WO2013013689A1 - Verfahren und anlagen zur semizentralen behandlung, aufbereitung und nutzung von biogenen stoffströmen in agro-urbanen siedlungssystemen im sinne einer ressourcenschonenden kreislaufwirtschaft - Google Patents

Verfahren und anlagen zur semizentralen behandlung, aufbereitung und nutzung von biogenen stoffströmen in agro-urbanen siedlungssystemen im sinne einer ressourcenschonenden kreislaufwirtschaft Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to methods and systems for the semi-central treatment and treatment of biogenic material flows in agro-urban settlement systems by utilization and / or conversion of liquid and solid organic biomass such as waste water, biowaste, emmentaries, green waste and other biogenic residues in terms of a resource-saving circular economy.
  • the current, mainly centrally organized supply and disposal systems such as sewage treatment plants, landfills, water and energy supply systems are due to their inflexibility and inertia the drastically changing demographic and
  • CONFIRMATION COPY Yields about 70% of the water needs.
  • Wastewater treatment and purification is given special importance in this context. With great energy expenditure, central sewage treatment plants are operated for municipalities, cities and entire settlements. Without question, globally speaking, it will be necessary to reduce the amount of waste water produced by humans and to recycle the wastewater. Thus, there is a need for methods and systems whereby waste recyclables are separated in wastewater and reused for reuse (e.g.
  • Humus substrate or plant nutrient can be processed. Also, the purified waste water should not, as before, be discharged into waters or seep, but increasingly find use as process or process water. Due to the
  • Gray water not or only conditionally.
  • Black water refers to the wastewater in the toilet, ie urine, feces and rinse water.
  • Gray water means the remaining wastewater, which is produced in the kitchen and bathroom, during washing, cleaning, etc. While in black water the largest proportion of organic matter and
  • gray water Plant nutrients, the gray water is to be described as significantly less contaminated. Even under hygienic aspects, the black water is more heavily loaded due to the pathogenic germs contained. This results in the gray water comparatively lower treatment costs than for black water. However, the amount of gray water to be treated in average catchment areas is far above that of black water. There is still no economic, semi-central and
  • circuit-closing solution for a high-quality treatment of greywater to use or irrigation water or a material and / or energy recovery of
  • DE 10 2009 017 125 A1 describes a process for the treatment of water, in particular of surface, service, brackish and / or gray water
  • Drinking water in which the water is first sucked in via a prefiltration and then subjected under pressure to micro and / or ultrafiltration with a subsequent nanofiltration.
  • Other methods and equipment for the purification of wastewater are
  • Sub-sewer pumped wastewater and then treated anaerobically and / or aerobically.
  • the domestic wastewater is enriched with organic substances and separated after anaerobic pretreatment. This creates a Separate removal of biogas, anaerobically treated wastewater and incompletely digested sludge.
  • the invention has for its object to provide methods and systems that take into account such supply and disposal strategies in settlement systems and make appropriate use of the resulting material flows in terms of a resource-efficient recycling economy and recover.
  • This object is achieved by a method for the semi-central treatment of biogenic material streams according to claim 1 and a semi-central plant for the treatment of such material streams in the sense of a resource-conserving circular economy.
  • the inventive method and the system are characterized by the fact that they not only, as usual in waste disposal and receive wastewater or biowaste streams and treat it to reduce the risks to man and the environment, but that they also from these streams Generate high quality products.
  • the organic and mineral loads contained in sewage, biowaste and other biogenic streams from a defined catchment area, such as Plant nutrients are the basis for the production of growing media, soil additives and organic fertilizer.
  • the remaining liquid streams are processed in several stages of treatment to industrial and irrigation water, in turn, in the intermediate steps products such. herbal biomass arise.
  • the purified waste water is stored in large underground cisterns and / or trenches and / or open basins and is available as process water for household and commercial use as well as for horticultural and / or agricultural irrigation.
  • the arrangement of the underground cisterns and / or trenches takes place to save space preferably below the devices and / or the
  • the cisterns and / or trenches can in a further embodiment simultaneously as Heat storage and / or buffer storage are used to heat energy, which generates the plant according to the invention or parts of this itself / generate and / or which is generated in the catchment area, so as to other parts of the system and / or processes and / or the respective catchment area with To supply heat energy.
  • Processes and plants according to the invention by linking the treatment of biogenous material streams (for example, waste water, biowaste, crop residues, etc.) and crop cultivation in
  • biogenous material streams for example, waste water, biowaste, crop residues, etc.
  • Wastewater treatment gases such as carbon dioxide (C0 2 ), nitrous oxide (N 2 0) or ammonia (NH 3 ), can be collected by suction and introduced into adjacent vegetable greenhouses, where they in crop production to significant yield increases (up to 30%) to lead. At the same time an emission of the climate-damaging gases C0 2 and / or N 2 0 is prevented in the atmosphere.
  • C0 2 carbon dioxide
  • N 2 0 nitrous oxide
  • NH 3 ammonia
  • the system according to the invention is the cultivation of crops in one
  • Cultivation of crops in attached greenhouses is also a settlement of adapted gardening and agriculture in the immediate vicinity of the
  • "agro-urban systems" can emerge, which are characterized by an intelligent coupling of settlements and sustainable agriculture.
  • new settlements, neighborhoods, etc. are created on land that has previously been used for agriculture, compensation could be provided for the farmers concerned, as they can achieve relatively high yields even on smaller land due to the significant increase in land yields.
  • the method according to the invention thus comprises the treatment of different biogenic material flow circuits in a settlement system, for example a residential complex, or in whole cities or villages.
  • the core idea is the utilization of wastewater streams generated by households, industrial plants and agriculture, biogenic waste products and biogenic residues.
  • inventive method provides for utilization and / or conversion of liquid and solid organic biomass such as wastewater, biowaste, crop residues, green waste and other biogenic residues in intelligent, sustainable material flow circuits within defined catchment areas such as settlements, villages, neighborhoods, etc.
  • Catchment area The definition of the catchment area depends on the spatial and socio-economic conditions as well as on the political conditions such as Administrative boundaries (municipality, city, district, district, etc.). Care must be taken to ensure that the catchment area is as similar as possible to spatial and socio-economic factors
  • Devices according to the invention should not be too large to avoid complex transport facilities and expenses for the supply and supply of structures located in the catchment area.
  • the wastewater for example, should be divided into black water and gray water in the buildings and facilities of the catchment area as far as possible.
  • black water faeces faeces and urine
  • toilet flushing water are called.
  • Gray water refers to the wastewater that is produced during cleaning, washing and in the kitchen. Under certain circumstances it makes sense to charge the organically higher
  • the separate collection of the wastewater takes place via the separation of black, gray and rain water already in the buildings or in the other infrastructure facilities.
  • the derivative of the system according to the invention via separate pipes and / or channels and / or transport devices.
  • pressure lines and / or vacuum piping systems can be used for the discharge of waste water free precipitation lines.
  • a different discharge of individual wastewater can also take place.
  • greywater and rainwater could be diverted into free precipitation lines, since it has relatively low solids content and is therefore better flowable.
  • Black water could preferably be removed in vacuum systems, since deposits are avoided despite the higher solids content.
  • Underpressure drainage systems also has the advantage that they manage with much less flushing water, bring the wastewater concentrated to the treatment plant and are often even cheaper in the maintenance costs than the well-known from the prior art alluvial systems.
  • Off-site operation allows a flat and easy installation as well as a
  • a further advantage of the vacuum drainage which is preferably used for black water, consists in the unproblematic removal of organic kitchen waste in the black water canal.
  • a large proportion of the organic material flows can be derived from households of the settlement system.
  • so-called kitchen shredders are used in the kitchens, which chop the biofall and then introduce it into the vacuum channel system.
  • the gray water can be used both in free fall lines and over
  • Vacuum drainage lines are discharged.
  • the vacuum drainage is also suitable for the discharge of gray water.
  • additional vacuum lines can additionally be used in existing release precipitation lines. In this case, the greywater would be drained off via the larger free precipitation line, while the black water would be drained away via the vacuum line used.
  • the collection of biowaste in the catchment area is via intelligent pick-up and bring-systems.
  • biowaste can be used, which are spent at regular intervals to the plant according to the invention, emptied, cleaned and then used for the delivery of humus substrate for the resident.
  • A. solid, dry and / or woody and predominantly nutrient-poor biomass such as Green cut, harvest residues, forest wood, tree and
  • Category A as well as between B. wet, predominantly nutrient-rich input materials such as manure, digestate, black water, contaminated organic industrial wastewater contaminated with organic substances, and between moist C, mainly nutrient-rich biomasses such.
  • the streams of category A are first comminuted, e.g. with shredders or granulators, and then sieved.
  • the predominantly woody coarse fraction over 35 mm is preferably for energetic use in biomass power plants such
  • Wood chip boilers, wood gasification plants, etc. used in which heat energy and / or electrical energy to supply the plant components of the invention and / or the crop greenhouses and / or the residential and commercial buildings within the
  • the organic sorption filters are equipped with a homogeneous mixture of the fine fraction of category A. and a proportion of charcoal, the mixture being used as a sorption filter body.
  • the category B streams are applied to the category A input and filter material mixture in the organic sorption filter, which may be by inflow and / or pumping and / or spraying and / or pouring.
  • organic loads and plant nutrients from the streams of category B. are attached to the organic particles and constituents of the input and filter material mixture, while the remaining liquids flow away with residues of plant nutrients and dissolved organic substances via channels below the filter material mixture.
  • the organic sorption filters consist of containers and / or rents with feeders having on the soles means for receiving and discharging the remaining liquids.
  • the filter material mixture is placed flat and wide in the containers and / or rivets and fed through feeders with category B streams until the uptake capacity of the filter material mixes e.g. by
  • Sorption processes is reached (saturation).
  • two and / or more organic sorption filters are provided, so that after the absorption capacity of a sorption filter has been reached, a further filter can be charged with category B streams and the filter material of the filter being fed can be stored in containers and / or in containers for a while the rent can remain and dry.
  • the saturated filter material mixture which has reached the absorption capacity of streams of the capacity B., taken from the pool and / or rent, in a preferred embodiment, in particular larger equipment a wheel loader and / or front loader is used.
  • the organic sorption filter ensures that the organic and mineral loads contained in the black water and other category B streams, incl.
  • Plant nutrients remain in the filter material mixture and can then be processed through several additional process steps together with the filter material mixture to a high-quality humus substrate on. In the process steps, which
  • the end product is a humus substrate which can be used as a culture substrate, soil additive or organic fertilizer to optimize crop production in the
  • Catchment area can be used, and / or in another preferred
  • Embodiment can also be used outside the catchment area and / or marketed.
  • the recovered humus substrate is preferably used in agriculture and / or horticulture in the respective catchment area.
  • the soil qualities in the catchment area can be increased, the soil fertility increased, the water storage capacity improved and a stable permanent humus can be built up.
  • Circular economy with its own water and nutrient cycle contributes to ensuring that the catchment area is supplied with food and energy crops, even under conditions that are negatively affected by natural conditions and / or climatic factors.
  • the use of the humus substrate enriches carbon in the soils and thus actively removes C0 2 from the atmosphere, which leads to a clearly positive C0 2 balance in the catchment area and thus to a significant contribution to climate protection.
  • the filtered and pre-cleaned in the organic sorption filter black water and / or other streams of category B. are collected in gutters and / or shafts and
  • a black bottom filter and / or a plurality of black bottom filters consisting of one and / or more sealed tanks and / or containers and / or beds, a planting, a filter substrate, a distribution system and a collecting drainage applied.
  • a cistern for storing the purified black water is arranged below and / or next to the black water bottom filter.
  • Schwarzwasserêtfilters are preferably Helophyten with large
  • Biomass yield e.g. Common reed (Phragmites), elephant grass (Miscanthus) etc.
  • the planting of the black water bottom filter is harvested at least once a year, e.g. by mowing to exploit the biomass yield gained thereby adding value in the system of the present invention.
  • the type of use depends on the nature of the planting and the harvest time.
  • Mainly fresh, moist biomass (early harvest time) can be classified in category C.
  • this fresh biomass in be fed to an affiliated biogas plant and contribute accordingly to the energy supply of the catchment area.
  • Predominantly dry, lignin-containing biomass (later harvest time) can be assigned to the input materials of category A. and is suitable, for example, for introduction as input and filter material into the organic sorption filters according to the invention.
  • these biomasses can be used for charcoal and energy production in wood gasification plants.
  • the filter substrate of the black water bottom filter is preferably a mixture of permeable mineral and / or structurally rich organic materials. The physically and biochemically purified by the black water bottom filter
  • Dirty water is available for irrigating plantings such as parks and / or parks and / or roadside green and / or an agroforestry and / or energy crops available. Since remnants of pathogenic germs can still be found in black water in particular, the purified waste water is preferably used for watering woody plants and / or energy crops which are not used directly for food production.
  • Greenhouse integrated on the one hand for optimal growth conditions for plants and soil organisms, e.g. to provide uniform indoor temperatures and thus
  • the black water bottom filter such as carbon dioxide and nitrous oxide in the system.
  • gases are not discharged into the environment, but are fed via appropriate extraction systems to a crop greenhouse.
  • the plants utilize CO 2 during photosynthesis, so that the gases produced in the black water bottom filter can be usefully used to increase plant growth.
  • the extracted gases can be used for aeration of the intensive rotting phase and / or drying phase in the production of the humus substrate described above.
