Autor: Jan Christian Sievers

Die gewachsene Struktur der Siedlungswasserwirtschaft genügt nicht den Kriterien der Nachhaltigkeit und Ressourceeneffizienz, da sie systemimmanente ökologische und ökonomische Defizite aufweist. Als Alternative bzw. Ergänzung zur bestehenden (Ab-) Wasserinfrastruktur kommen Neuartige Sanitärsysteme (NASS) in Betracht, die auf dem Leitgedanken des Stoffstrommanagements basieren. Damit NASS ihre Potentiale vollständig entfalten können, setzt die Separation von Schwarz- und Grauwasser qualifizierte Behandlungsoptionen voraus. Geeignete Lösungsansätze für Grauwasser fehlen indes, obwohl die Vorteile dieses Teilstroms, wie eine geringere organische Belastung und große Volumenströme mit einem relativ hohen Temperaturniveau, evident sind. Im Rahmen der Arbeit wurde daher eine umfangreiche Literaturrecherche durchgeführt und die erhobenen Literaturdaten bezüglich ihrer Qualität bewertet und statistisch ausgewertet. Um den mangelnden Kenntnisstand hinsichtlich der Grauwassercharakteristik zu ergänzen, wurden die Quantität und chemisch-physikalische Zusammensetzung von häuslichem Grauwasser an vier Standorten untersucht. Die umfangreichen Messreihen führten zu einer maßgeblichen Verbreiterung der Datengrundlage hinsichtlich Grauwasserquantität und -charakteristik. Während der 56 Messtage wurde eine spezielle Probenahmekonstruktion eingesetzt, die eine volumenproportionale Probenahme mit vorgeschalteter Feststoffeentnahme ermöglichte. Mit dieser Probenahmetechnik konnte eine vollumfängliche Erfassung und Bilanzierung des Grauwassers inklusive aller Feststoffe gewährleistet werden. Im Rahmen der Messkampagnen konnte eine Vielzahl neuer Erkenntnisse zu Grauwassermenge und -zusammensetzung gewonnen und einwohnerspezifische Frachten hinsichtlich der relevanten Abwasserparameter CSB, BSB5, TN, TP und TS ermittelt werden. Es wurde festgestellt, dass hinsichtlich der organischen Frachten von Grauwasser ein CSB : BSB5-Verhältnis < 2 angenommen werden darf. Die BSB5-Frachten waren höher, als die Literaturwerte und der Orientierungswert des DWA-A 272 (2014) vermuten ließen. Das CSB-Frachtmittel entspricht gut 45 % der Fracht häuslichen Rohabwassers. Für die Makronährstoffe Stickstoff und Phosphor wurden Frachten ermittelt, die in ähnlichen Größenordnungen wie die Literaturdaten liegen. Die Stickstoff- und Phosphorfrachten von Grauwasser sind aufgrund des Fehlens von Urin und Fäzes deutlich geringer als in häuslichem Abwasser. Das BSB5 : TN : TP-Verhältnis von Grauwasser belief sich auf 100 : 3,2 : 1,2 und wies eine theoretische Stickstofflimitation und folglich eine suboptimale Nährstoffverteilung für eine biologische Abwasserbehandlung auf. Grundsätzlich konnten die Hauptanteile von CSB, BSB5, TN und TP in der Flüssigphase des Grauwassers nachgewiesen werden. Der Beitrag der Grauwasserfeststoffe mit Partikelgrößen > 200 µm an der Gesamtfracht lag, bezogen auf die Parameter CSB, TN und TP, zwischen 3 – 8 %. Neben den Parametern hinsichtlich der Organik- bzw. Nährstofffrachten wurden die Grauwasservolumenströme und -temperaturen ermittelt. Mit rd. 21 °C besitzt Grauwasser eine höhere Durchschnittstemperatur als kommunales Abwasser. Zwischen der Temperatur und dem Volumenstrom konnte ein mittlere bis starke positive Korrelation nachgewiesen werden. Insgesamt ermöglichen die aus den Messkampagnen abgeleiteten Zulauffrachten eine genauere Bemessung von Grauwasserbehandlungsanlagen sowie eine bessere Abschätzung des Nutzungspotentials von Grauwasser und sind daher von praktischer Relevanz.