846 Berichte

Dezentrale Konzepte und Technologien in der Siedlungswasserwirtschaft Ausgangslage am Beispiel Nepal und Ergebnisse einer IWA-Konferenz Wolfgang K. Walter (Neubiberg), Ralf Otterpohl (Hamburg) und F. Wolfgang Günthert (Neubiberg)

Die UN Millennium Development Goals, im Jahr 2000 mit Zielhorizont 2015 formuliert, werden in ihrer Gesamtheit wahrscheinlich nicht erreicht werden. Grundlage zur Zielerreichung wäre oftmals eine funktionierende Siedlungswasserwirtschaft, vor allem in peripheren Lagen. Nepal, mit einem hohen Bevölkerungswachstum, einer komplizierten Topographie, einem geringen Bruttoinlandprodukt pro Kopf, einer Konzentration der Bevölkerung in der ländlichen Peripherie und einem allgemeinen Infrastrukturmangel steht stellvertretend für Länder mit nur teilweise vorhandener Wasserver- und Abwasserentsorgung. Vor diesem Hintergrund fand im November 2009 die IWA-Konferenz „DEWASIN – Decentralised Water & Wastewater International Network“ zur Diskussion dezentraler Konzepte und Technologien in der Siedlungswasserwirtschaft in Kathmandu statt. Die Konferenzbeiträge reichten von hochentwickelten teilstromorientierten Abwasserkonzepten bis hin zu angepassten Methoden der Wasseraufbereitung unter schwierigen Bedingungen, wobei der Großteil der vorgestellten Arbeiten aus hochentwickelten Ländern stammte.

1 Einleitung Die „3rd Specialised Conference on Decentralised Water and Wastewater“ wur-

de von der IWA vom 11. bis 13. November 2009 in Kathmandu, Nepal, abgehalten. Die behandelten Themengebiete reichten von On-site-Analytikmethoden über angepasste Wasser- und Abwassertechnologien bis hin zu Möglichkeiten der Wasserwiederverwendung und der Bürgerbeteiligung. In der überwiegenden Zahl der Beiträge wurde auf die sogenannten UN Millennium Development Goals Bezug genommen. Diese sind 2000 von den Vereinten Nationen mit Zielhorizont 2015 formuliert worden. Mit Stand 2006 hatten 884 Millionen der Weltbevölkerung nur einen ungenügenden Zugang zu Trinkwasserquellen und 1,2 Milliarden keinen Zugang zu Abwassereinrichtungen [1]. Bevölkerungswachstum und sonstige Einflussfaktoren unberücksichtigt, würde dies vereinfacht bedeuten, sollte bis 2015 dieser Zustand für die gesamte Weltbevölkerung entsprechend verbessert werden, müsste man jeden Tag global Trinkwasserverund Abwasserentsorgungseinrichtungen für 270 000 bzw. 365 000 Menschen realisieren. Umgelegt auf das KonferenzGastland Nepal wären dies pro Tag zu errichtende Wasserversorgungsanlagen für rund 930 Personen und Abwassereinrichtungen für rund 4250 Personen. Bei den vorherrschenden räumlichen und sozioökonomischen Gegebenheiten ist es fraglich, ob dieses Ziel mit herkömmlicher zentraler Infrastruktur erreicht werden kann.

2 Ausgangslage am Beispiel Nepal Nepal gliedert sich topographisch in die nördliche Himalaya-Hochgebirgsregion, in die zentral gelegene Hügelregion und in die südliche Flussebene des Ganges [2]. Knapp 83 Prozent des Landes gelten als gebirgig [3]. Mit dem Indus-Becken und dem Ganges-Brahmaputra-MeghnaBecken hat Nepal Anteil an zwei großen internationalen Aquifersystemen [4]. Grenzstreitigkeiten einschließlich des Disputs um die Kontrolle über die Quelle des Kalapani-Flusses werden im Rahmen nepalesisch-indischer Grenzkommissionen bearbeitet [2]. Nepal weist bei rund 28,8 Millionen Einwohnern eine Bevölkerungsdichte von 192 Personen pro km² auf, wobei die dicht besiedelten urbanen Zentren des Landes die Städte Kathmandu und Pokhara sind [5]. Nepal gilt nach Weltbankklassifikation als Land geringen Einkommens [6] mit einem mittleren Human Development Index von 0,534, wobei der Nordwesten des Landes am niedrigsten entwickelt ist [7]. Mit einem geschätzten kaufkraftbereinigten Bruttoinlandsprodukt (BIP) von 1200 US-Dollar pro Kopf zählt Nepal zu den ärmsten Staaten der Welt [2]. Das Haushaltseinkommen der ärmsten zehn Prozent macht sechs Prozent des Gesamteinkommens aus, jenes der reichsten zehn Prozent hingegen rund 40