  • the material flows of category C are pretreated depending on the condition, for example
  • biowaste or leftovers depending on the degree of contamination with known technology, such as crushing, screening and / or FE separation and / or air classification.
  • the separated contaminants are disposed of properly.
  • the remaining biogenic substances are preferably mixed with the saturated filter material mixture from the
  • Process steps have drainage and ventilation devices on the soles.
  • the seepage fluids exiting from the materials during the process phases are in turn fed to the black water bottom filter for biological purification.
  • the drainage and ventilation devices also serve the ventilation of certain process phases, which proceed more optimally in the presence of air or oxygen. These include the intensive rotting phase and / or the drying phase.
  • Ventilation of the process phases is preferably exhaust air from the enclosure of the
  • inventive plant such. the black water bottom filter and / or the
  • the substance flows of category D are liquid, predominantly nutrient-poor input materials such as greywater and / or certain commercial process wastewater, which are also characterized by a low solids content.
  • the category D streams are pre-cleaned in a filter unit, that is, the solids are separated from the
  • Liquids are separated.
  • a filter system the above-described organic sorption filter and / or a rotting container and / or a mechanical sieve element, e.g. Bow and / or drum screen, are used.
  • the retained solids are withdrawn on a regular basis as needed and for further treatment of the streams of category C.
  • the greywater bottom filter or filters consist of one and / or more sealed tanks and / or containers and / or beds, a planting, a filter substrate, a distribution system and a
  • a cistern for storing the purified gray water is arranged below and / or next to the greywater bottom filter.
  • the greywater bottom filter it is preferably Helophyten with large
  • Biomass yield e.g. Reeds (Phragmites), elephant grass (Miscanthus), etc.
  • the planting of the greywater bottom filter is harvested at least once a year, e.g. by mowing to obtain the biomass yield thereby gained value in the system of the present
  • the filter substrate is preferably water-permeable mineral and / or organic
  • the structure of the gray water bottom filter and the structure of the black water bottom filter are identical.
  • the greywater bottom filter is in one embodiment as well as the
  • the treated by the greywater bottom filter water is then a
  • This may be, for example, a UV system in which any germs contained in gray water are destroyed by means of UV light.
  • the sanitization may be, for example, a UV system in which any germs contained in gray water are destroyed by means of UV light.
  • the purified gray water is beyond the
  • the excess service water can e.g. with less removal in the winter months preferably after sanitation in one
  • Retention and buffer pond and / or a large cistern are buffered and / or supplied in a further preferred embodiment with throttled drain the environment, e.g. local infiltration over the busy soil zone and / or discharge into a body of water.
  • the agriculture and / or horticulture is / are established as an agroforestry system in which strips of wood alternate with field and / or field strips, on the one hand an optimal microclimate for the plants and on the other hand good wind and erosion protection to achieve.
  • a variety of plant products such as crops and field crops, fruits, valuable wood and woody biomass, which are the catchment area can supply comprehensively.
  • Practical experience has shown that this form of land use leads to higher yields per acre and also brings about a significant increase in biodiversity compared to conventional agriculture.
  • the integration of woody strips in agricultural areas leads to a shading of the soil and plants, causing dehydration and / or increased
  • Irrigation devices provided over which the purified black water for irrigation and fertilization of the trees is applied.
  • the irrigation system is provided in a further preferred embodiment, with an intelligent control, the need-based, weather-adapted and environmentally friendly irrigation
  • the choice of irrigation water is made depending on the crops, with food crops preferably being watered with purified and / or sanitized gray water and woody plants and / or energy crops, preferably with purified black water.
  • the inventive semicentral plant for the treatment and treatment of biogenic material flows in agro-urban settlement systems sees the utilization and / or conversion of liquid and solid organic biomass such as waste water, biowaste, crop residues, green waste and other biogenic residues in terms of a resource-saving
  • the facility includes the following facilities: A facility for the removal of organic
  • Cargoes and plant nutrients from the category B streams such as black water, manure, digestate, etc., being attached to the organic particles and constituents of the input and filter material mixture in the organic sorption filter, while the remaining liquids are contaminated with residues of plant nutrients and dissolved organic matter Drain off the fabric through channels below the filter material mixture.
  • Sorption filters consist of containers and / or passable rents, which have on the soles devices for receiving and discharging the remaining liquids.
  • Filter material mixture from the organic sorption filter and from streams of category C consisting of containers and / or motorable rents, which have on the soles devices for receiving and discharging the remaining liquids and for aeration of the rotting, another device for anaerobic fermentation of the mixture in the connection to the intensive rotting, consisting of containers and / or motorable rents, which have on the soles devices for receiving and discharging the remaining liquids and which are equipped with devices which the
  • Another device for the pretreatment of gray water and / or weakly loaded process water consisting of a filter system for separating the solids from the
  • Liquids a device for the biological treatment of gray water and / or weakly loaded process water in one or more greywater bottom filters, consisting of one and / or more sealed tanks and / or containers and / or beds, a planting, a filter substrate, a distribution system and a
  • Gray water bottom filter as well as a retention and buffer pond for buffering excess greywater, and means for conveying the treated streams of protective water, wherein various parts of the invention such as organic sorption, intensive rotting, fermentation, drying, black water bottom filter and in a preferred
  • Embodiment also the / greywater bottom filter umhaust is / are and facilities for receiving and forwarding gases produced from the individual process steps such Have carbon dioxide and ammonia to deliver to a crop plant greenhouse.
  • An essential basic idea of the present invention consists in the semi-central arrangement of the process measures or the plant components within
  • Settlement systems such as e.g. Villages, settlements or districts, ie at the places where material flows arise.
  • both the transport routes for incoming material flows (wastewater, biowaste, harvest residues, green waste, etc.) and those of the processed effluent products are significantly reduced.
  • An essential prerequisite for the semi-central arrangement of the systems according to the invention is the possibility of implementing them in new settlements and cities that are being built and in already existing settlement systems. As a result, they contribute significantly to the orderly disposal and supply of material flows in defined catchment areas.
  • the plants and devices described can also be arranged modularly, which means in the case of the present invention that the plant is initially designed for the current needs and then gradually increased modularly with the growth of the catchment area or its population ,
  • Medicinal residues contaminated special wastewater for example, industrial wastewater, wastewater from hospitals and retirement homes
  • special wastewater for example, industrial wastewater, wastewater from hospitals and retirement homes
  • the known decentralized systems and methods are suitable on site.
  • the plant according to the invention consists of several greenhouse halls and / or similar buildings.
  • a first greenhouse hall is used for the acceptance of biogenic material flows, the pretreatment of biowaste, the separation of liquids and the production of humus substrates from the supplied organic solids and
  • a biogas plant for the production of electrical and thermal energy and / or a wood gasification plant can be provided.
  • overgrown soil filters e.g., black water bottom filters
  • the separated effluent and leachate liquids are biologically treated and purified. Due to the separate treatment of gray water and black water, two different qualities of service water can be generated in principle.
  • the soil filters are preferably
  • Helophytes such as e.g. Miscanthus used, which is characterized by a particularly high
  • Biomass growth which can bring benefits in particular in densely populated areas such as urban areas, etc. within the meaning of the present invention.
  • the treated black water and / or the treated gray water can be used to produce biomass on a large scale all year round.
  • the purified water and the plant nutrients are utilized very well and thus remain within the meaning of the present invention in one
  • Humus substrates and / or used for energy are provided.
  • the cultivation of crops such as fruits and vegetables is preferably carried out, preferably with the humus substrate obtained by the solid cycle.
  • Culture conditions are permanently optimized through intelligent irrigation and sustainable fertilization. The supply of carbon dioxide and ammonia leads to a significant increase in growth.
  • the collection of larger amounts of condensation water is provided in a preferred embodiment, which are located on the underside of the
  • the functional components of the system according to the invention can preferably also be integrated individually or in parts in a meaningful way in a system.
  • the settlement system can be integrated semi-centrally in a corridor between sea and land.
  • the supply of the population with fresh fruit, vegetables and possibly other agricultural and horticultural products from the catchment area is another important aspect in the process according to the invention, as long transport routes are saved and there is a direct relationship to the products produced. This is particularly important because in the mega-cities the supply routes for energy, water, food etc. are getting longer and longer.
  • Another crucial advantage of the method is that through the optimal supply of crops in the present agro-urban system by the production of humus substrate, irrigation water, heat and C0 2 fertilization in crop greenhouses can be achieved relatively high crop yields on relatively small areas. This also provides a supply of the population in cities or densely populated areas via the semicentralized facilities of the
  • the inventive method and the semi-central plant provide a coupling to some known individual technologies and the treatment of multiple streams in one
  • inventive plant and / or the catchment area can be guaranteed.
  • Fig. 1 shows the structure of the inventive semicentral system and a
  • Fig. 1A the solid cycle and the black water cycle are shown.
  • Fig. 1B the gray water cycle is shown.
  • the solids cycle will first be discussed. This begins, on the one hand, with the biowaste generated by households, which can be collected, for example, in a 1-ton system. About a crusher 2, the so-shredded biomass enters a drum screen 3 and is then stored in a warehouse 4. From here, the comminuted biomass can be fed to a compost 7 for carrying out an intensive rotting, which can be part of a production chain for producing humus substrate. Before the rotting 7, an organic sorption filter 6 is arranged. This has the function of a prefilter and takes the described under category B. nutrient-containing wastewater such as
  • Black water from the buildings 5 of the catchment area is first supplied from the building 5 via a transfer shaft 24 to a vacuum tank 25. From this vacuum tank 25, the black water reaches the organic sorption filter 6.
  • the filter substrate used is a mixture pyrolysed / non-pyrolyzed biomass.
  • Biomass 9 eg green waste, harvest residues
  • Biomass 9 is first comminuted in a crusher 10 and fed a portion of the crushed biomass of a pyrolysis 11. The pyrolysis product is then not with
  • the product thus obtained is a humus substrate 26 used as a soil improver and / or organic fertilizer in a garden 17 and / or an agricultural, e.g. Agroforstsystem (wood strip) 19, is supplied.
  • the agroforestry system 19 consists of lateral rows of shrubs 18, intervening fruit trees and field crops 20. The wood strips are preferably fruit trees and shrubs.
  • the filtered from the organic sorption 6 material flow of the category B., such as black water passes through corresponding pipelines first in a pump shaft 13. From here it enters an enclosed black water bottom filter 14. This consists of a
  • Plant 40 a filter substrate 41 and a cistern 42.
  • Black water bottom filter 14 The escaping gases, e.g. Carbon dioxide and ammonia are taken up and fed via gas lines 39 to a crop greenhouse 16.
  • the treated by the black water bottom filter 14 black water passes through a pump shaft 15 via supply lines 27 to the agroforestry system 19. Here it is used for watering the woody plantations 18 and / or the energy crop plantations 21.
  • the purified black water is via respective manifolds 22 and a
  • Fig. 1B the gray water cycle is shown. From the buildings 5 the gray water passes by free fall and / or optionally via a transfer shaft, vacuum lines and a vacuum tank in a device 29 for solids separation / composting. From here, the greywater (category D.) is fed to a greywater bottom filter 30. This consists of plantings 40, a filter substrate 41 and a cistern 42. The gray water filtered through the greywater filter 30 is first fed to a storage shaft 32 via a control shaft 31. This is followed by sanitization (eg by UV radiation and / or membrane installation) in a sanitation device 33. This is done in this way treated water passes through a pressure pumping station 34 in the
  • Service water is collected in a retention and buffer pond 35.
  • the excess water accumulated in this way can be gently supplied to the environment 37 via a control shaft and a throttling member 36.
  • a housing of the greywater bottom filter 30, in contrast to the black water bottom filter 14 is not absolutely necessary because the gray water contains less biomass, which could contribute to increased gas formation.
  • the enclosure of the black water bottom filter 14 is preferably provided in order to supply the gases produced there to the crop greenhouse 16 for fumigation. Regardless, an enclosure of the greywater bottom filter 30 is useful because temperature fluctuations are mitigated and a reduction in area is possible.
  • water vapor also forms in the greywater bottom filter via the metabolic processes of the plants, which condenses on the underside of the glass cover of the greenhouse and can be collected via gutter systems as condensed, ie sterile, water in special cisterns.
  • the sanitary hot water from the sanitation 33 is supplied to households 5 in corresponding hot water lines 38.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur semizentralen Behandlung und Aufbereitung von biogenen Stoffströmen in agro-Urbanen Siedlungssystemen durch Verwertung und/oder Umwandlung von flüssigen und festen organischen Biomassen wie Abwässern, Bioabfällen, Ernteresten, Grünschnitt und sonstigen biogenen Reststoffen im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. Das Verfahren umfasst einen Schwarzwasserkreislauf, bei dem Schwarzwasser zunächst einer Vorfiltration über wenigstens einen organischen Sorptionsfilter (6) zur Aufnahme von organischen Frachten und Pflanzennährstoffen von Schwarzwasser in einem Filtermaterialgemisch unterzogen wird. Die im Schwarzwasser enthaltenen organischen Frachten und Nährstoffe verbleiben in dem organischen Sorptionsfilter und das so vorfiltrierte Schwarzwasser wird anschließend einem Schwarzwasserbodenfilter (14), bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem Schwarzwasserbodenfilter angeordneten Zisterne zur Speicherung des gereinigten Schwarzwassers, aufgetragen und das durch den Schwarzwasserbodenfilter filtrierte Wasser zur Bewässerung von Bepflanzungen oder Grünanlagen zur Verfügung gestellt. Ferner ist ein Grauwasserkreislauf vorgesehen, bei dem Grauwasser über einen Grauwasserbodenfilter (30) aufgetragen wird. Das durch den Grauwasserbodenfilter filtrierte Wasser wird zunächst einer Hygienisierung unterzogen und anschliessend als Brauchwasser und/oder zur Bewässerung (16) eingesetzt.

