Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb

Bühler, Devi; Antenen, Nadine; Frei, Matthias; Krähenbühl, Nikita; Barmettler, Regina; Schönborn, Andreas; Brändle, Till; Balducci, Andrea; Mezek, Katjuša; Zybach, Christa; Bleuler, Mira; Junge, Ranka

doi:10.21256/zhaw-28824

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Publication type:	Working paper – expertise – study
Title:	Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb
Authors:	Bühler, Devi Antenen, Nadine Frei, Matthias Krähenbühl, Nikita Barmettler, Regina Schönborn, Andreas Brändle, Till Balducci, Andrea Mezek, Katjuša Zybach, Christa Bleuler, Mira Junge, Ranka
et. al:	No
DOI:	10.21256/zhaw-28824
Extent:	19
Issue Date:	2020
Publisher / Ed. Institution:	ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften
Publisher / Ed. Institution:	Wädenswil
Language:	German
Subjects:	Wasserkeislauf; Grauwasser; Biologische Wasseraufbereitung; Green Walls; Grüne Wände; Waschmaschinenabwasser
Subject (DDC):	333: Economics of land and resources 620: Engineering
Abstract:	Während der Bedarf an Süsswasser weltweit stetig steigt, wird dessen Verfügbarkeit immer knapper. Um dem entgegenzuwirken, ist die lokale Behandlung und Wiederverwendung von Grauwasser ein vielversprechender Ansatz. Von besonderem Interesse sind der Einsatz von grünen Wänden, als platzsparende Alternative zu Pflanzenkläranlagen, und Filtersäulen zur biologischen Reinigung des Abwassers. Im vorliegenden Projekt wurden die Grundlagen für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb, basierend auf der biologischen Reinigungstechnologie, erarbeitet. Es wurde eine Reihe von Experimenten durchgeführt, um Waschmaschinenabwasser zu charakterisieren, eine geeignete Vorreinigung auszuwählen, ein geeignetes Filtersubstrat für die grüne Wand zu identifizieren, die Keimbelastung zu analysieren und den Energieautarkiegrad zu bestimmen und zu optimieren. Die Analyse des Waschmaschinenabwassers zeigte, dass ein Grossteil der Verschmutzung im Abwasser vom Waschmittel selbst stammt. Daher ist die Verwendung eines ökologischen Waschmittels und dessen korrekte Dosierung essenziell für einen ressourceneffizienten Betrieb. Für die physikalisch-mechanische Vorreinigung wurden ein Sandfilter und ein Feinfilter getestet. Aufgrund der hohen Faserbelastung im Waschmaschinenabwasser zeigte sich der Sandfilter als ungeeignet, da er schnell verstopfte. Stattdessen konnte mit dem Feinfilter eine gute Vorreinigung erzielt werden. Die Faserbelastung im Waschmaschinenabwasser betrug durchschnittlich 25 mg/L vor der Vorreinigung und konnte durch den Feinfilter auf 2 mg/L reduziert werden. Die Analyse der Reinigungsleistung verschiedener Substrate für die grüne Wand, darunter Vulkaponic, Vulkaponic/Pflanzenkohle-Mischung und Perlit, zeigte, dass mit reinem Vulkaponic die besten Ergebnisse erzielt wurden. Die Reinigungseffizienz von Vulkaponic betrug im Durchschnitt 85%, während die Mischung aus Vulkaponic und Pflanzenkohle eine Reinigungsleistung von 78% aufwies. Perlit erreichte eine Reinigungsleistung von 62%. Die Keimbelastung im Kreislaufsystem der Waschmaschine nimmt nach der Reinigung und UV-Behandlung stetig ab, sodass die Wasserqualität den Anforderungen an Badegewässer entspricht. Die Konzentration der aeroben mesophilen Keime sank von 130’000 KBE/mL auf 1’400 KBE/mL nach der UV-Behandlung. Dies bestätigt die Effektivität der angewandten Reinigungs- und Desinfektionsverfahren. Um den Energieautarkiegrad über ein Jahr zu bestimmen, wurden die gemessenen Werte auf ein Jahr extrapoliert. In der jetzigen Ausführung kann somit ein Autarkiegrad von 30% erzielt werden. Durch den Einsatz zusätzlicher Optimierungsmassnahmen wie die Nutzung von zusätzlichen Solarpanels und einer optimierten Steuerung kann dieser Wert auf 66% erhöht werden. Am Zielstandort in Kapstadt, Südafrika könnte damit ein Autarkiegrad von 86% erreicht werden. Die gewonnenen Erkenntnisse aus den Experimenten dienen dazu, den energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb in Folgeprojekten weiterzuentwickeln und zu optimieren.
URI:	https://digitalcollection.zhaw.ch/handle/11475/28824
License (according to publishing contract):	Licence according to publishing contract
Departement:	Life Sciences and Facility Management
Organisational Unit:	Institute of Natural Resource Sciences (IUNR)
Published as part of the ZHAW project:	Local Water Loop
Appears in collections:	Publikationen Life Sciences und Facility Management

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Bühler, D., Antenen, N., Frei, M., Krähenbühl, N., Barmettler, R., Schönborn, A., Brändle, T., Balducci, A., Mezek, K., Zybach, C., Bleuler, M., & Junge, R. (2020). Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-28824

Bühler, D. et al. (2020) Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb. Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Available at: https://doi.org/10.21256/zhaw-28824.

D. Bühler et al., “Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb,” ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Wädenswil, 2020. doi: 10.21256/zhaw-28824.

BÜHLER, Devi, Nadine ANTENEN, Matthias FREI, Nikita KRÄHENBÜHL, Regina BARMETTLER, Andreas SCHÖNBORN, Till BRÄNDLE, Andrea BALDUCCI, Katjuša MEZEK, Christa ZYBACH, Mira BLEULER und Ranka JUNGE, 2020. Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb. Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Bühler, Devi, Nadine Antenen, Matthias Frei, Nikita Krähenbühl, Regina Barmettler, Andreas Schönborn, Till Brändle, et al. 2020. “Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb.” Wädenswil: ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften. https://doi.org/10.21256/zhaw-28824.

Bühler, Devi, et al. Local Water Loop : Vorstudie für einen energie- und wasserautarken Waschmaschinenbetrieb. ZHAW Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften, 2020, https://doi.org/10.21256/zhaw-28824.