Analytik und Beratung - Zuverlässig. Präzise. Kompetent. Von der Standardanalytik bis zur biotechnologischen Optimierung. Vom Klärteich bis zum kommunalen Energiekonzept. Von der fachlichen Beratung bis zum zielgerichteten Produkt. Noti¿ziertes und zugelassenes PrüÀabor nach DIN EN ISO/IEC 17025 in den Fachmodulen Wasser und Abfall. Ingenieurbüro & analytisches Labor Uphoff | Kampenwandstr. 100 | 83229 Aschau im Chiemgau

KA Korrespondenz Abwasser, Abfall · 2010 (57) · Nr. 9

846-850.indd 846

Wasser-, Abfall- und Umweltanalytik. Mehr als 20 Jahre Erfahrung, auf die Sie nicht verzichten sollten!

| Tel.: +49 8052 9039 - 0 | Fax: +49 8052 9039 - 99 | http://www.uphoff.org | [email protected]

www.dwa.de/KA

18.08.2010 11:43:21 Uhr

847

Berichte

kommunal industriell

100 Dienstleistung

90

70

Industrie ndustrie

[%]

60 50 40

Landwirtschaft

30 20 10

Frauen

dwirtschaft Landwirtschaft

80

Kinder Männer

0 total ländlich urban „H2O-Versorgung unimproved“ [1]: Quelle oder Brunnen ungeschützt, unaufbereitetes Oberflächenwasser, Flaschenwasser "open defecation" [1]: Stuhlgang bzw. Urinieren im Freien ohne Aufsuchen einer Sanitäreinrichtung

Abb. 1: Prozentuale Aufteilung sozioökonomischer und wasserwirtschaftlicher Kenngrößen von Nepal [1, 2, 5] Prozent [2]. Mit einem Corruption Perception Index von 2,3 für 2009 nimmt das Land mit Rang 143 von insgesamt 200 eine Position klar im letzten Drittel ein [8]. Nepals Abhängigkeit von vom Ausland zufließenden Wasserressourcen beläuft sich auf geringe 5,7 Prozent, und die tatsächlich sich erneuernden Wasserressourcen pro Kopf nehmen auf der Makroebene mit 7296 m³ pro Kopf und Jahr einen deutlichen Abstand zu jedwedem Wassermangel ein [5]. Die gesamte Wasserentnahme pro Jahr macht fünf Prozent der tatsächlich sich erneuernden Wasserressourcen aus [5], wobei sich die Entnahme höchst unproportional auf die einzelnen Sektoren verteilt (Abbildung 1). Der Primärsektor trägt rund 35 Prozent zum nepalesischen BIP bei, ist jedoch für über 96 Prozent der Wasserentnahmen verantwortlich. Vor allem hinsichtlich Abwasserinfrastruktur ist Nepal ein weltweites Schlusslicht mit 50 Prozent der Gesamtbevölkerung, die zu keinerlei unmittelbarer Entsorgungsinfrastruktur Zugang hat, son-