Description

Verfahren und Anlagen zur semizentralen Behandlung, Aufbereitung und Nutzung von biogenen Stoffströmen in agro-urbanen Siedlungssystemen im Sinne einer
ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft. Beschreibung:
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und Anlagen zur semizentralen Behandlung und Aufbereitung von biogenen Stoffströmen in agro-urbanen Siedlungssystemen durch Verwertung und/oder Umwandlung von flüssigen und festen organischen Biomassen wie Abwässern, Bioabfällen, Emteresten, Grünschnitt und sonstigen biogenen Reststoffen im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft.
Die derzeitigen, vorwiegend zentralistisch organisierten Versorgungs- und Entsorgungssysteme wie Kläranlagen, Mülldeponien, Wasser- und Energieversorgungsanlagen sind aufgrund ihrer Inflexibilität und Trägheit den sich drastisch verändernden demographischen und
geographischen Veränderungen in vielen Teilen der Erde nicht mehr in ausreichendem Maße gewachsen. Immer größer werdende Städte (sogenannte Mega-Cities) und die verstärkte Abwanderung aus ländlichen Räumen, verbunden mit einer wachsenden Bodendegradation, Wasserverschmutzung und Ressourcenknappheit stellen zunehmend gesamtwirtschaftliche und gesamtökologische Probleme dar. In vielen Städten reichen die bisherigen Ver- und Entsorgungssysteme, insbesondere für Trink- und Abwasser sowie für Energie und
Lebensmittel nicht mehr aus. In manchen ländlichen Gebieten Mitteleuropas wiederum wurden große zentrale Kläranlagen und Energieversorgungsanlagen errichtet, die jedoch im Hinblick auf die zunehmende Abwanderung eine Überkapazität darstellen und somit oftmals ihre technische Funktion nicht optimal erfüllen.
Noch dramatischer ist die Situation bei auf den ersten Blick nicht bewohnbaren Standorten bzw. unerschlossenen Gebieten, z.B. in der Wüste. Bedingt durch das rasante
Bevölkerungswachstum entstehen in solchen Regionen in zunehmendem Maße neue
Siedlungen und sogar ganze Städte, die sehr oft fern von jeglicher Infrastruktur liegen. Eine geordnete Abwasser- und Abfallentsorgung, geschweige denn eine Versorgung der
Bevölkerung mit Lebensmitteln und Energie ist praktisch nicht vorhanden.
Zunehmende Bedeutung erlangt hierbei die Ressource Wasser. Bedingt durch eine
zunehmende Verschmutzung von Grundwasser und Gewässern, aber auch durch eine verstärkte Wassernutzung in der Landwirtschaft und in den Städten, wird sauberes Trinkwasser immer knapper. So fallen weltweit allein auf die notwendige Bewässerung von Anbauflächen
BESTÄTIGUNGSKOPIE (Felder) etwa 70 % des Wasserbedarfs. Die Etablierung von wasserintensiven, westlichen Lebens- und Konsumstilen, insbesondere in den Schwellen- und Entwicklungsländern, führt zu einer deutlichen Verschärfung des Ver- und Entsorgungsproblems von Wasser. Ein sorgsamer Umgang mit der Ressource Wasser, insbesondere im Hinblick auf dessen zukünftige Nutzung als Brauch- oder Bewässerungswasser, ist daher dringend erforderlich.
Der Abwasserbehandlung und -reinigung wird in diesem Zusammenhang eine besondere Bedeutung beigemessen. Mit großem Energieaufwand werden zentrale Kläranlagen für Kommunen, Städte und ganze Siedlungen betrieben. Ohne Frage wird es, global betrachtet, erforderlich sein, die von Menschen produzierte Abwassermenge zu reduzieren und das Abwasser zu recyceln. Es besteht daher ein Bedarf an Verfahren und Systemen, mit denen verwertbare Inhaltsstoffe im Abwasser abgetrennt und für eine Wiedernutzung (z.B. als
Humussubstrat oder Pflanzennährstoff) aufbereitet werden können. Auch das gereinigte Schmutzwasser sollte nicht, wie bisher, in Gewässer eingeleitet werden oder versickern, sondern verstärkt als Brauch- oder Prozesswasser Verwendung finden. Bedingt durch den
Klimawandel und die sinkenden natürlichen Süßwasservorkommen (z.B. Grundwasser, Flüsse und Seen) in vielen Regionen wird zudem auf gereinigtes Schmutzwasser zur Bewässerung der Landwirtschaft ein besonderes Augenmerk gerichtet werden. Eine ähnlich dramatische Situation wie bei der Wasserwirtschaft zeigt sich auch bei der
Landnutzung. In vielen Teilen der Welt stellt man ein drastisches Bevölkerungswachstum fest bei gleichzeitiger Ausweitung des Anbaus von Pflanzen zur Bioenergieproduktion, wodurch der Nutzungsdruck auf die landwirtschaftlichen Flächen rasant zugenommen hat. In vielen Gebieten stellen sich Bodendegradationsprozesse wie Bodenerosion, Bodenversalzung,
Bodenversauerung und Bodenverdichtung ein. Auf solchen Flächen ist eine landwirtschaftliche Nutzung nicht mehr oder nur noch schwer möglich.
Bei der Planung neuer Stadtteile, Siedlungen, Wohn- und Bürogebäude oder anderer geeigneter Einzugsgebiete ist bislang eine Trennung oder getrennte Sammlung
unterschiedlicher Abwasserströme, nämlich eine Auftrennung von Schwarzwasser oder
Grauwasser, nicht oder nur bedingt üblich. Als Schwarzwasser wird das in der Toilette anfallende Abwasser bezeichnet, also Urin, Fäzes und Spülwasser. Unter Grauwasser versteht man das verbleibende Abwasser, welches in Küche und Bad, beim Waschen, Reinigen etc. anfällt. Während sich im Schwarzwasser der größte Anteil an organischen Stoffen und
Pflanzennährstoffen befindet, ist das Grauwasser insgesamt als deutlich geringer verunreinigt zu bezeichnen. Auch unter hygienischen Aspekten ist das Schwarzwasser aufgrund der enthaltenen pathogenen Keime stärker belastet. Daraus ergibt sich für das Grauwasser ein vergleichsweise geringerer Behandlungsaufwand als für Schwarzwasser. Allerdings liegt die Menge des zu behandelnden Grauwassers in durchschnittlichen Einzugsgebieten weit über der des Schwarzwassers. Nach wie vor besteht keine wirtschaftliche, semizentrale und
kreislaufschließende Lösung für eine hochwertige Aufbereitung von Grauwasser zu Brauch- oder Bewässerungswasser oder eine stoffliche und/oder energetische Verwertung von
Schwarzwasser. Die bisherigen Verfahren zur zentralen Abwassersammlung wie z.B. Mischoder Schwemmkanalisation haben sich oft als äußerst unflexibel und kostenintensiv erwiesen. Insbesondere bei der Erschließung neuer Stadtteile und Siedlungen oder bei schwierigen Geländeverhältnissen kann die Einführung zentraler Systeme zur Abwassersammlung, wie Misch- oder Schwemmkanalisation, technisch und wirtschaftlich problematisch sein.
Es sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren zur Aufbereitung und Reinigung von Schwarzwasser oder Grauwasser zu Brauch- oder Bewässerungswasser bekannt.
Beispielsweise beschreibt die DE 10 2009 017 125 A1 ein Verfahren zur Aufbereitung von Wasser, insbesondere von Oberflächen-, Brauch-, Brack- und/oder Grauwasser zu
Trinkwasser, bei dem das Wasser zunächst über eine Vorfiltration angesaugt und anschließend unter Druck einer Mikro- und/oder Ultrafiltration mit einer sich anschließenden Nanofiltration unterzogen wird. Weitere Verfahren und Anlagen zur Reinigung von Abwasser sind
beispielsweise in der EP 94 914 896 A1 , DE 10 2007 015 326 A1 , DE 10 2008 019 866 A1 beschrieben.
Ferner existieren verschiedene Lösungen zur Umsetzung einer Pflanzenkläranlage. Eine solche ist beispielsweise in der DE 299 19 732 U1 beschrieben. Es handelt sich hierbei um einen vertikal durchströmten, bewachsenen Bodenfilter, der in einem formstabilen Behälter eingebaut ist. Durch ein anschlussfertiges integriertes Rillen- oder Drainagesystem am Boden und einem Verteilersystem an der Filteroberfläche findet eine vertikale Strömung im gesamten
Bodenkörper statt. Auch im Bereich der autarken Abfallverwertung in Wohnanlagen oder Haushalten gibt es Systeme, die aus dem Abwasser die darin enthaltenen "Abfallstoffe" abtrennen und mit dem verbleibenden Abwasser mit Hilfe bekannter biologischer Verfahren Trinkwasser herstellen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der DE 342 8716 A1 beschrieben.
Ein ganzheitliches Konzept zum Aufbereiten von in Haushalten anfallendem Abwasser und dessen Verwertung ist Bestandteil der DE 10 2008 002 812 A1. Hier wird mittels eines
Unterdruckabwassersystems Abwasser gefördert und anschließend anaerob und/oder aerob behandelt. Zur Nutzung der Biomasse wird das häusliche Abwasser mit organischen Stoffen angereichert und nach einer anaeroben Vorbehandlung aufgetrennt. Dadurch entsteht ein getrenntes Abführen von Biogas, anaerob vorbehandeltem Abwasser und unvollständig gefaultem Schlamm.
Obgleich viele Einzellösungen zu spezifischen Problemen bei der Verwertung von flüssigen oder festen organischen Biomassen, wie sie in Wohnanlagen und Siedlungen vorhanden sind, existieren, berücksichtigen diese Schriften nicht den Gesamtgedanken einer Kreislaufwirtschaft. Stoffströme werden meist zentral organisiert (z.B. Abwasser, Abfall) und sind folglich zu starr und unflexibel. Daher besteht ein dringender Bedarf für ressourcenschonende Versorgungsund Entsorgungsstrategien zur Sicherung der essentiellen Lebensgrundlagen bei der
Versorgung mit Lebensmitteln, Wasser und Energie und zum Schutz der Umwelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Anlagen anzugeben, die solche Versorgungs- und Entsorgungsstrategien in Siedlungssystemen berücksichtigen und die damit anfallenden Stoffströme im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft sinnvoll ausnutzen und verwerten.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur semizentralen Behandlung von biogenen Stoffströmen gemäß Anspruch 1 und einer semizentralen Anlage zur Behandlung solcher Stoffströme im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anlage zeichnen sich dadurch aus, dass sie nicht nur, wie bisher in der Entsorgung allgemein üblich, Abwasser- oder Bioabfallströme aufnehmen und behandeln, um die Gefahren für Mensch und Umwelt zu reduzieren, sondern dass sie darüber hinaus aus diesen Stoffströmen hochwertige Produkte generieren. Die im Abwasser, Bioabfall und anderen biogenen Stoffströmen aus einem definierten Einzugsgebiet enthaltenen organischen und mineralischen Frachten wie z.B. Pflanzennährstoffe stellen die Basis zur Herstellung von Kultursubstraten, Bodenhilfsstoffen und organischem Dünger dar. Die verbleibenden flüssigen Teilströme werden in mehreren Behandlungsstufen zu Brauch- und Gießwasser aufbereitet, wobei in den Zwischenschritten wiederum Produkte wie z.B. pflanzliche Biomasse entstehen. Das gereinigte Schmutzwasser wird in großen unterirdischen Zisternen und/oder Rigolen und/oder offenen Becken gespeichert und steht als Brauchwasser für den Bedarf in Haushalten und Gewerbe sowie für die gartenbauliche und/oder landwirtschaftliche Bewässerung zur Verfügung. Die Anordnung der unterirdischen Zisternen und/oder Rigolen erfolgt zur Flächeneinsparung vorzugsweise unterhalb der Vorrichtungen und/oder der
Gebäude. Im Hinblick auf die landwirtschaftliche Bewässerung können aufgrund der auf diese Weise möglichen großen Speichervolumina auch längere Trockenperioden überbrückt werden. Die Zisternen und/oder Rigolen können in einer weiteren Ausführungsform gleichzeitig als Wärmespeicher und/oder Pufferspeicher verwendet werden, um Wärmeenergie, welche die erfindungsgemäße Anlage oder Teile von dieser selbst erzeugt/erzeugen und/oder welche im Einzugsgebiet erzeugt wird, zu speichern, um damit andere Anlagenteile und/oder Prozesse und/oder das jeweilige Einzugsgebiet mit Wärmeenergie zu versorgen.
