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Kostbares Schwarzwasser

Hamburg Wasser. Erst die Tanks, dann das Gebäude: Einbau der beiden riesigen Schwarzwassertanks im Keller des Pumpwerks. (Foto: HC Neidlein)
Hamburg Wasser. Erst die Tanks, dann das Gebäude: Einbau der beiden riesigen Schwarzwassertanks im Keller des Pumpwerks. (Foto: Hamburg Wasser)

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. Der Betreiber Hamburg Wasser sieht hierin die Zukunft.

10.05.2017 – Am ehemaligen Exerzierplatz weist ein Schild „Besucherzentrum“ den Weg in den ersten Stock des angrenzenden, denkmalgeschützten Kasernengebäudes. Lichter an, und die schöne neue Welt der Jenfelder Au wird sichtbar, zumindest im Modell und per Videoanimation. Viel Grün und Freiflächen, geschwungene Kanäle, Teiche, und ansprechende, mehrgeschossige Stadthäuser mit großen Fenstern und Klinkerfassaden in Rot, Braun oder Ocker. 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.

Hamburg Water Cycle

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 stolz. Der 60-jährige betreut das Vorhaben als Projektleiter Betrieb 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.

Viel Platz für Regenwasser

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.

Schwarzwasser als Basis

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.

Täglich 1.300 Kubikmeter Biogas

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.

Small is beautiful

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.

Markt entwickelt sich erst

Doch sparen auch die Verbraucher durch die dezentrale Abwassertechnik Geld? „Unser System amortisiert sich für die Kunden innerhalb von rund zehn Jahren“, sagt Kuck. Zwar spart ein Haushalt jährlich gut 170 Euro an Wasser- und Abwassergebühren ein, doch die Unterdrucktoiletten sind derzeit noch teurer als herkömmliche Systeme. „Bisher gibt es nur einen kleinen Markt für Vakuumtoiletten“, so der Projektleiter. Denn nur wenige Hersteller bieten Unterdrucktoiletten für Hausinstallationen an, die analog zu klassischen Spültoiletten aus Keramik hergestellt sind. „Wir unterstützen die Bauträger, Architekten und Verbraucher und stehen beratend zur Seite“, erzählt Kuck.

Dies gilt auch für den richtigen Umgang mit der neuen Technik. Denn aufgrund der kleineren Rohrdurchmesser sind die Vakuumtoiletten bei Nutzerfehlverhalten – beispielsweise durch die Entsorgung von Katzenstreu – anfälliger für Verstopfungen. Auch beim Schallschutz gibt es zusätzliche Anforderungen in den Wohnungen, weil die Unterdrucktoiletten lauter sind als herkömmliche Spülklosetts. „Unsere Beratung wird sehr gut angenommen und die meisten Leute sind für das neue System sehr aufgeschlossen“, berichtet Kuck.

Blitzeblanke Schwarzwassertanks

Insgesamt stieg jedenfalls die Nachfrage stark an. 830 Wohneinheiten in dem Quartier sollen entsprechend ausgerüstet und an das HWC angeschlossen werden, nach den ursprünglichen Planungen waren es 570. Die ersten Bewohner zogen im Februar in die 20 Wohnungen eines Mehrgenerationenhauses der Baugemeinschaft Jenfelder Au, nun sollen die ersten 34 Eigentumswohnungen eines Bauträgers bezogen werden.

„Die Rohre sind schon alle verlegt“, erzählt Kuck bei einer Rundfahrt über das weitgehend noch kahle Gelände. Schräg gegenüber, auf einem angrenzenden kleinen Gewerbegebiet, ist ein rechteckiges weißes Gebäude mit hohem hellem Kamin zu sehen, das Blockheizkraftwerk des Quartiers. Daneben steht ein kompakter Flachbau, das Schwarzwasserpumpwerk: im Erdgeschoss Schaltschränke mit Displays, in einem separaten Raum blau gestrichene Vakuumpumpen, dahinter Rohre, Druckanzeigen und Abluftfilter. Im Keller steckt das Herzstück des Gebäudes, zwei große blaue Schwarzwassertanks. Alles glänzt blitzeblank, wie aus dem Ei gepellt. Hans-Christoph Neidlein

   

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Redaktion energiezukunft

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