INNOLET® Abb. 2: Abwasserentsorgung in Kathmandu (Foto: Wolfgang K. Walter) dern im Freien ohne Aufsuchen einer Sanitäreinrichtung den Stuhlgang verrichtet (Abbildung 2) [1]. Immerhin über zehn Prozent der Gesamtbevölkerung stehen lediglich ungenügende Wasserquellen zur Verfügung, sogenannte „unimproved drinking water sources“ (Abbildung 3) [1]. In Kombination mit den Daten zum Beispiel der Gesundheitsversorgung, wo nicht einmal 50 Prozent der Kleinkinder mit Diarrhoe entsprechende Rehydrierung und Ernährung erhalten [7], sind diese Zahlen ausgesprochen beunruhigend. In der persönlichen Entwicklung behindert sind vor allem Frauen, die zu über 85 Prozent zuständig sind für Wasserholen [1]. Der Infrastrukturmangel in der Siedlungswasserwirtschaft ist verschärft ausgeprägt in der ländlichen Peripherie, wo mehr als 80 Prozent der Nepalesen sesshaft sind [2] (Abbildung 1). Jedoch auch

Regelung der Nitrifikation / Denitrifikation Nach- und Umrüstung bestehender Kläranlagen

Kontrolle der Schlammstabilisierung

reinigt Oberflächenwasser in Straßenabläufen lle

ta werme h c S , s ‘ PAK Öl! Bindet zt auch und jet

INNOLET ® www.funkegruppe.de JOGP!GVOLFHSVQQFEF
t
5FM




www.dwa.de/KA

846-850.indd 847

KA Korrespondenz Abwasser, Abfall · 2010 (57) · Nr. 9

20.08.2010 10:44:32 Uhr

Berichte

www.fernwirk-technik.info

&ERNWIRKTECHNIKn EINFACH$ATEN übertragen

Unsere Lösungen 쑺

Zeitschlitztechnik

쑺

GPRS

쑺

Stand-/ Wählleitungen

쑺

Pumpensteuerung

쑺

GSM-Störmeldesysteme

Seit mehr als 10 Jahren entwickeln wir Produkte und Lösungen für die Fernwirktechnik. Kompetenz, Innovation und langjährige Erfahrung bei der Planung und Umsetzung von Projekten, flexible Auswahl der Übertragungstechniken und kalkulierbare Anschaffungs- und Betriebskosten sind nur einige der wichtigen Bedingungen, die Sie ruhig schlafen lassen.

Sprechen Sie uns an.

Hotline 08024 648-748 Panasonic Electric Works Europe AG 4EL  s&AX   [email protected] www.panasonic-electric-works.de

ns in en Sie u 17.9.2010 Besuch 3.1 m o nv Münche tand 416 S , 4 Halle A

846-850.indd 848

urbane Zentren werden in Zukunft stärker vor das Problem der Infrastrukturbereitstellung gestellt werden. Bei einer aktuellen jährlichen Bevölkerungswachstumsrate von 1,281 Prozent, jedoch einer jährlichen Urbanisierungsrate von 4,9 Prozent [2] wird der enorme Druck auf urbane Zentren deutlich (Abbildung 1). Die Qualität der bestehenden urbanen Trinkwasserversorgung ist aufgrund des angewandten intermittierenden Systems problematisch [9]. Aber auch quantitätsmäßig ist die Wasserversorgung zum Beispiel des Kathmandu-Tals seit Jahrzehnten ungenügend. Zur Linderung soll in einem knapp 500 Millionen USDollar teuren Großprojekt Wasser des rund 30 km entfernten Flusses Melamchi aufbereitet und in das Tal transportiert werden [10]. Die politisch geprägte volle Umsetzung des Vorhabens steht seit Projektbeginn vor 17 Jahren aus [11]. Vor diesem Hintergrund sollten in Nepal dezentrale Konzepte und Technologien zum Einsatz in der Siedlungswasserwirtschaft berücksichtigt werden, wie es bei der Energiebereitstellung mit dezentralen Kleinwasserkraftwerken bereits der Fall ist [3]. Die feierliche Eröffnung der IWA-Konferenz durch den nepalesischen Präsidenten und die KonferenzAbschlussrede durch den nepalesischen Minister für Energie sind hierzu ein starkes Zeichen für die entsprechend notwendige Bewusstseinsbildung bei den Entscheidungsträgern.