Eine ganz besondere und bisher vollständig ungenutzte Synergie besteht bei den
erfindungsgemäßen Verfahren und Anlagen über die Verknüpfung der Behandlung biogener Stoffströme (z.B. Abwasser, Bioabfall, Erntereste usw.) und dem Nutzpflanzenanbau in
Gewächshäusern. Die bei der Behandlung von Biomasse oder der biologischen
Abwasserbehandlung entstehenden Gase, z.B. Kohlenstoffdioxid (C02), Lachgas (N20) oder Ammoniak (NH3), können über Absaugvorrichtungen gesammelt werden und in benachbarte Nutzpflanzengewächshäuser eingebracht werden, wo sie bei der Nutzpflanzenproduktion zu erheblichen Ertragssteigerungen (bis zu 30 %) führen. Gleichzeitig wird eine Emission der klimaschädigenden Gase C02 und/oder N20 in die Atmosphäre unterbunden. Beim
erfindungsgemäßen System wird der Anbau von Nutzpflanzen in einem
Nutzpflanzengewächshaus durch weitere Synergien gefördert, beispielsweise durch die im erfindungsgemäßen Verfahren aus organischer Biomasse und Abwasser hergestellten
Kultursubstrate, Bodenhilfsstoffe und/oder organischen Dünger, das ausreichend vorhandene Gießwasser sowie in Teilprozessen entstehende Wärmeenergie. Neben dem
Nutzpflanzenanbau in angegliederten Gewächshäusern ist auch eine Ansiedlung einer angepassten Garten- und Landwirtschaft in der unmittelbaren Umgebung der
erfindungsgemäßen Anlage möglich. Die Landwirtschaft und der Gartenbau werden
entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Anlage mit Kultursubstrat,
Bodenhilfsstoff, organischem Dünger und Gießwasser versorgt, was zur deutlichen Steigerung der Flächenerträge ohne negative Umwelteinflüsse führen kann. Hier können zukünftig "agro- urbane Systeme" entstehen, welche durch eine intelligente Kopplung von Siedlungen und einer nachhaltigen Landwirtschaft geprägt sind. Insbesondere wenn neue Siedlungen, Stadtteile usw. auf Flächen entstehen, die vorher landwirtschaftlich genutzt wurden, könnte auf diese Weise ein Ausgleich für die betroffenen Landwirte geschaffen werden, da sie aufgrund der signifikanten Steigerung der Flächenerträge auch auf kleineren Flächen verhältnismäßig hohe Erträge erzielen können.
Durch die intelligente Kopplung von Siedlungen und einer nachhaltigen Landwirtschaft unter der Nutzung der aus Abwasser und biogenen Reststoffen gewonnenen Produkte können ganze Stadtteile, Wohnsiedlungen und Dörfer mit frischen und gesunden Nahrungsmitteln versorgt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit die Behandlung unterschiedlicher biogener Stoffstromkreisläufe in einem Siedlungssystem, beispielsweise einer Wohnanlage, oder aber auch in ganzen Städten oder Dörfern. Der Kerngedanke besteht in der Nutzbarmachung von durch Haushalte, Industrieanlagen und Landwirtschaft entstehenden Abwasserströmen, biogenen Abfallprodukten und biogenen Reststoffen. Das
erfindungsgemäße Verfahren sieht eine Verwertung und/oder Umwandlung von flüssigen und festen organischen Biomassen wie Abwässern, Bioabfällen, Ernteresten, Grünschnitt und sonstigen biogenen Reststoffen in intelligenten, nachhaltigen Stoffstromkreisläufen innerhalb definierter Einzugsgebiete wie Siedlungen, Dörfer, Stadtteile usw. vor.
Eine elementare Voraussetzung für eine ökologisch sinnvolle und wirtschaftliche Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die genaue Definition und Betrachtung des
Einzugsgebietes. Die Definition des Einzugsgebietes ist abhängig von den räumlichen und sozio-ökonomischen Voraussetzungen sowie oft auch von den politischen Gegebenheiten wie z.B. Verwaltungsgrenzen (Gemeinde, Stadt, Stadtteil, Landkreis usw.). Dabei ist darauf zu achten, dass das Einzugsgebiet möglichst ähnliche räumliche und sozio-ökonomische
Voraussetzungen erfüllt und dass die politischen Gegebenheiten, z.B. Verwaltungsgrenzen, nach Möglichkeit eingehalten werden.
Ferner sollten innerhalb des gewählten Einzugsgebietes die Entfernungen zu den
erfindungsgemäßen Einrichtungen nicht zu groß sein, um aufwendige Transporteinrichtungen und Aufwendungen für die Ent- und Versorgung der im Einzugsgebiet befindlichen Strukturen zu vermeiden.
Bei der Betrachtung des Einzugsgebietes ist zu überprüfen, wie die bereits vorhandenen Strukturen sinnvoll in das neue ressourcenschonende Konzept integriert werden können. Auf der einen Seite könnten bestimmte Infrastruktureinrichtungen der Ver- und Entsorgung weiterhin verwendet werden, auf der anderen Seite sind problematische, das neue Verfahren störende Zustände aufzudecken und bei der Gesamtplanung zu berücksichtigen.
Zur effektiveren Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine getrennte Erfassung, Sammlung und Zulieferung der biogenen Stoffströme des Einzugsgebietes erforderlich.
Das Abwasser beispielsweise sollte möglichst schon in den Gebäuden und Einrichtungen des Einzugsgebietes in Schwarzwasser und Grauwasser aufgeteilt werden. Als Schwarzwasser werden Fäkalien (Fäzes und Urin) sowie Toilettenspülwasser bezeichnet. Als Grauwasser werden die Schmutzwässer bezeichnet, die beim Reinigen, Waschen sowie in der Küche anfallen. Unter bestimmten Umständen ist es sinnvoll, das organisch höher belastete
Küchenabwasser z.B. aus gewerblichen Küchen in den Schwarzwasserkreislauf zu bringen. Ist eine Trennung von Schwarz- und Grauwasser im Bestand nicht oder nicht vollständig möglich, so kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit dem teilweise gemischten Abwasser betrieben werden. Allerdings wäre aus ökologischen und wirtschaftlichen Gründen eine längerfristige Trennung beider Stoffströme z.B. durch monetäre„Anreizsysteme" für die Eigentümer und Nutzer anzustreben. Problematische Einleiter wie Krankenhäuser, Altersheime, Gewerbe- und Industriebetriebe mit stark belasteten Abwässern sollten dem erfindungsgemäßen Verfahren und Anlagen möglichst fern gehalten werden, da sich die Schadstoffe und Belastungen bei der Wiederverwertung der gewonnenen Produkte gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren negativ auswirken könnten. Die Schmutzwässer dieser Einleiter können gezielt in dezentralen Anlagen behandelt und dadurch dem natürlichen Kreislauf dauerhaft entzogen werden.
Die getrennte Sammlung des Abwassers erfolgt über die Trennung von Schwarz-, Grau- und Regenwasser bereits in den Gebäuden bzw. in den sonstigen Infrastruktureinrichtungen. Die Ableitung zur erfindungsgemäßen Anlage erfolgt über getrennte Rohre und/oder Kanäle und/oder Transporteinrichtungen. Beispielsweise können für die Ableitung von Abwässern Freigefälleleitungen, Druckleitungen und/oder Unterdruckleitungssysteme verwendet werden. Im erfindungsgemäßen Verfahren kann auch eine unterschiedliche Ableitung einzelner Abwässer erfolgen. So könnte Grauwasser und Regenwasser in Freigefälleleitungen abgeleitet werden, da es relativ geringe Feststoffanteile aufweist und damit besser fließfähig ist.
Schwarzwasser könnte vorzugsweise in Unterdrucksystemen abgeführt werden, da hier trotz des höheren Feststoffanteils Ablagerungen vermieden werden. Der Einsatz von
Unterdruckentwässerungssystemen bietet zudem den Vorteil, dass diese mit wesentlich weniger Spülwasser auskommen, das Abwasser konzentrierter zur Behandlungsanlage bringen und dabei in den Unterhaltskosten oft sogar noch deutlich günstiger sind als die aus dem Stand der Technik bekannten Schwemmsysteme. Die geringen Rohrdimensionen und der
geländeunabhängige Betrieb erlauben eine flache und einfache Verlegung sowie eine
Nachrüstung in Gebäuden. Ein weiterer Vorteil der für Schwarzwasser vorzugsweise anzuwendenden Unterdruckentwässerung besteht in dem unproblematischen Abtransport von organischen Küchenabfällen im Schwarzwasserkanal. Über das Unterdrucksystem kann ein großer Anteil der organischen Stoffströme aus Haushalten des Siedlungssystems abgeleitet werden. Dazu werden in den Küchen sogenannte Küchenschredder eingesetzt, welche den Biofall zerkleinern und anschließend in das Unterdruckkanalsystem einschleusen.
Das Grauwasser kann sowohl in Freigefälleleitungen als auch über
Unterdruckentwässerungsleitungen abgeführt werden. Insbesondere bei Neubauprojekten und/oder unter schwierigen Geländeverhältnissen eignet sich die Unterdruckentwässerung auch für die Ableitung von Grauwasser. Zur wirtschaftlichen Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Bestand können in bestimmten Anwendungsfällen in vorhandene Freigefälleleitungen zusätzlich Vakuumleitungen eingesetzt werden. Das Grauwasser würde in diesem Fall über die größere Freigefälleleitung abgeleitet, während das Schwarzwasser über die eingesetzte Unterdruckleitung abgeführt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Sammlung der Bioabfälle im Einzugsgebiet über intelligente Abhol- und Bring-Systeme. Dabei können Bioabfalltonnen eingesetzt werden, die in regelmäßigen Abständen zur erfindungsgemäßen Anlage verbracht, entleert, gereinigt und anschließend für die Anlieferung von Humussubstrat für den Anlieger verwendet werden.
In ähnlicher Form könnte die Sammlung und Anlieferung von Ernteresten und sonstigen Biomassen aus Landwirtschaft, Gartenbau und Landschaftspflege erfolgen. Anstelle der Tonnen werden hier Transportfahrzeuge und/oder Container verwendet.
Die in typischen Einzugsgebieten anfallenden Stoffströme lassen sich in vier Kategorien wie folgt aufgliedern:
Es wird unterschieden zwischen A. festen, trockenen und/oder holzartigen und vorwiegend nährstoffarmen Biomassen wie z.B. Grünschnitt, Erntereste, Waldholz, Baum- und
Strauchschnitt oder sonstiger pflanzlicher Biomasse, welche den Anforderungen an die
Kategorie A entspricht, sowie zwischen B. flüssigen, vorwiegend nährstoffreichen Inputstoffen wie Gülle, Gärrückstände, Schwarzwasser, organisch belasteten unbedenklichen gewerblichen Schmutzwässern, sowie zwischen C feuchten, vorwiegend nährstoffreichen Biomassen wie z.B. Bioabfall, Speiseresten, Stallmist, Hühnerkot, sowie zwischen D. flüssigen, vorwiegend nährstoffarmen Inputstoffen wie Grauwasser und/oder bestimmten gewerblichen
Prozessabwässern.
Die Stoffströme der Kategorie A. werden zunächst zerkleinert, z.B. mit Schreddern oder Schneidmühlen, und anschließend gesiebt. Die vorwiegend holzartige Grobfraktion über 35 mm wird vorzugsweise zur energetischen Nutzung in Biomassekraftwerken wie
Hackschnitzelkesseln, Holzvergaseranlagen usw. eingesetzt, in welchen Wärmeenergie und/oder elektrische Energie zur Versorgung der erfindungsgemäßen Anlagenteile und/oder der Nutzpflanzengewächshäuser und/oder der Wohn- und Gewerbegebäude innerhalb des
Einzugsgebietes erzeugt wird/werden. Bei Holzvergaseranlagen entsteht ein weiterer Wertstoff für den erfindungsgemäßen Stoffstromkreislauf, nämlich Holzkohle, welche wiederum gut geeignet ist, um die Qualität der in den erfindungsgemäßen Anlagen produzierten
Humussubstrate, Bodenhilfsstoffe und organischen Dünger zu verbessern. Ein Teil der Feinfraktion der Stoffströme der Kategorie A. unter 35 mm kann ebenfalls zur Holzkohle- und Energieproduktion in Holzvergaseranlagen verarbeitet werden, während der weitaus größere Teil als Input- und Filtermaterial für die erfindungsgemäßen Organischen Sorptionsfilter eingesetzt wird. Die Organischen Sorptionsfilter werden mit einem homogenen Gemisch aus der Feinfraktion der Kategorie A. und einem Anteil Holzkohle ausgestattet, wobei das Gemisch als Sorptionsfilterkörper verwendet wird.
Die Stoffströme der Kategorie B. werden im Organischen Sorptionsfilter auf das Input- und Filtermaterialgemisch der Kategorie A. aufgebracht, was durch Zufließen und/oder Pumpen und/oder Besprühen und/oder Schütten erfolgen kann. Dabei werden organische Frachten und Pflanzennährstoffe aus den Stoffströmen der Kategorie B. an die organischen Partikel und Bestandteile des Input- und Filtermaterialgemisches angelagert, während die verbleibenden Flüssigkeiten mit Resten von Pflanzennährstoffen und gelösten organischen Stoffen über Rinnen unterhalb des Filtermaterialgemisches abfließen. Die Organischen Sorptionsfilter bestehen aus Behältern und/oder Mieten mit Beschickungsvorrichtungen, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten besitzen. Das Filtermaterialgemisch wird flach und breitflächig in die Behälter und/oder Mieten eingebracht und über Beschickungsvorrichtungen so lange mit Stoffströmen der Kategorie B. beschickt, bis die Aufnahmekapazität des Filtermaterialgemisches z.B. durch
Sorptionsvorgänge erreicht ist (Sättigung). In einer bevorzugten Ausführungsform werden zwei und/oder mehr Organische Sorptionsfilter vorgesehen, sodass nach der Erreichung der Aufnahmekapazität eines Sorptionsfilters ein weiterer Filter mit Stoffströmen der Kategorie B. beschickt werden kann und das Filtermaterial des gerade beschickten Filters für eine Weile in Behältern und/oder in der Miete verbleiben und trocknen kann. Anschließend wird das gesättigte Filtermaterialgemisch, welches die Aufnahmekapazität an Stoffströmen der Kapazität B. erreicht hat, aus dem Becken und/oder der Miete entnommen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform insbesondere bei größeren Anlagen ein Radlader und/oder Frontlader verwendet wird.
