Abwasserbehandlung – zentral, dezentral, hybrid
Am Beispiel des Wassers ist gut erkennbar, dass es Kreisläufe in unterschiedlichen Grössenordnungen gibt: vom ganz grossen, natürlichen Wasserkreislauf bis zum ganz kleinen wie etwa bei der direkten Wiederverwendung von leicht verschmutztem Abwasser (Grauwasser) im Gebäude. Auch bei der Behandlung des Abwassers gibt es verschiedene Ansätze mit unterschiedlich grossen Kreisläufen – zentrale, dezentrale und hybride. An der Eawag werden diese Ansätze sowie unterschiedlichste Technologien in diversen Projekten erforscht, um die Lösungen zu finden, welche am nachhaltigsten sind und zu den lokalen Bedingungen passen.
Die zentrale Behandlung von Abwasser aus Städten und Dörfern ist eine gute Möglichkeit und in der Schweiz das dominierende System. Sämtliche Abwässer werden mit Hilfe der Kanalisation gesammelt und an eine zentrale Abwasserreinigungsanlage (ARA) geleitet, welche das Abwasser reinigt und in die natürlichen Gewässer einleitet. In diesen ARA können Ressourcen wie Stickstoff, Phosphor oder organischer Kohlenstoff zurückgewonnen werden. Aufgrund der Vermischung sämtlicher Stoffe und der grossen Verdünnung kann dies jedoch aufwändig sein. Und in vielen Ländern der Welt sind zentrale System wegen der fehlenden Kanalisation oder Wasserknappheit nicht umsetzbar.
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Stickstoffrecycling mittels Luftstrippung
Die Aufbereitung von Abwasser direkt vor Ort ist für viele Situationen interessant: an Orten ohne Kanalisationsnetz oder mit veralteter Infrastruktur, für temporäre Zwecke (z.B. bei Veranstaltungen oder zeitweisem Wassermangel) oder im öffentlichen Verkehr (z.B. Zugtoiletten). Werden die verschiedenen Abwasserströme getrennt, lässt sich daraus Wasser für die Wiederverwendung im Garten oder in sanitären Anlagen rückgewinnen, ausserdem Nährstoffe für die Verwendung als Dünger sowie organisches Material etwa in Form von Pellets zum Heizen.
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Je nach Bedingungen vor Ort, können auch Kombinationen aus zentralen und dezentralen Behandlungen sinnvoll sein. In solchen hybriden Systemen kann beispielsweise der Urin dezentral zu Dünger aufbereitet werden, während Grauwasser (leicht verschmutztes Abwasser) und Schwarzwasser (Fäkalien, Toilettenpapier und Spülwasser) weiterhin in die Abwasserreinigungsanlage (ARA) geleitet werden. Dadurch werden die Nährstoffe an der Quelle abgetrennt und die Prozesse innerhalb der ARA entlastet.
Nebeneinander der Systeme
Jedes dieser drei Systeme hat seine Chancen und Herausforderungen. Daher wird es auch in Zukunft ein Nebeneinander der unterschiedlichen Ansätze geben. Dabei müssen neben der Wiederverwendung von Ressourcen auch Energiebedarf, Treibhausgasemissionen, Kosten, Prozessstabilität und Qualität des behandelten Abwassers berücksichtig werden. Die Eawag arbeitet an diesen Fragen, um für die Zukunft ein Portfolio an Lösungen anbieten zu können.