3 IWA-Konferenz DEWASIN „Decentralised Water & Wastewater International Network“ Während der „3rd Specialised Conference on Decentralised Water and Wastewater“ der IWA vom 11. bis 13. November 2009 in Kathmandu, Nepal, wurden insgesamt 75 Fachbeiträge von Experten aus Wissenschaft und Praxis aus 33 verschiedenen Ländern von sechs Kontinenten gehalten und/oder im Tagungsband wiedergegeben. Die Konferenz wurde im festlichen Rahmen vom Präsidenten der Republik Nepal, Seiner Excellenz Dr. Ram Baran Yadav eröffnet. Er zeigte auch im Gespräch auf dem Podium ein lebhaftes Interesse am Thema und ist auch als Arzt ohnehin an Public Health interessiert. Die Willkommensrede des Organisators Megha Raj Regmi betonte die überragende Bedeutung der Wasserfrage und der

Abb. 3: Öffentlicher Wasserhahn, Kathmandu (Foto: Wolfgang K. Walter) onsite wastewater systems

non-conventional div. wastewater 4% systems 5% 4% community management greywater treatment constructed wetlands

5%

wastewater treatment 17 % % 17

% 55% water supply 16%% & treatment 16

88%%

11%% 11 15 % 13 % composting & reuse

decentralised systems & technology

Abb. 4: Kategorien der Fachbeiträge und jeweiliger prozentueller Anteil an der Gesamtzahl der Fachbeiträge internationalen Zusammenarbeit. Im Anschluss gab es eine Ansprache durch den Co-Organisator Dr. Kuruvilla Mathew, Australien. Prof. Ralf Otterpohl, Hamburg, übernahm die Ansprache von Seiten der IWA und wies auf die wesentliche Rolle der IWA für den internationalen Austausch und die große Bedeutung der Einbindung lokaler Initiativen aus allen Bereichen hin, die leider auf der Konferenz unterrepräsentiert waren. Der fachliche Teil der Konferenz wurde durch eine Keynote Lecture von Prof. Petter Jenssen, Norwegen, begonnen, der einen Überblick über die Hintergründe teilstromorientierter Abwasserkonzepte mit vielen Projektbeispielen brachte. Er zeigte die Potenziale von neuen Konzeptionen auch für ein Land wie Nepal auf und ging auf konkrete Situationen im Land ein. Eine zweite Keynote Lecture von Prof. Ralf Otterpohl, Hamburg, zeigte die Möglichkeiten von Terra Preta Sanitation auf [12]. Diese von den früheren

www.dwa.de/KA

19.08.2010 12:01:06 Uhr

Berichte

Anzahl Beiträge

10,00

8,00

6,00

4,00

BaSYS

2,00

0,00

DAS Netzinformationssystem

Südamerika

Abb. 5: Prozentueller Anteil der Fachbeiträge pro Kontinent und absolute Anzahl der Fachbeiträge pro Land Indios im Amazonas wiederentdeckte Art des Umgangs mit Fäkalien und Bioabfällen kann die Nachteile der aktuellen Trockentoiletten lösen, da durch die Animpfung mit lactofermentierenden Bakterien und die Zugabe von etwas Holzkohlestaub auch unter anaeroben Verhältnissen keine nennenswerte Gasentwicklung mehr stattfindet. Damit können Trockentoiletten auch mit dem Schließen der Sammelbehälter sicher betrieben werden. Mit einer darauf folgenden Vermikompostierung entstehen durch vorher dafür ausgewählte Zuschlagstoffe hochwertige, dauerfruchtbare Schwarzerden. Eine dritte Keynote Lecture von Prof. Eran Friedler aus Israel ging auf die Desinfektion von Grauwasser und die Wiederverkeimungsraten anhand von praktischen Messungen ein. Die Konferenz-Beiträge verteilten sich auf zehn Kategorien (Abbildung 4). Der Großteil der Fachbeiträge stammte aus Asien und Europa, wobei auf Länderebene Australien mit zehn und Japan mit acht Beiträgen überwogen (Abbildung 5). Abgesehen von der Palästinensischen Autonomiebehörde, die in der Weltbank-Klassifikation laut Pro-KopfEinkommen [6] nicht aufscheint, nahmen 17 Länder mit hohem, zwölf Länder mit mittlerem und drei Länder mit niedrigem Einkommen teil. Bei den Fachbeiträgen entfielen jedoch 47 auf Länder hohen Einkommens, 22 auf Länder mittleren Einkommens und nur fünf auf Länder niedrigen Einkommens. Neben Faktoren wie Lage des Konferenzortes, finanzielle Möglichkeit der Teilnahme, länderspezifische Relevanz des Themas,