Der Organische Sorptionsfilter bewirkt, dass die im Schwarzwasser und anderen Stoffströmen der Kategorie B. enthaltenen, organischen und mineralischen Frachten inkl.
Pflanzennährstoffen im Filtermaterialgemisch verbleiben und anschließend über mehrere weitere Prozessschritte gemeinsam mit dem Filtermaterialgemisch zu einem hochwertigen Humussubstrat weiter verarbeitet werden können. Bei den Prozessschritten, welche
vorzugsweise in Behältern und/oder Mieten durchgeführt werden, handelt es sich um eine kurze aerobe Intensivrotte zur Hygienisierung, eine anaerobe Fermentation und eine anschließende Trocknung.
Bei dem Endprodukt handelt es sich um ein Humussubstrat, welches als Kultursubstrat, Bodenhilfsstoff oder organischer Dünger zur Optimierung der Pflanzenproduktion im
Einzugsgebiet eingesetzt werden kann, und/oder in einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform auch außerhalb des Einzugsgebietes eingesetzt und/oder vermarktet werden kann. Das gewonnene Humussubstrat wird im jeweiligen Einzugsgebiet vorzugsweise in der Landwirtschaft und/oder im Gartenbau verwendet. Durch den Einsatz des Humussubstrates können die Bodenqualitäten im Einzugsgebiet gesteigert, die Bodenfruchtbarkeit erhöht, die Wasserspeicherfähigkeit verbessert werden und ein stabiler Dauerhumus aufgebaut werden. Der Aufbau eines stabilen Dauerhumus im Sinne einer ressourcenschonenden
Kreislaufwirtschaft mit einem eigenen Wasser- und Nährstoffkreislauf trägt dazu bei, dass eine Versorgung des Einzugsgebietes mit Nahrungs- und Energiepflanzen auch unter naturräumlich und/oder klimatisch benachteiligten Bedingungen nachhaltig gesichert wird. Darüber hinaus wird durch die Verwendung des Humussubstrats Kohlenstoff in den Böden angereichert und somit aktiv C02 der Atmosphäre entzogen, was im Einzugsgebiet zu einer deutlich positiven C02 -Bilanz und damit zu einem signifikanten Beitrag zum Klimaschutz führt. Das im Organischen Sorptionsfilter filtrierte und vorgereinigte Schwarzwasser und/oder andere Stoffströme der Kategorie B. werden in Rinnen und/oder Schächten gesammelt und
anschließend auf einen Schwarzbodenfilter und/oder mehreren Schwarzbodenfiltern, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage, aufgebracht. Unterhalb und/oder neben dem Schwarzwasserbodenfilter wird eine Zisterne zur Speicherung des gereinigten Schwarzwassers angeordnet. Bei der Bepflanzung des
Schwarzwasserbodenfilters handelt es sich vorzugsweise um Helophyten mit großem
Biomasseertrag, z.B. Schilf (Phragmites), Elefantengras (Miscanthus) usw. Die Bepflanzung des Schwarzwasserbodenfilters wird mindestens einmal jährlich geerntet, z.B. durch Mähen, um den dadurch gewonnenen Biomasseertrag wertschöpfend im System der vorliegenden Erfindung zu nutzen. Die Nutzungsart ist abhängig von der Beschaffenheit der Bepflanzung sowie dem Erntezeitpunkt.
Vorwiegend frische, feuchte Biomasse (früher Erntezeitpunkt) lässt sich der Kategorie C.
zuordnen und eignet sich für das Einbringen in den Intensivrotteprozess, um einerseits die
Temperaturentwicklung im Prozess zu fördern und andererseits die Quantität des Endproduktes zu steigern. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann diese frische Biomasse in einer angegliederten Biogasanlage eingespeist werden und entsprechend zur energetischen Versorgung des Einzugsgebietes beitragen. Vorwiegend trockene, ligninhaltige Biomasse (später Erntezeitpunkt) lässt sich den Inputstoffen der Kategorie A. zuordnen und eignet sich z.B. für das Einbringen als Input- und Filtermaterial in die erfindungsgemäßen Organischen Sorptionsfilter. In einer weiteren bevorzugten Nutzungsart können diese Biomassen für die Holzkohle- und Energieproduktion in Holzvergaseranlagen eingesetzt werden.
Bei dem Filtersubstrat der Schwarzwasserbodenfilter handelt es sich vorzugsweise um eine Mischung aus durchlässigen mineralischen und/oder strukturreichen organischen Materialien. Das durch den Schwarzwasserbodenfilter physikalisch und biochemisch gereinigte
Schmutzwasser steht zur Bewässerung von Bepflanzungen, wie Grünanlagen und/oder Parks und/oder Straßenbegleitgrün und/oder einem Agroforstsystem und/oder Energiepflanzen, zur Verfügung. Da sich insbesondere im Schwarzwasser noch Reste pathogener Keime befinden können, wird das gereinigte Schmutzwasser vorzugsweise für die Bewässerung von Gehölzen und/oder Energiepflanzen verwendet, die nicht unmittelbar der Lebensmittelgewinnung dienen.
Der Schwarzwasserbodenfilter wird in einer bevorzugten Ausführungsform in einem
Gewächshaus integriert, um einerseits für optimale Wachstumsbedingungen für Pflanzen und Bodenlebewesen z.B. über gleichmäßige Innentemperaturen zu sorgen und somit
Witterungseinflüsse zu minimieren und andererseits, um die bei den biochemischen Vorgängen im Schwarzwasserbodenfilter entstehenden Gase wie z.B. Kohlenstoffdioxid und Lachgas im System zu belassen. Diese Gase werden nicht in die Umwelt geleitet, sondern werden über entsprechende Absaugsysteme einem Nutzpflanzengewächshaus zugeführt. Die Pflanzen verwerten bei der Photosynthese das CO2, so dass die im Schwarzwasserbodenfilter entstehenden Gase nutzbringend für die Steigerung des Pflanzenwachstums verwendet werden können. In einer weiteren Ausführungsform können die abgesaugten Gase zur Belüftung der Intensivrottephase und/oder Trocknungsphase bei der oben beschriebenen Herstellung des Humussubstrates eingesetzt werden. Die Stoffströme der Kategorie C. werden je nach Beschaffenheit vorbehandelt, um z.B.
Störstoffe wie Plastikteile, Metallteile, Glas usw. zu entfernen. Die Vorbehandlung
beispielsweise von Bioabfall oder Speiseresten erfolgt je nach Verschmutzungsgrad mit bekannter Technologie, wie Zerkleinerung, Siebung und/oder FE-Abscheidung und/oder Windsichtung. Die abgetrennten Störstoffe werden ordnungsgemäß entsorgt. Die verbleibenden biogenen Stoffe werden vorzugsweise mit dem gesättigten Filtermaterialgemisch aus dem
Organischen Sorptionsfilter vermischt und anschließend einer Intensivrotte zur Hygienisierung, also Abtötung von Schaderregern, Pathogenen, Pilzen und keimfähigen Pflanzenteilen, ausgesetzt. Im Anschluss an die Intensivrotte werden vorzugsweise eine anaerobe Fermentationsphase und anschließend eine Trocknungsphase durchgeführt. Hieraus entstehen die oben beschriebenen Humussubstrate. Die Behälter und/oder Mieten für diese
Prozessschritte verfügen an den Sohlen über Entwässerungs- und Belüftungsvorrichtungen. Die aus den Materialien während der Prozessphasen austretenden Sickerflüssigkeiten werden wiederum dem Schwarzwasserbodenfilter zur biologischen Reinigung zugeführt. Neben der Entwässerung dienen die Entwässerungs- und Belüftungsvorrichtungen auch der Belüftung bestimmter Prozessphasen, welche unter Anwesenheit von Luft bzw. Sauerstoff optimaler ablaufen. Dazu gehören die Intensivrottephase und/oder die Trocknungsphase. Für die
Belüftung der Prozessphasen wird vorzugsweise Abluft aus der Umhausung der
erfindungsgemäßen Anlage wie z.B. dem Schwarzwasserbodenfilter und/oder dem
Organischen Sorptionsfilter verwendet, um diese wertschöpfend zu nutzen und im Kreislauf zu führen. Bei den Stoffströmen der Kategorie D. handelt es sich um flüssige, vorwiegend nährstoffarme Inputstoffe wie Grauwasser und/oder bestimmte gewerbliche Prozessabwässer, welche sich auch durch einen geringen Feststoffanteil auszeichnen. Zunächst werden die Stoffströme der Kategorie D. in einer Filteranlage vorgereinigt, das heißt, dass die Feststoffe von den
Flüssigkeiten getrennt werden. Als Filteranlage kann der oben beschriebene Organische Sorptionsfilter und/oder ein Rottebehälter und/oder ein mechanisches Siebelement, z.B. Bogen- und/oder Trommelsieb, eingesetzt werden. Die zurückgehaltenen Feststoffe werden regelmäßig nach Bedarf entnommen und zur Weiterbehandlung den Stoffströmen der Kategorie C.
zugeteilt. Die verbleibenden Flüssigkeiten werden einem oder mehreren
Grauwasserbodenfiltern zugeführt und hier gereinigt. Der oder die Grauwasserbodenfilter bestehen aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer
Sammeldrainage. Vorzugsweise wird unterhalb und/oder neben dem Grauwasserbodenfilter eine Zisterne zur Speicherung des gereinigten Grauwassers angeordnet. Bei der Bepflanzung des Grauwasserbodenfilters handelt es sich vorzugsweise um Helophyten mit großem
Biomasseertrag, z.B. Schilf (Phragmites), Elefantengras (Miscanthus) usw. Die Bepflanzung des Grauwasserbodenfilters wird mindestens einmal jährlich geerntet, z.B. durch Mähen, um den dadurch gewonnenen Biomasseertrag wertschöpfend im System der vorliegenden
Erfindung zu nutzen. Die Verwendung der Biomasse erfolgt wie bei den
Schwarzwasserbodenfiltern, was weiter oben bereits beschrieben ist. Bei dem Filtersubstrat handelt es sich vorzugsweise um wasserdurchlässige mineralische und/oder organische
Materialien und/oder eine Mischung aus beiden. In einer Ausführungsform sind der Aufbau des Grauwasserbodenfilters und der Aufbau des Schwarzwasserbodenfilters identisch. Der Grauwasserbodenfilter wird in einer Ausführungsform ebenso wie der
Schwarzwasserbodenfilter in einem Gewächshaus integriert, um einerseits für optimale
Wachstumsbedingungen für Pflanzen und Bodenlebewesen z.B. über gleichmäßige
Innentemperaturen zu sorgen und somit Witterungseinflüsse zu minimieren, und andererseits, um die bei den biochemischen Vorgängen im Grauwasserbodenfilter entstehenden Gase wie z.B. Kohlenstoffdioxid und Lachgas im System zu belassen. Diese Gase werden nicht in die Umwelt geleitet, sondern werden über entsprechende Absaugsysteme wie beim
Schwarzwasserbodenfilter einem Nutzpflanzengewächshaus zugeführt. Aufgrund der im
Vergleich zu Stoffströmen der Kategorie B., z.B. Schwarzwasser, geringeren Frachten an Kohlenstoff und Pflanzennährstoffen ist die Umhausung der Grauwasserbodenfilter jedoch nicht zwingend erforderlich, da auch ohne Umhausung eine hohe Effizienz im Sinne einer
ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft erreicht werden kann.
