Grauwasseraufbereitung vertEco FELZ ZWEI

Vertikales Ökosystem für Grauwasser-Reinigung

Das Projekt an der Girhaldenstrasse wird das erste Mehrfamilienhaus in der Schweiz, welches über ein vertikales Ökosystem zur Grauwasserreinigung verfügt. In Zusammenarbeit mit der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften und alchemia-nova, wird eine natürliche Grauwasseraufbereitungsanlage umgesetzt. Dabei wird das Grauwasser (Abwasser von Duschen, Handwaschbecken, Küche, Waschmaschine) gereinigt und für die WC-Spülungen und Gartenbewässerung wiederverwendet. Dadurch werden bis zu 50% des Trinkwassers eingespart und die öffentliche Kanalisation stark entlastet.

Vorteile

  • Wassereinsparung von bis zu 50%
  • Klimatisierung der Umgebungsluft durch Transpiration (Befeuchtung, Kühlung)
  • Wasserkreislauf schliessen
  • Nährstoffkreislauf schliessen
  • Chemikalienfreies und ressourcenschonendes Reinigungsverfahren, ohne Verbrauchsmaterialien
  • Einsparung von natürlichen Ressourcen
  • Besseres Wohlbefinden für Menschen aufgrund von Begrünung
  • Ästhetisch ansprechende und vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten
  • Filterung von Luftschadstoffen
  • Erhöhung der Biodiversität
  • Einsparung von Kosten und Energie für die Infrastruktur der Wasserversorgung

Ausgangslage

Wasser ist weltweit eine kostbare Ressource. Spätestens seit dem Sommer 2018 ist klar, dass die Ressource Wasser auch in der Schweiz, dem Wasserschloss Europas, endlich ist. Dabei ist nicht nur die zukünftige Verknappung ein Problem, sondern vor allem die durch den Klimawandel verursachten zunehmenden Schwankungen des Niederschlags.

Die zunehmende Konzentration der Bevölkerung auf Städte und der steigende Lebensstandard verursachen eine stetige Zunahme des Wasserbedarfs. Hinzu kommen klimatische Veränderungen, ansteigende Temperaturen, eine veränderte Niederschlagsverteilung und längere Dürreperioden. Immer eminenter wird daher die Frage nach dem nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser, auch in der Schweiz.

Um den gegenwärtigen und zukünftigen Herausforderungen zu begegnen, braucht es deshalb innovative Lösungen im Umgang mit Abwasser.

Die Studentin Laila Lüthi von der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) hat im Frühling 2020, in einer von VBAU mitbetreuten Projektarbeit zum Thema Grauwasseraufbereitung am Mehrfamilienhaus FELZ ZWEI, individuelle Lösungen zur Wassereinsparung erarbeitet.

Grauwasser

In der Schweiz macht das Grauwasser 66% des häuslichen Abwassers aus (SVGW, 2018). Da das Grauwasser frei von Urin und Fäkalien und daher nur gering verschmutzt ist, eignet es sich besonders für die lokale Aufbereitung. Durch die zusätzliche Wiederverwendung von Grauwasser kann bis zu 50% (alchemia-nova, 2020) des Trinkwasserbedarfs eingespart und die öffentliche Kanalisation stark entlastet werden.

Ökosysteme für die Grauwasserreinigung

Neben aufwendigen technischen Lösungen für die Grauwasserreinigung forschen verschiedene Hochschulen und Unternehmen am Einsatz von Ökosystemen für eine natürliche Reinigung des Grauwassers.

Das Grauwasser wird dabei einem bepflanzten Filter zugeleitet. Dabei erzeugt das Wurzelgeflecht im Substrat die notwendige Filterwirkung. Die weitere Reinigungswirkung wird erzeugt durch den Stoffwechsel der im Substrat lebenden Mikroorganismen . So werden Verunreinigungen wie Seife, Waschmittel und organische Substanzen als Pflanzennährstoffe verwendet. Schadstoffe und mikrobielle Krankheitserreger werden auf verschiedene Weise durch Pflanzen und Mikroorganismen eliminiert.

Das System «vertECO»

Die Arbeit von Laila Lüthi (unten verlinkt) hat ergeben, dass eine punktuelle Fassadenbegrünung zur Grauwasseraufbereitung für das Projekt FELZ ZWEI am geeignetsten ist. Aufgrund dessen, setzen wir, in Zusammenarbeit mit der Firma Alchemia-Nova (Spin-off der Uni BOKU, Wien), erstmals in der Schweiz das natürliche System vertECO um.

Für die dezentrale Aufbereitung von Grauwasser hat die Firma alchemia-nova die vertECO-Technologie entwickelt. Diese behandelt Grauwasser in Form eines vertikalen Ökosystems in einer Pflanzenkläranlage. Das zugrunde liegende Prinzip ist die Verwendung spezifischer Pflanzenarten in einer speziellen Reihenfolge, um die Reinigung von verschmutztem Wasser durch mikrobiologische Aktivitäten in der Wurzelzone zu fördern.

Die vertikale Anordnung optimiert die Raumnutzung und stützt sich auf die Schwerkraft, um das Wasser über das System zu verteilen. vertECO kann im Freien oder in Gebäuden installiert werden. Diese Faktoren ermöglichen die Schlüsselinnovation, Ökosystemdienstleistungen und grüne Ästhetik direkt ins Gebäude zu integrieren, was zu zahlreichen Vorteilen führt.

vertECO ist eine zuverlässige Lösung für die Behandlung von feststoff- und fäkalienfreiem Abwasser, die sehr hohe Schadstoffentfernungsraten bei geringem Energieverbrauch bietet. Die Funktionsweise des Systems wurde durch zweijähriges Monitoring in Zraunig et al. (2019) wissenschaftlich nachgewiesen.

Grauwassernutzung für das Projekt FELZ ZWEI

Beim Projekt FELZ ZWEI wird das «vertECO-System» erstmals in der Schweiz eingesetzt. Das Grauwasser wird über separate Leitungen, getrennt vom Schwarzwasser über einen Fettabscheider in einen Wassertank geführt. Von da wird es in der Grauwasseraufbereitungsanlage vertECO natürlich gereinigt und in einem Brauchwassertank gespeichert. Von dort aus steht das gereinigte Wasser für die WC-Spülungen und Gartenbewässerungen wieder zur Verfügung. Bei Überlastung oder Ausfall der vertECO-Anlage wird das Grauwasser über den Notüberlauf in die Kanalisation geleitet.

Das Brauchwasser ist somit nicht als Trinkwasser und auch nicht für Hautkontakt vorgesehen. Das aufbereitete Brauchwasser wird über die Toilettenspülung in die Kanalisation geleitet oder bei der Gartenbewässerung oberflächlich versickert. Die Wasserqualität wird durch ein Monitoring regelmässig geprüft und in der Zusammenarbeit mit der Hochschule ZHAW analysiert und optimiert.

Dadurch wird die öffentliche Kanalisation um mind. 40% entlastet, was jährlich ca. 400‘000 Liter Wasser entspricht. Zudem wird genauso viel Trinkwasser eingespart.

Links

Semesterarbeit «Abwassernutzungskonzepte am Beispiel FELZ ZWEI» von Leila Lüthi (pdf)
alchemia-nova.net

ZHAW – IUNR Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen

Alle Bilder Copyright © 2021 alchemia-nova

Illustration vertEco System
Prinzip des vertEco-Systems (Quelle: alchemia-nova.net)
Vertikale Pflanzenkläranlage vertEco (Quelle: alchemia-nova.net)
Pflanzenkläranlage im Schema-Schnitt (Quelle: alchemia-nova.net)