Siedlungswasserwirtschaft Siedlungswasserwirtschaft 'gestern' Öffentliche Meinung: stabil Industrie wenig Einfluss Wirtschaft wenig Einfluss Siedlungswasserwirtschaft Infra- strukturen 30 - 100 a Dienst- leistungen 20 - 50 a Konsumenten 30 a Natürliche Ressourcen grenzenlos Gesetze, Normen Anpassungen in 30 a

Siedlungswasserwirtschaft Siedlungswasserwirtschaft heute Öffentliche Meinung: 5a Industrie Anpassung in 5 a Wirtschaft kurze Zyklen Siedlungswasserwirtschaft Infra- strukturen 30 - 100 a Dienst- leistungen: wenig stabil Konsumenten 5 a Natürliche Ressourcen Grenzen erreicht Gesetze, Normen laufende Anpassungen

SWW Siedlungswasserwirtschaft im Umfeld Technische Forschung, Lehre Politik und Gesellschaft Methoden, Technologien und Konzepte Gesellschaftliche, politische, wirtschaftliche Entscheidungsprozesse Bauten technische Systeme Betrieb SWW Informationen Daten, Dokumentation Personal Pläne Stadtentwicklung Praktische Ingenieurarbeit Administration Verwaltung Management Architekten, Planer, Ingenieure zunehmend Sozialwissenschafter

Siedlungswasserwirtschaft: anstehende Probleme Privatisierung Deregulierung: Delegation der Verantwortung Optimierung der Betriebsabläufe Vom beratenden Ingenieur zum Generalunternehmer Ökobilanzen Qualitätsmanagement Informationssysteme ...

Ressourcenverbrauch in der Siedlungswasserwirtschaft Elektrische Energie im Betrieb 1 - 2 % Nutzenergie Warmwasser 5 - 10 % Betonverbrauch 5 - 10 % Kiesverbrauch 10 - 20 % Finanzen (Anteil am BIP) 2 - 4 % Einsparung an Arbeitskraft 10 - 20 % Hygiene, Verlängerung der Lebenserwartung

Sustainable Development Improving the quality of human life while living within the carrying capacity of supporting ecosystems Definition provided by: IUCN / UNEP / WWF

Tatsachen 20% der Weltbevölkerung verbrauchen 80% der Energie Der Energieverbrauch sollte weltweit um 50% reduziert werden Die Weltbevölkerung wird sich bei 10 Mia. stabilisieren Die Wasserversorgung in Zürich verbraucht 12 W E-1 Die Abwasserbeseitigung in Zürich verbraucht 8 W E-1 Die Produktion von Warmwasser braucht in der Schweiz ca. 100 W E-1 In der Schweiz werden ca. 750 W E-1 Elektrizität gebraucht

Produktion von warmem Wasser: Warmwasser wird nur z:T. mit Elektrizität produziert

Umrechnung auf eine ‚solidarische Welt‘ Siedlungswasserwirtschaft % 40 Mia 10 6 80 20 5 . W 750 WE 1 = × - Warmes Wasser % 200 67 . 2 40 13 = ×

Einsparen von Energie Reduktion der Energieverluste! Wasserversorgung: Reduktion des Wasserverbrauchs und der Wasserverluste Produktion von warmem Wasser: Reduktion des Verbrauchs und Nutzung von Sonnenenergie Abwasserbeseitigung: Nutzen des Energie- inhalts und der grauen Energie des Abwassers (Wärme, organische Stoffe, Nährstoffe)

Nachhaltige Technologien? Gesamte, integrierte Systeme betrachten Dienstleistung erbringen, Prozesse analysieren Technologiesprünge zulassen Grosse zeitliche und örtliche Skalen beachten Gradienten als Frühwarnung verfolgen Agieren statt reagieren Übergangsphasen beachten Flexibilität erhöhen

Innovationen umsetzen Innovationen umsetzen? Beispiel Ausgangspunkt ist eine technische Aufgabe: Entsorgen von Urin und Fäkalien aus Siedlungen hygienisch wirtschaftlich zuverlässig nachhaltig Bei mehr Nutzen für alle Beteiligten

Beteiligte Akteure - Stakeholders BenutzerInnen / BürgerInnen EigentümerInnen ArchitektInnen Sanitärinstallateur Lieferant von Sanitärinstallationen Wasserversorgung Entsorgungsbetrieb: Kanalisation, Abwasserreinigung PolitikerIn Verwaltung: Gemeinde, Kanton BeratendeR IngenieurIn ...