Das durch den Grauwasserbodenfilter behandelte Wasser wird anschließend einer
Hygienisierung unterzogen. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine UV-Anlage handeln, bei der etwaige im Grauwasser enthaltene Keime mit Hilfe von UV-Licht zerstört werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zur Hygienisierung
Membranbehandlungsverfahren eingesetzt und/oder eine Kombination von UV- und
Membranbehandlung. Nach der Hygienisierung wird das so behandelte Grauwasser als
Brauchwasser den Haushalten und/oder Gewerbebetrieben und/oder sonstigen Einrichtungen des Siedlungssystems über einen zweiten Wasserkreislauf zugeführt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird das gereinigte Grauwasser darüber hinaus zur
Bewässerung in Nutzpflanzengewächshäusern und/oder Gartenflächen und/oder
Landwirtschaftsflächen verwendet. Um ein ganzjähriges Funktionieren des Grauwasser- Kreislaufsystems zu gewährleisten, kann das überschüssige Brauchwasser z.B. bei geringerer Entnahme in den Wintermonaten vorzugsweise nach erfolgter Hygienisierung in einem
Retentions- und Pufferteich und/oder einer großen Zisterne gepuffert werden und/oder in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mit gedrosseltem Ablauf der Umgebung zugeführt werden, z.B. lokale Versickerung über die belebte Bodenzone und/oder Einleitung in ein Gewässer.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird/werden die Landwirtschaft und/oder der Gartenbau als Agroforstsystem eingerichtet, in welchem sich Gehölzstreifen mit Acker- und/oder Feldstreifen abwechseln, um einerseits ein optimales Mikroklima für die Pflanzen und andererseits einen guten Wind- und Erosionsschutz zu erzielen. Unter diesen optimierten Bedingungen entstehen vielfältige Pflanzenprodukte, wie Acker- und Feldfrüchte, Obst, Wertholz und holzartige Biomasse, welche das Einzugsgebiet umfassend versorgen können. Praxiserfahrungen haben gezeigt, dass diese Landnutzungsform zu höheren Flächenerträgen führt und zudem eine deutliche Steigerung der Biodiversität im Vergleich zur herkömmlichen Landwirtschaft mit sich bringt. Insbesondere in sonnenreichen, ariden Gebieten führt die Integration von Gehölzstreifen in Landwirtschaftsflächen zu einer Beschattung der Böden und Pflanzen, wodurch eine Austrocknung und/oder verstärkte
Evatranspiration vermieden wird. Darüber hinaus wird im Agroforstsystem durch die
Kombination von flachen und höheren Pflanzen über die Wechselwirkung von Evaporation und Kondensierung an den höheren Pflanzenteilen ein signifikanter Kühleffekt erzielt, der zur Abkühlung der Erdoberfläche und damit zum Klimaschutz beitragen kann. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Gehölzstreifen mit
Bewässerungsvorrichtungen versehen, über welche das gereinigte Schwarzwasser zur Bewässerung und Düngung der Gehölze aufgebracht wird. Das Bewässerungssystem wird in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform mit einer intelligenten Steuerung versehen, die eine bedarfsgerechte, witterungsangepasste und umweltschonende Bewässerung
gewährleistet. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden auch die Feld- und
Ackerflächen zwischen den Gehölzstreifen und/oder sonstige Feld- und Ackerflächen und/oder Energiepflanzenfelder mit intelligenten Bewässerungssystemen ausgestattet, welche sowohl die Verwendung von gereinigtem Schwarz- als auch von gereinigtem Grauwasser ermöglichen. Die Wahl des Bewässerungswassers wird in Abhängigkeit von den Kulturen getroffen, wobei Nahrungspflanzen vorzugsweise mit gereinigtem und/oder hygienisiertem Grauwasser und Gehölze und/oder Energiepflanzen vorzugsweise mit gereinigtem Schwarzwasser bewässert werden.
Die erfindungsgemäße semizentrale Anlage zur Behandlung und Aufbereitung von biogenen Stoffströmen in agro-urbanen Siedlungssystemen sieht die Verwertung und/oder Umwandlung von flüssigen und festen organischen Biomassen wie Abwässern, Bioabfällen, Ernteresten, Grünschnitt und sonstigen biogenen Reststoffen im Sinne einer ressourcenschonenden
Kreislaufwirtschaft vor. Die Anlage umfasst folgende Einrichtungen: Eine Einrichtung zur Entfernung organischer
Frachten und Pflanzennährstoffe aus den Stoffströmen der Kategorie B., wie Schwarzwasser, Gülle, Gärrückstände usw., wobei diese an die organischen Partikel und Bestandteile des Input- und Filtermaterialgemisches im Organischen Sorptionsfilter angelagert werden, während die verbleibenden Flüssigkeiten mit Resten von Pflanzennährstoffen und gelösten organischen Stoffen über Rinnen unterhalb des Filtermaterialgemisches abfließen. Die Organischen
Sorptionsfilter bestehen aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten besitzen. Eine weitere Einrichtung zur hygienisierenden Kompostierung (Intensivrotte) des gesättigten
Filtermaterialgemisches aus dem Organischen Sorptionsfilter sowie aus Stoffströmen der Kategorie C, bestehend aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten sowie zur Belüftung der Rotte besitzen, einer weiteren Vorrichtung zur anaeroben Fermentation des Gemisches im Anschluss an die Intensivrotte, bestehend aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten besitzen und welche mit Vorrichtungen ausgestattet sind, welche den
Fermentationsprozess unter anaeroben Bedingungen ablaufen lassen, sowie aus einer Vorrichtung zur Trocknung des in den vorherigen Einrichtungen hergestellten Humussubstrats, bestehend aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten sowie zur Belüftung der
Trocknung besitzen. Eine weitere Einrichtung zur Behandlung der Flüssigkeiten aus den vorangegangenen
Einrichtungen umfasst einen oder mehrere Schwarzwasserbodenfilter, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer
Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem Schwarzwasserbodenfilter angeordnete Zisterne zur Speicherung des gereinigten Schwarzwassers.
Eine weitere Einrichtung zur Vorbehandlung von Grauwasser und/oder schwach belastetem Prozesswasser, bestehend aus einer Filteranlage zur Trennung der Feststoffe von den
Flüssigkeiten, einer Einrichtung zur biologischen Behandlung von Grauwasser und/oder schwach belastetem Prozesswasser in einem oder mehreren Grauwasserbodenfiltern, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer
Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem Grauwasserbodenfilter
angeordneten Zisterne zur Speicherung des gereinigten Grauwassers, sowie einer
Hygienisierungsanlage zur Behandlung des gereinigten Grauwassers aus dem
Grauwasserbodenfilter, sowie einem Retentions- und Pufferteich zur Pufferung überschüssigen Grauwassers, sowie Einrichtungen zur Beförderung der behandelten Schutzwasserströme , wobei verschiedenen Anlagenteile der Erfindung wie Organischer Sorptionsfilter, Intensivrotte, Fermentation, Trocknung, Schwarzwasserbodenfilter und in einer bevorzugten
Ausführungsform auch der/die Grauwasserbodenfilter umhaust ist/sind und Einrichtungen zur Aufnahme und Weiterleitung von entstehenden Gasen aus den einzelnen Prozessschritten wie Kohlenstoffdioxid und Ammoniak besitzen, um diese einem Nutzpflanzengewächshaus zuzuführen.
Ein wesentlicher Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht in der semizentralen Anordnung der Verfahrensmaßnahmen oder der Anlagenbestandteile innerhalb von
Siedlungssystemen wie z.B. Dörfern, Siedlungen oder Stadtteilen, also an den Stellen, an denen Stoffströme entstehen. Dadurch werden sowohl die Transportwege für zufließende Stoffströme (Abwasser, Bioabfall, Erntereste, Grünschnitt usw.) als auch diejenigen der veredelten abfließenden Produkte signifikant reduziert. Eine wesentliche Voraussetzung für die semizentrale Anordnung der erfindungsgemäßen Anlagen besteht in der Möglichkeit, diese in neue entstehende Siedlungen und Städte sowie in bereits bestehenden Siedlungssystemen zu implementieren. Dadurch tragen sie bedeutend zur geordneten Ent- und Versorgung von Stoffströmen in definierten Einzugsgebieten bei. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die beschriebenen Anlagen und Vorrichtungen auch modular angeordnet werden, was im Falle der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Anlage zunächst auf den aktuellen Bedarf ausgelegt wird und anschließend sukzessive mit dem Wachsen des Einzugsgebietes bzw. seiner Bevölkerung modular vergrößert wird.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die
beschriebenen Anlagen und Vorrichtungen auch nur teilweise umgesetzt werden, um die Situation in einem bestimmten Einzugsgebiet kurzfristig punktuell zu verbessern und dabei die wirtschaftlichen Möglichkeiten zu berücksichtigen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens können die
beschriebenen Anlagen und Vorrichtungen auch in bestehende Anlagen und Vorrichtungen integriert werden, um die Situation in einem bestimmten Einzugsgebiet kurzfristig punktuell zu verbessern und dabei die wirtschaftlichen Möglichkeiten zu berücksichtigen.
Vorzugsweise ist bei der erfindungsgemäßen Anlage eine vollständige Umhausung
vorgesehen, um Emissionen zu verhindern. Dabei sind gewächshausartige
Grundkonstruktionen besonders bevorzugt. Beispielsweise sind Einrichtungen zur Annahme und Aufbereitung der verschiedenen Stoffströme sowie der Schwarzwasserbodenfilter umhaust. Die bei der Filterung entstehenden Gase wie Kohlenstoffdioxid oder Ammoniak werden über entsprechende Leitungssysteme dem ebenfalls umhausten Nutzpflanzengewächshaus zugeführt. Bei der Umsetzung der erfindungsgemäßen Anlagen ist insbesondere bei bestehenden Siedlungssystemen auf eine sinnvolle Trennung von Abwässern unterschiedlicher Herkunft zu achten. Niederschlagswasser ist aus der Kanalisation von Einzugsgebieten fernzuhalten, da es in der Regel überhaupt nicht oder nur sehr selten verschmutzt ist und den Abwasserstrom in der Kanalisation unnötig verdünnen würde.
Ebenso sind besonders mit starken Chemikalien, Schwermetallen oder
Medikamentenrückständen belastete Sonderabwässer (z.B. industrielle Abwässer, Abwässer aus Krankenhäusern und Altersheimen) aus der öffentlichen Kanalisation fernzuhalten. Zur Behandlung dieser problematischen Abwässer eignen sich die bekannten dezentralen Anlagen und Verfahren vor Ort.
Vorzugsweise besteht die erfindungsgemäße Anlage aus mehreren Gewächshaushallen und/oder ähnlichen Gebäuden. Eine erste Gewächshaushalle dient der Annahme der biogenen Stoffströme, der Vorbehandlung von Bioabfall, der Separation von Flüssigkeiten und der Herstellung von Humussubstraten aus den gelieferten organischen Feststoffen und
Pflanzennährstoffen. Je nach Systemgröße kann in einer Ausführungsform eine Biogasanlage zur Herstellung von elektrischer und thermischer Energie und/ oder eine Holzvergasungsanlage vorgesehen werden.
In einer zweiten Gewächshaushalle befinden sich vorzugsweise bewachsene Bodenfilter (z.B. Schwarzwasserbodenfilter), in welchen die abgetrennten Flüssigkeiten der Abwässer und Sickerwässer biologisch behandelt und gereinigt werden. Durch die getrennte Behandlung von Grauwasser und Schwarzwasser können prinzipiell zwei unterschiedliche Qualitäten von Brauchwasser erzeugt werden. Zur Bepflanzung der Bodenfilter werden vorzugsweise
Helophyten wie z.B. Miscanthus eingesetzt, welche sich durch einen besonders hohen
Biomasseertrag auszeichnen. Aber auch Bambusarten werden im erfindungsgemäßen
Verfahren bevorzugt eingesetzt, da sie ganzjährig grün sind und entsprechend ganzjährig Wasser und Fflanzennährstoffe aufnehmen. Zudem besitzen sie einen signifikanten
Biomassezuwachs, der insbesondere in dichter besiedelten Räumen wie Stadtgebieten usw. im Sinne der vorliegenden Erfindung Vorteile bringen kann. Beispielsweise kann in abgedichteten Bambusbeeten auf vergleichsweise kleinen Flächen das behandelte Schwarzwasser und/oder das behandelte Grauwasser eingesetzt werden, um im großen Umfang ganzjährig Biomasse zu produzieren. Dabei werden das gereinigte Wasser und die Pflanzennährstoffe sehr gut verwertet und verbleiben somit auch im Sinne der vorliegenden Erfindung in einem
geschlossenen Kreislauf. Eine Bambusfläche kann auf diese Weise über Jahrzehnte bewirtschaftet werden, wobei die gewonnenen Produkte sehr vielseitig einsetzbar sind, z.B. als Baumaterial, Brennstoff und Inputmaterial für die Herstellung von Humussubstrat. Generell wird im erfindungsgemäßen Verfahren die gewonnene Biomasse zur Herstellung von
Humussubstraten und/ oder für die Energiegewinnung genutzt.
In einer dritten Gewächshaushalle erfolgt vorzugsweise der Anbau von Nutzpflanzen wie Obst und Gemüse (Nutzpflanzengewächshaus), vorzugsweise mit dem durch den Feststoffkreislauf gewonnen Humussubstrat. Die Kulturbedingungen werden dauerhaft durch eine intelligente Bewässerung und nachhaltige Düngung optimiert. Die Zufuhr von Kohlenstoffdioxid sowie Ammoniak führt zu einer signifikanten Wachstumssteigerung.
Als weitere Verfahrensmaßnahme ist in einer bevorzugten Ausführungsform die Sammlung größerer Mengen an Kondenswasser vorgesehen, welche sich an den Unterseiten der
Glasdächer bildet. Dieses Wasser kann über Rinnen gesammelt und anschließend als destilliertes, keimfreies Wasser in separaten Zisternen für die Brauchwasserversorgung des Einzugsgebietes gespeichert werden.
Die Funktionsanteile der erfindungsgemäßen Anlage können vorzugsweise auch einzeln oder in Teilen sinnvoll in einem System integriert werden.
In einer Ausführungsform ist auch eine Nachrüstung bestehender Systeme, wie z.B.
Kläranlagen, mit den erfindungsgemäßen Anlagebestandteilen möglich.
Die erfindungsgemäße Anlage und das Verfahren ermöglichen die Etablierung von
Siedlungssystemen selbst in sehr heißen, unfruchtbaren Gebieten, wie z.B. der Wüste. Das Siedlungssystem kann in einem Korridor zwischen Meer und Land semizentral integriert werden.
Die Versorgung der Bevölkerung mit frischen Obst, Gemüse und ggf. anderen land- und gartenbaulichen Produkten aus dem Einzugsgebiet ist ein weiterer wichtiger Aspekt im erfindungsgemäßen Verfahren, da lange Transportwege eingespart werden und ein direkter Bezug zu den erzeugten Produkten besteht. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, weil in den Mega-Cities die Versorgungswege für Energie, Wasser, Lebensmittel usw. immer länger werden.
