urinseparation nährstoffarm, da die gelösten Nährstoffe größtenteils im Urin vorliegen. Das Filtrat kann deshalb in der Grauwasseranlage mitbehandelt werden.

Das Grauwasser wird in einem Sedimentationsbecken vorgereinigt und anschließend zusammen mit dem Filtrat aus dem Rottebehälter zur vertikal durchströmten Pflanzenkläranlage gepumpt. Das gereinigte Wasser kann dann, je nach Bedarf und örtlichen Verhältnissen in die örtliche Vorflut eingeleitet, versickert oder zur Bewässerung im Garten eingesetzt werden.

Die Grauwasserbehandlung ist auch mit anderen Abwasserbehandlungssystemen möglich. Pflanzenkläranlage zeichnen sich durch den Vorteil eines geringen Energieverbrauchs und bei richtiger Konstruktion eines geringen Wartungsaufwandes aus.

Die einzelnen Elemente des Anlagenkonzepts zeigt die Prinzipskizze in Bild 1. Tabelle 1 stellt diese Elemente mit ihrer Anlagenfunktion in einer Übersicht dar. Bild 2 zeigt das Fliesschema des nachhaltigen Abwassersystems unter Beachtung des Nährstoff- und Wasserkreislaufs.

Schema
defferenziertes Abwasserkonzept für ländlichen Raum
Bild 1: Prinzipskizze des Sanitär- und Abwasserkonzepts für den ländlichen Raum

Element	Funktion
Wasserfreie Urinale	Erfassung des unverdünnten Urins (optional)
Sortierende Toiletten (separierende)	Erfassung gering verdünnten Urins, Erfassung gering verdünnter Fäkalien
Gelbwasserspeicher	Sammlung und Lagerung des Gelbwassers
Rottebehälter	Sammlung und Kompostierung des Dickstoffanteils aus den verdünnten Fäkalien, Abtrennung der Feststoffe
Gartenkompost	Nachkompostierung des vorkompostierten Dickstoffanteils aus dem Rottebehälter gemeinsam mit Küchenabfällen und Gartenschnitt
Vorklärung	mechanische Vorklärung des Grauwassers
Pflanzenkläranlage	Reinigung des vorgeklärten Grauwassers und Filtrats

Tabelle 1: Elemente des vorgeschlagenen Anlagenkonzepts

Bild 2: Fliesschema mit Nährstoff- und Wasserkreislauf

Seitenanfang

Das Forschungsprojekt "Lambertsmühle"

Durch das Ministerium für Umwelt und Naturschutz, Landwirtschaft und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen wird seit 2001 das Forschungsprojekt "Zukunftsfähiges Abwassermanagement im ländlichen Raum" gefördert. Das Projekt soll die technische, ökonomische und organisatorische (soziale) Machbarkeit von Teilstrombehandlung und getrennter Schließung der Wasser- und Nährstoffkreisläufe am Beispiel der Lambertsmühle prüfen und umsetzbare zukunftsfähige Lösungen für ähnliche Standorte empfehlen. Am 15. Mai 2003 wurde das Forschungsprojekt mit einer Abschlusstagung beendet.

Methoden

Verschiedene Partner waren in das Forschungsvorhaben involviert und bearbeiteten die folgenden Teilaufgaben:

Effizienz der Teilstromtrennung auf der Basis von Konzentrationen und Massenbilanzen
Sammlung von Erfahrungen mit Teilstromsystemen und Erarbeitung von Vorschlägen für weitere Entwicklungen
Erfahrungen mit der Lagerung, Behandlung und Anwendung von Nährstoffen aus dem Urin
Untersuchungen die den Betrieb der verschiedenen Systemkomponenten betreffen (Toiletten, Behandlung, Nutzung)
Untersuchungen zur Nährstoffnutzung in der Landwirtschaft durch Laborexperimente und Anbauversuche
Untersuchungen der hygienischen Belange
Messungen von persistenten organischen Schadstoffen (Pharmazeutika, Hormone, usw.) in den verschiedenen Teilströmen und der Einfluss der Lagerung und Behandlung, insbesondere beim Urin
Empfehlungen für die Optimierung von Teilstromsystemen

Die Umsetzung dieser Aufgaben wurde durch verschiedene Messkampagnen und Untersuchungen während des normalen Betriebes begleitet.

Resultate

Als Ergebnisse des Betriebes des urinseparierenden Systems können genannt werden:

Nicht jede Urinseparationstoilette kann empfohlen werden, insbsesondere bei der Benutzung durch Kinder
Der gesammelte Urin hat eine sehr hohe Konzentration an Nährstoffen
Der Stickstoffverlust bei der Urinsammlung und -lagerung kann unter neutralen als auch sauren Lagerbedingungen vernachlässigt werden
Die Urinlagerung unter sauren Bedingungen führt zum Absterben von pathogenen Keimen und hat eine hygienisch unbedenkliche Düngeflüssigkeit zur Folge
Persistente organische Schadstoffe kommen vornämlich im Urin vor. Spezifische Substanzen werden bei der Lagerung im sauren Milieu abgebaut.
Der Feststoffrückhalt im Rottebehälter durch die Rottesäcke ist sehr effektiv. Der Kompostierungseffekt kann bisher vernachlässigt werden.
Durch die Teilstromtrennung sind die Ablaufwerte des bewachsenen Bodenfilters hinsichtlich der Stickstoffkonzentration sehr gering.
Erste Ergebnisse der landwirtschaftlichen Untersuchungen weisen auf eine gute Effizienz der gewonnenen Düngestoffe bei speziellen Pflanzen. Weitere Untersuchungen und Versuche werden durchgeführt.

Die wachsende Aufmerksamkeit die persistenten organischen Schadstoffen, die durch menschliches Abwasser in die Oberflächengewässer eingeleitet werden, unterstreicht die Bedeutung der Teilstromtrennung. Mit der Separation von Urin kann die Einleitung dieser Schadstoffe in die Umwelt reduziert werden. Zusätzlich wird die in die Gewässer eingeleitete Nährstofffracht reduziert und künstliche Dünger können durch die gewonnenen Düngesubstrate ersetzt werden.

Zusammenfassung

Die Ergebnisse des Forschungsprojekt sind sehr vielversprechend und unterstreichen die Vorteile teilstromtrennender Systeme. Die Effizienz der Abwasserbehandlung kann durch die Teilstromtrennung erhöht werden. Urin kann als sehr guter Düngestoff Verwendung finden und ist unter speziellen Lagerbedingungen ein hygienisch unbedenklich. Offene Fragen, wie die Wirkung persistenter organische Schadstoffe bei der landwirtschaftlichen Nutzung des Urins, müssen in Folgeprojekten untersucht werden.

Der Abschlussbericht zum
Forschungsprojekt "Lambertsmühle"

Hier können Sie den Tagungsband der Abschluss-Tagung des zweijährigen Forschungsprojektes am 15.Mai 2003 herunterladen (ca. 1 MB).

Hier finden Sie den Tagungsband mit einer verbesserten Qualität (ca. 10 MB).

Weitere Informationen zum Forschungsprojekt finden sie hier.

Das hier vorgestellte Konzept kann je nach Randbedingungen auch anders aufgebaut werden. Besonders interessant ist die Einbeziehung in die regionale Planung. In jedem Falle sind die Hintergründe und Motivationen den betroffenen Bewohnern darzustellen, um eine gute Akzeptanz zu erreichen.

Seitenanfang Home