Technische Optionen im Umgang mit Schadstoffen Verzichten Substituieren Wiederverwenden Nicht vermischen Umwandeln Verdünnen Einschliessen Verteilen

Komplexität des Systems Einsatz von Ressourcen Bauten, Hardware Betrieb Software Massnahmen an der Quelle Renaturierung der Vorflut Erhöhung der Resilienz

N P Nährstoffe im kommunalen Abwasser Gelb: Anteil aus Urin Biomasse Ablauf 10 g / E d Denitrifikation Biomasse P Ablauf 2 g / E d Fällung

! System 1: Ist Situation End of pipe: Technologie wird auf ARA konzentriert Toilette ARA mit Nährstoff- elimination bestehende Mischkanalisation Mischwasserentlastung Vorflut

System 2: Dezentrale Urinspeicher Landwirtschaftliche Nährstoffnutzung No-mix Toilette Steuerung und Nährstoffaufbereitung Steuerung ARA bestehende Mischkanalisation Mischwasserentlastung Vorflut

System 3: Zentrale Urinspeicher Abtransport und Nutzung in Landwirtschaft No-mix Toilette Urinspeicher ARA bestehende Mischkanalisation Mischwasserentlastung Vorflut

System 4: Vakuumtoilette Bio- gas anlage Energienutzung Grauwasserreinigung im Bodenkörper ohne Fremdenergie zur Dachwasser- versickerung organische Stoffe und Nährstoffe zur landwirtschaftlichen Nutzung Meteorwasser Küche Bad Waschen Vakuum WC org. Abfälle zur Vorflut

System 5: Komposttoiletten Abtransport und Nutzung in der Landwirtschaft Lüftung Speicher Organisches Streumaterial Qualitätskontrolle, Hygiene, Geruch Energie, Stickstoff, Wohnraum

System 6: Komposttoiletten mit Urinseparierung Abtransport und Nutzung in der Landwirtschaft Lüftung Speicher Ev. direkte lokale Nutzung Qualitätskontrolle, Hygiene, Geruch Wohnraum

Von der Technologie zum Technologie-Cluster Dezentrale Urinspeicher: Technik: Neue Sanitärinstallationen und geschulte Installateure Neue Verfahren und Betriebsmodi auf der Kläranlage Markt: Für Nährstoffprodukte Risikoanalyse: Korrosion, Gewässer, Hormone, … Konzept: Politik, Kommune, IngenieurInnen Akzeptanz: Bei ArchitektInnen und deren Kunden Zeithorizont: 30 Jahre Brauchen wir Gesetze, Vorschriften?

Evolution von Technologien Die heutige Siedlungswasserwirtschaft ist über 100 Jahre schrittweise entwickelt worden Zukünftige Systeme werden nicht umfassend entworfen und umgesetzt, sondern ebenfalls in Schritten neu eingeführt und entwickelt Prototypen, Fallbeispiele, … Wir sind gefordert!

Technische Alternativen Ist Zustand Dezentrale Urinspeicher Zentrale Urinspeicher Vakuumtoilette Komposttoilette ... Wie ermöglichen wir, dass sinnvolle neue Wege beschritten werden? l Wie erhöhen wir die Flexibilität bestehender Systeme? l Welche speziellen Systemeigenschaften bringen Kundennutzen? l Offene Fragen

Ein einfaches Beispiel: Wieso werden Pumpen meist so angeordnet?

Und nicht so: Billig und energiesparend? Beispiel von Amery Lovins 1999