Ein weiterer entscheidender Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch die optimale Versorgung der Nutzpflanzen im vorliegenden agro-urbanen System durch die Gewinnung von Humussubstrat, Bewässerungswasser, Wärme und durch die C02-Düngung in Nutzpflanzengewächshäusern verhältnismäßig hohe Ernteerträge auf verhältnismäßig geringen Flächen erzielt werden können. Dadurch ist auch eine Versorgung der Bevölkerung in Städten bzw. dicht besiedelten Gebieten über die semizentralen Einrichtungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die semizentrale Anlage stellen eine Kopplung zum Teil bekannter Einzeltechnologien sowie die Behandlung mehrerer Stoffströme in einem
ganzheitlichen System unter Nutzung der vielfältigen Synergien bereit. Als besonders vorteilhaft hat sich die vollständige Umhausung aller oder einiger Anlagenteile in Gewächshaushallen herausgestellt, was zu dem erwähnten Synergieeffekt beiträgt. Dazu gehört auch die teilweise Ausstattung der Dächer der erfindungsgemäßen Anlagen mit Photovoltaik-Modulen in sonnenreichen Regionen, womit wiederum ein Teil der Energieversorgung der
erfindungsgemäßen Anlage und/oder des Einzugsgebietes gewährleistet werden kann.
Besondere Ausführungsformen der Erfindung werden nun in der nachfolgenden Zeichnung erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den Aufbau der erfindungsgemäßen semizentralen Anlage und ein
Ablaufschema mit den einzelnen Anlagebestandteilen.
In Fig. 1A sind der Feststoffkreislauf sowie der Schwarzwasserkreislauf gezeigt. In Fig. 1 B ist der Grauwasserkreislauf gezeigt. In Fig. 1 A soll zunächst der Feststoffkreislauf besprochen werden. Dieser beginnt zum einen bei dem durch die Haushalte anfallenden Bioabfall, der beispielsweise in einem Tonnensystem 1 gesammelt werden kann. Über einen Zerkleinerer 2 gelangt die so zerkleinerte Biomasse in ein Trommelsieb 3 und wird anschließend in einem Lager 4 zwischengelagert. Von hier aus kann die zerkleinerte Biomasse einer Rotte 7 zur Durchführung einer Intensivrotte zugeführt werden, die Bestandteil einer Herstellungskette zur Herstellung von Humussubstrat sein kann. Vor der Rotte 7 ist ein Organischer Sorptionsfilter 6 angeordnet. Dieser hat die Funktion eines Vorfilters und nimmt die unter Kategorie B. beschriebenen nährstoffhaltigen Schmutzwässer wie
Schwarzwasser aus den Gebäuden 5 des Einzugsgebietes auf. In der gezeigten Variante wird das Schwarzwasser von dem Gebäude 5 zunächst über einen Übergabeschacht 24 einem Vakuumtank 25 zugeführt. Von diesem Vakuumtank 25 gelangt das Schwarzwasser auf den Organischen Sorptionsfilter 6. Als Filtersubstrat dient ein Gemisch pyrolysierter/nicht pyrolysierter Biomasse. Biomasse 9 (z.B. Grünschnitt, Erntereste) wird zunächst in einem Zerkleinerer 10 zerkleinert und ein Teil der zerkleinerten Biomasse einer Pyrolyseeinrichtung 11 zugeführt. Das Pyrolyseprodukt wird anschließend mit nicht
pyrolysiertem Grünschnitt 43 einer Vormischung 12 unterzogen. Dieses Vorgemisch 12 wird dann in den Organischen Sorptionsfilter 6 übertragen. Mit dem Organischen Sorptionsfilter 6 werden organische Frachten und vorhandene Nährstoffe aus dem Stoffstrom der Kategorie B., wie Schwarzwasser, isoliert. Das gesättigte Filtersubstratgemisch gelangt zur Durchführung der Intensivrotte in die Rotte 7, und von dort kann es beispielsweise einer Kompostieranlage oder einem Fermenter 8 zugeführt werden. Das so erhaltene Produkt ist ein Humussubstrat 26, das als Bodenverbesserer und/ oder organischer Dünger einer Gartenanlage 17 und/oder einer Landwirtschaft, z.B. Agroforstsystem (Gehölzstreifen) 19, zugeführt wird. In der gezeigten Variante besteht das Agroforstsystem 19 aus seitlichen Reihen von Sträuchern 18, dazwischen angeordneten Obstbäumen sowie Feldfrüchten 20. Bei den Gehölzstreifen handelt es sich vorzugsweise um Obstbäume und Sträucher.
Der vom Organischen Sorptionsfilter 6 filtrierte Stoffstrom der Kategorie B., wie Schwarzwasser gelangt über entsprechende Rohrleitungen zunächst in einen Pumpenschacht 13. Von hier aus gelangt es in einen umhausten Schwarzwasserbodenfilter 14. Dieser besteht aus einer
Bepflanzung 40, einem Filtersubstrat 41 sowie einer Zisterne 42. Das nährstoffreiche
Schwarzwasser fördert das Pflanzenwachstum der Bepflanzungen des
Schwarzwasserbodenfilters 14. Die entweichenden Gase wie z.B. Kohlenstoffdioxid und Ammoniak werden aufgenommen und über Gasleitungen 39 einem Nutzpflanzengewächshaus 16 zugeführt. Das durch den Schwarzwasserbodenfilter 14 behandelte Schwarzwasser gelangt über einen Pumpenschacht 15 über Versorgungsleitungen 27 zu dem Agroforstsystem 19. Hier dient es zur Bewässerung der Gehölzpflanzungen 18 und/oder der Energiepflanzenplantagen 21. Das gereinigte Schwarzwasser wird über entsprechende Verteiler 22 und ein
Verteilersystem 23 auf der Fläche des Agroforstsystems 19 und/oder der
Energiepflanzenplantage 21 verteilt. In Fig. 1 B ist der Grauwasserkreislauf gezeigt. Von den Gebäuden 5 gelangt das Grauwasser per Freigefälle und/oder ggf. über einen Übergabeschacht, Unterdruckleitungen und einen Vakuumtank in eine Vorrichtung 29 zur Feststoffabtrennung/-kompostierung. Von hier aus wird das Grauwasser (Stoffstrom der Kategorie D.) einem Grauwasserbodenfilter 30 zugeführt. Dieser besteht aus Bepflanzungen 40, einem Filtersubstrat 41 und einer Zisterne 42. Das durch den Grauwasserfilter 30 filtrierte Grauwasser wird über einen Regelschacht 31 zunächst einem Speicherschacht 32 zugeführt. Anschließend folgt die Hygienisierung (z.B. durch UV-Strahlung und/oder Membrananlage) in einer Hygienisierungseinrichtung 33. Das auf diese Weise behandelte Wasser gelangt über eine Druckpumpstation 34 in das
Brauchwasserversorgungsnetz des Stadtteils, der Siedlung usw. Überschüssiges
Brauchwasser wird in einem Retentions- und Pufferteich 35 gesammelt. In einer bevorzugten Ausführungsform kann das auf diese Weise angefallene überschüssige Wasser über einen Regelschacht und ein Drosselorgan 36 schonend der Umgebung 37 zugeführt werden.
Ein weiterer Teil des Grauwassers wird zur Bewässerung des Nutzpflanzengewächshauses 16 und/oder einer Gartenanlage und/oder einer Landwirtschaftsfläche eingesetzt. Eine Umhausung des Grauwasserbodenfilters 30 ist im Gegensatz zu dem Schwarzwasserbodenfilter 14 nicht unbedingt erforderlich, da das Grauwasser weniger Biomasse enthält, welche zu einer gesteigerten Gasbildung beitragen könnte. Insofern ist vorzugsweise die Umhausung des Schwarzwasserbodenfilters 14 vorgesehen, um die dort entstehenden Gase zur Begasung dem Nutzpflanzengewächshaus 16 zuzuführen. Ungeachtet dessen ist auch eine Einhausung des Grauwasserbodenfilters 30 sinnvoll, da Temperaturschwankungen abgemildert werden und eine Flächenreduzierung möglich ist. Darüber hinaus entsteht auch im Grauwasserbodenfilter über die Stoffwechselvorgänge der Pflanzen Wasserdampf, welcher an den Unterseiten der Glaseindeckung des Gewächshauses kondensiert und über Rinnensysteme als kondensiertes, also steriles Wasser in speziellen Zisternen gesammelt werden kann. Das hygienisierte Brauchwasser aus der Hygienisierungseinrichtung 33 wird in entsprechende Brauchwasserleitungen 38 den Haushalten 5 zugeführt.

Claims

Patentansprüche:
Verfahren zur semizentralen Behandlung und Aufbereitung von biogenen Stoffströmen in agro-urbanen Siedlungssystemen durch Verwertung und/oder Umwandlung von flüssigen und festen organischen Biomassen wie Abwässern, Bioabfällen, Emteresten, Grünschnitt und sonstigen biogenen Reststoffen im Sinne einer ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft, umfassend
- einen Schwarzwasserkreislauf, bei dem Schwarzwasser oder vergleichbare Schmutzwässer zunächst einer Vorfiltration über wenigstens einen Organischen Sorptionsfilter zur Aufnahme von organischen Frachten und Pflanzennährstoffen von Schwarzwasser und/oder vergleichbarer Schmutzwässer in einem
Filtermaterialgemisch, bestehend aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten besitzen unterzogen wird/werden, wodurch die im Schwarzwasser und/oder den vergleichbaren Schmutzwässem enthaltene organischen Frachten und Nährstoffe in dem Organischen Sorptionsfilter verbleiben und das so vorfiltrierte Schwarzwasser anschließend einem
Schwarzwasserbodenfilter, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem Schwarzwasserbodenfilter angeordneten Zisterne zur Speicherung des gereinigten Schwarzwassers, aufgetragen wird und das durch den Schwarzwasserbodenfilter filtrierte Wasser zur Bewässerung von Bepflanzungen oder Grünanlagen zur Verfügung gestellt wird,
- einen Grauwasserkreislauf, bei dem Grauwasser und/oder vergleichbare
Schmutzwässer über einen Grauwasserbodenfilter, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem
Grauwasserbodenfilter angeordnete Zisterne zur Speicherung des gereinigten Grauwassers, aufgetragen wird werden, wobei das durch den
Grauwasserbodenfilter filtrierte Wasser zunächst einer Hygienisierung unterzogen und anschließend als Brauchwasser Haushalten und/oder
Gewerbebetrieben des Einzugsgebietes zugeführt und/oder zur Bewässerung von Nutzpflanzengewächshäusern und/oder Gartenanlagen und/oder
Landwirtschaftsflächen eingesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es ferner einen
Feststoffkreislauf zur Herstellung vom von Humussubstrat für die Bodenverbesserung und/oder für die Pflanzenzucht umfasst, bei dem zerkleinerte feste Biomasse wie Grünschnitt und Emtereste und flüssige Biomasse einer Intensivrotte und/oder
Fermentation und/oder Trocknung zur Erzeugung des Humussubstrats unterzogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwarzwasser und/oder vergleichbare Schmutzwässer zusammen mit Bioabfall über
Unterdruckentwässerungsleitungen und/oder über Freigefälleleitungen dem
Organischen Sorptionsfilter zugeführt wird/werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die biogenen Stoffströme des agro-urbanen Siedlungssystems in folgende vier
Kategorien bei der Behandlung aufgliedert werden:
Kategorie A: feste, trockene und/oder holzartige und vorwiegend nährstoffarme
Biomassen wie z.B. Grünschnitt, Erntereste, Waldholz, Baum- und Strauchschnitt oder sonstige pflanzliche Biomasse,
Kategorie B: flüssige, vorwiegend nährstoffreiche Inputstoffe, wie Gülle, Gärrückstände, Schwarzwasser, organisch belastete unbedenkliche gewerbliche Schmutzwässer, Kategorie C: feuchte, vorwiegend nährstoffreiche Biomassen, wie Bioabfall, Speisereste, Stallmist, Hühnerkot, sowie
Kategorie D: flüssige, vorwiegend nährstoffarme Inputstoffe wie Grauwasser und/oder bestimmte gewerbliche Prozessabwässer.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, das die Stoffströme der Kategorie A zunächst zerkleinert, anschließend gesiebt und schließlich zur Herstellung von
Holzkohle, zur Erzeugung des Organischen Sorptionsfilters und/oder zur Nutzung in Biomassekraftwerken zur Erzeugung von Wärmeenergie und/oder elektrischer Energie für die Versorgung von Anlagenbestandteilen und/oder Nutzpflanzengewächshäusern und/oder Wohn- oder Gewerbegebäuden innerhalb des Siedlungssystems eingesetzt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoffströme der
Kategorie B im Organischen Sorptionsfilter auf das Input- und Filtermaterialgemisch der Kategorie A aufgebracht werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Organischen Sorptionsfilter und/oder der Intensivrotte und/oder der Fermentation und/oder der Trocknung und/oder demdie im Schwarzwasserbodenfilter durch die biologischen und chemischen Prozesse entstehenden Gase wie Kohlenstoffdioxid oder Ammoniak oder N2O einem Nutzpflanzengewächshaus und/oder zur Belüftung einer
Intensivrotte und/oder in die Trocknungsphase bei der Herstellung eines
Humussubstrates zugeführt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der zerkleinerten Biomasse einer Pyrolyse unterzogen werden und das so erhaltene Pyrolyseprodukt nach einer Vormischung mit nicht-pyrolysiertem,
zerkleinertem Grünschnitt dem Organischen Sorptionsfilter als Filtersubstrat zugeführt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sickerwasser des Organischen Sorptionsfilters über Pumpenschächte dem
Schwarzwasserbodenfilter zur Filterung und biologischen Reinigung und
anschließenden Bewässerung von Gehölzen, Energiepflanzen und Grünlagen zugeführt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den Stoffkreisläufen gewonnene Humussubstrat aus der Verarbeitung fester und flüssiger Input- und Stoffströme den Garten- und Landwirtschaftsflächen und/oder Grünanlagen und/oder einem Agroforstsystem zur Verfügung gestellt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grauwasser und/oder vergleichbare Schmutzwässer zunächst über Freigefälle- und/oder Unterdruckentwässerungsleitungen in einem Feststoff-Trenn- und
Kompostiersystem und/oder anderen mechanischen Filtern behandelt wird werden, bevor das so behandelte Grauwasser auf dem Grauwasserbodenfilter aufgetragen wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das gereinigte Grauwasser und/oder vergleichbare Schmutzwässer in einer UV- Behandlungsanlage und/oder einer Membrananlage hygienisiert wird und anschließend über eine Pumpenanlage dem Brauchwassemetz zur Versorgung von Haushalten und/oder Gewerbebetrieben und/oder zur Bewässerung von Nutzpflanzen verwendet wird, wobei überschüssiges Brauchwasser nach erfolgter Hygienisierung in einem Retentions- und Pufferteich gesammelt und bedarfsweise gedrosselt der Umgebung zugeführt wird/werden.
13. Semizentrale Anlage zur Behandlung von biogenen Stoffströmen aus einem
Einzugsgebiet durch Verwertung und/oder Umwandlung von flüssigen und festen organischen Biomassen wie Abwässern, Bioabfällen, Ernteresten, Grünschnitt und sonstigen biogenen Reststoffen in werthaltige Stoffströme, umfassend: einen Organischen Sorptionsfilter zur Aufnahme von organischen Frachten und Pflanzennährstoffen von Schwarzwasser und/oder vergleichbarer
Schmutzwässer in einem Filtermaterialgemisch, bestehend aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten besitzen, eine Einrichtung zur hygienisierenden Kompostierung (Intensivrotte) des gesättigten Filtermaterialgemisches aus dem Organischen Sorptionsfilter, bestehend aus Behältern und/oder Mieten mit Beschickungsvorrichtungen, eine Einrichtung zur Trocknung des in den vorherigen Einrichtungen hergestellten Humussubstrats, bestehend aus Behältern und/oder befahrbaren Mieten, welche an den Sohlen Vorrichtungen zur Aufnahme und Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten sowie zur Belüftung der Trocknung besitzen,
- einen Schwarzwasserbodenfilter zur Behandlung des vorbehandelten
Schwarzwassers, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem Schwarzwasserbodenfilter angeordnete Zisterne zur Speicherung des gereinigten Schwarzwassers,
einen Grauwasserbodenfilter zur Behandlung von Grauwasser und/oder schwach belasteter Prozesswässer, bestehend aus einem und/oder mehreren abgedichteten Becken und/oder Behältern und/oder Beeten, einer Bepflanzung, einem Filtersubstrat, einem Verteilersystem und einer Sammeldrainage sowie einer unterhalb und/oder neben dem Grauwasserbodenfilter angeordneten Zisterne zur Speicherung des gereinigten Grauwassers, sowie
- eine Hygienisierungsanlage zur Behandlung des gereinigten Grauwassers aus dem Grauwasserbodenfilter, sowie
- einen Retentions- und Pufferteich zur Pufferung des überschüssigen
Grauwassers, Einrichtungen zur Beförderung und Speicherung des behandelten Schwarz- und Grauwassers und ähnlicher Schmutzwässer.
14. Semizentrale Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Schwarzwasser und/oder Grauwasser per Freigefälleleitungen und/oder per Unterdruckentwässerung gesammelt und transportiert wird.
15. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass Anlagenteile wie der Organischer Sorptionsfilter, Einrichtungen zur Intensivrotte, Fermentation und/oder Trocknung, der Schwarzwasserbodenfilter und der Grauwasserbodenfilter umhaust sind.
16. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anlage Einrichtungen zur Aufnahme und Weiterleitung von entstehenden Gasen aus den einzelnen Prozessschritten wie Kohlenstoffdioxid und
Ammoniak umfasst, um diese einem Nutzpflanzengewächshaus zuzuführen.
17. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass vor dem Grauwasserbodenfilter Einrichtungen zur Abtrennung von Feststoffen, wie das Rotteverfahren und/oder mechanische Filtereinrichtungen, angeordnet sind.
18. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anlage ferner Einrichtungen zur anaeroben Fermentierung des kompostierten gesättigten Filtermaterialgemisches und zur Aufnahme und
Abführung der verbleibenden Flüssigkeiten an den Sohlen umfasst.
19. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei der Bepflanzung des Schwarzwasserbodenfilters und/oder des Grauwasserbodenfilters vorzugsweise um Helophyten und/oder anderen
Biomasse-ertragreichen wasserverträglichen Pflanzen handelt.
20. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass es sich bei dem Filtersubstrat des Schwarzwasserbodenfilters und/oder des Grauwasserbodenfilters vorzugsweise um wasserdurchlässige
mineralische und/oder organische Materialien und/oder eine Mischung aus beiden handelt.
21. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Sorptionsfiltergemisch des Organischen Sorptionsfilters aus strukturreichen biogenen Stoffströmen aus dem Einzugsgebiet besteht, welche vorzugsweise wenigstens teilweise über einen Pyrolyseprozess verkohlt wurden.
22. Semizentrale Anlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Anlage Einrichtungen zur Gewinnung von Wärmeenergie für die Versorgung der Siedlung und/oder der Nutzpflanzengewächshäuser und/oder anderer Anlagenteile im Einzugsgebiet vorzugsweise aus der Pyrolyse und/oder einer Biogasanlage und/oder sonstigen Einrichtungen zur energetischen Verwertung von erzeugter Biomasse aus dem Einzugsgebiet und/oder zur Gewinnung von elektrischer Energie zur Einspeisung ins Stromnetz und/oder zur Versorgung der Siedlung und/oder der Nutzpflanzengewächshäuser und/oder anderer Anlagenteile vorzugsweise aus der Biogasanlage und/oder sonstiger Einrichtungen zur energetischen Verwertung von erzeugter Biomasse aus dem Einzugsgebiet und/oder aus Photovoltaikmodulen auf den Dachflächen der Anlagenteile umfasst.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291439A (zh) * 2014-09-19 2015-01-21 中山市鸿程科研技术服务有限公司 高效厌氧池
CN106865907A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 安徽金鹏建设集团股份有限公司 一种市政污水处理系统
CN108230832A (zh) * 2018-03-13 2018-06-29 苏州重明鸟厕所文化发展股份有限公司 校园生态循环科普空间系统
CN109734254A (zh) * 2019-03-11 2019-05-10 重庆大学 一种农村小型生活污水收集、处理、回用一体化系统
CN110850831A (zh) * 2019-11-21 2020-02-28 北京工业大学 一种玻璃基板生产水足迹核算与在线控制方法
CN111233260A (zh) * 2020-01-20 2020-06-05 湖北天蓝地绿生态科技股份有限公司 一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统
CN112125472A (zh) * 2020-09-18 2020-12-25 中国科学院城市环境研究所 一种资源就地回用与污染负荷减量的分散式生活污水源头分离收集与处理系统及其设计方法
CN113149376A (zh) * 2021-05-28 2021-07-23 江苏汇龙水务集团有限公司 一种生活污水ver治理系统

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3428716A1 (de) 1984-08-03 1986-02-13 Horst Dipl.-Phys. 8000 München Schramm Verfahren zur autarken abfallverwertung, insbesondere in wohnanlagen, und vorrichtungen zur durchfuehrung desselben
WO1998055402A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-10 Ulrich Braun Verfahren und vorrichtung zur behandlung von abwässern
DE29919732U1 (de) 1999-11-02 2000-02-24 AKUT Umweltschutz Ingenieurgesellschaft mbH, 13355 Berlin Pflanzenkläranlage im modularen Aufbau
DE10049163A1 (de) * 2000-09-27 2002-04-18 Armin Kittner Verfahren und Anordnung zur biologischen Aufbereitung von organisch belastetem Wasser
DE20122804U1 (de) * 2001-04-25 2008-01-10 Markgraf, Hannelore Anlage zur Abwasserreinigung mit einem Dickstoffabscheider
DE102007015326A1 (de) 2007-03-30 2008-10-02 Hans Huber Ag Maschinen- Und Anlagenbau Verfahren und Anlage zur Reinigung von Abwasser
DE102008002812A1 (de) 2008-03-26 2009-10-01 Bilfinger Berger Umwelttechnik Gmbh Verfahren zum Aufbereiten von in Haushalten anfallendem häuslichen Abwasser
DE102008019866A1 (de) 2008-04-16 2009-10-22 Tariq Kaddoura Verfahren zum Ableiten von Abwasser, Abwasserentsorgungseinrichtung und Abwasserentsorgungssystem
WO2009149944A2 (de) * 2008-06-13 2009-12-17 Boettcher Joachim Ökotechnische anlage und verfahren zur herstellung von kultursubstraten und bodenhilfsstoffen und organischen düngern mit eigenschaften anthropogener terra preta
WO2010041246A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-15 Moshe Elazar Ernest A system and method for processing and reusing graywater including for use in a home and garden
DE102009017125A1 (de) 2009-04-15 2010-10-21 Heybach, Klaus, Dipl.-Ing. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3428716A1 (de) 1984-08-03 1986-02-13 Horst Dipl.-Phys. 8000 München Schramm Verfahren zur autarken abfallverwertung, insbesondere in wohnanlagen, und vorrichtungen zur durchfuehrung desselben
WO1998055402A1 (de) * 1997-06-04 1998-12-10 Ulrich Braun Verfahren und vorrichtung zur behandlung von abwässern
DE29919732U1 (de) 1999-11-02 2000-02-24 AKUT Umweltschutz Ingenieurgesellschaft mbH, 13355 Berlin Pflanzenkläranlage im modularen Aufbau
DE10049163A1 (de) * 2000-09-27 2002-04-18 Armin Kittner Verfahren und Anordnung zur biologischen Aufbereitung von organisch belastetem Wasser
DE20122804U1 (de) * 2001-04-25 2008-01-10 Markgraf, Hannelore Anlage zur Abwasserreinigung mit einem Dickstoffabscheider
DE102007015326A1 (de) 2007-03-30 2008-10-02 Hans Huber Ag Maschinen- Und Anlagenbau Verfahren und Anlage zur Reinigung von Abwasser
DE102008002812A1 (de) 2008-03-26 2009-10-01 Bilfinger Berger Umwelttechnik Gmbh Verfahren zum Aufbereiten von in Haushalten anfallendem häuslichen Abwasser
DE102008019866A1 (de) 2008-04-16 2009-10-22 Tariq Kaddoura Verfahren zum Ableiten von Abwasser, Abwasserentsorgungseinrichtung und Abwasserentsorgungssystem
WO2009149944A2 (de) * 2008-06-13 2009-12-17 Boettcher Joachim Ökotechnische anlage und verfahren zur herstellung von kultursubstraten und bodenhilfsstoffen und organischen düngern mit eigenschaften anthropogener terra preta
WO2010041246A1 (en) * 2008-10-07 2010-04-15 Moshe Elazar Ernest A system and method for processing and reusing graywater including for use in a home and garden
DE102009017125A1 (de) 2009-04-15 2010-10-21 Heybach, Klaus, Dipl.-Ing. Verfahren und Vorrichtung zur Aufbereitung von Wasser

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104291439A (zh) * 2014-09-19 2015-01-21 中山市鸿程科研技术服务有限公司 高效厌氧池
CN106865907A (zh) * 2017-03-31 2017-06-20 安徽金鹏建设集团股份有限公司 一种市政污水处理系统
CN108230832A (zh) * 2018-03-13 2018-06-29 苏州重明鸟厕所文化发展股份有限公司 校园生态循环科普空间系统
CN109734254A (zh) * 2019-03-11 2019-05-10 重庆大学 一种农村小型生活污水收集、处理、回用一体化系统
CN110850831A (zh) * 2019-11-21 2020-02-28 北京工业大学 一种玻璃基板生产水足迹核算与在线控制方法
CN110850831B (zh) * 2019-11-21 2021-03-16 北京工业大学 一种玻璃基板生产水足迹核算与在线控制方法
CN111233260A (zh) * 2020-01-20 2020-06-05 湖北天蓝地绿生态科技股份有限公司 一种农村黑、灰水收集处理及资源化利用系统
CN112125472A (zh) * 2020-09-18 2020-12-25 中国科学院城市环境研究所 一种资源就地回用与污染负荷减量的分散式生活污水源头分离收集与处理系统及其设计方法
CN112125472B (zh) * 2020-09-18 2022-09-30 中国科学院城市环境研究所 一种资源就地回用与污染负荷减量的分散式生活污水源头分离收集与处理系统及其设计方法
CN113149376A (zh) * 2021-05-28 2021-07-23 江苏汇龙水务集团有限公司 一种生活污水ver治理系统
CN113149376B (zh) * 2021-05-28 2021-12-31 江苏汇龙水务集团有限公司 一种生活污水ver治理系统

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