www.dwa.de/KA

846-850.indd 849

Afrika Nordamerika

Australien

Europa

3% 7% 3% 7%

8% 8% 13 %

Asien 42 % 42 %

26 % 26 %

fachliche Qualifikation und Qualität der eingereichten Beiträge zeigt sich anhand der behandelnden Themen, dass einerseits ein Großteil der Forschung zum Thema dezentrale Trinkwasserver- und Abwasserentsorgung nicht aus den vermuteten betroffenen Ländern stammt, sondern offenbar von Ländern hohen Einkommens erbracht wird, wo entsprechende Infrastruktur vorhanden sein sollte. Andererseits verdeutlicht sich, dass die Anwendbarkeit dezentraler Verund Entsorgungssysteme nicht mehr auf periphere, dünn besiedelte Lagen oder Länder niedrigen Einkommens mit mangelnder Infrastruktur beschränkt ist, sondern vielmehr, dass die Notwendigkeit dezentraler Technologien auch in Ländern hohen Einkommens erkannt wurde. Nachdem selbst in dicht besiedelten Metropolregionen aufgrund der Grenzen zentraler Systeme Projekte zur Anwendung dezentraler Systeme vor allem auch in Kombination mit Wasserwiederverwendung durchgeführt werden, hat in diesem Sinn der Begriff „dezentral“ eine Neudeutung erfahren.

4 Zusammenfassung und Ausblick Zur Erreichung der UN Millennium Development Goals ist eine gesicherte

Betriebsführung von Leitungsnetzen Kanalinspektion und -sanierungsplanung hydrodynamische Kanalnetzberechnung zertifizierte Vermögensbewertung zertifizierte ISYBAU-Schnittstellen uns hen Sie

Besuc

auf der

a

ntsorg

IFAT E

1, Halle B

Stand

209

www.barthauer.de stark kompetent dynamisch 19.08.2010 12:01:08 Uhr

850

Berichte

Siedlungswasserwirtschaft Grundvoraussetzung. Nepal mit seinen naturräumlichen und sozioökonomischen Charakteristika zeigt anschaulich und stellvertretend für vergleichbare Länder, dass zentrale Konzepte und Technologien zur Wasserver- und Abwasserentsorgung hier nur einen bedingten Beitrag werden leisten können. Vielmehr werden dezentrale Technologien zur Anwendung kommen müssen. Auf der „IWA 3rd Specialised Conference on Decentralised Water and Wastewater“ im November 2009 in Kathmandu wurden aus allen relevanten Teilgebieten der Siedlungswasserwirtschaft entsprechende dezentrale Lösungsvorschläge präsentiert. Für eine erfolgreiche Umsetzung dieser Lösungen ist es notwendig, in Zukunft verstärkt Vertreter aus den betroffenen Ländern in den Diskurs und in die Forschung auf diesem Gebiet mit einzubeziehen.

Dank

Probleme mit Gerüchen aus Kanalschächten? Unsere Lösung heißt: !KS 625 Aktiv C !KS 625 Aktiv CS !KS 625/550

Fordern Sie Ihren Probefilter an! • Biologische Abluftfilter • Abluftfilter auf Aktivkohlebasis • Chemiesorptionsbehandlung

Die Firma Grünbeck Wasseraufbereitung GmbH hat durch ihre Förderung dankenswerterweise die Teilnahme an der „IWA 3rd Specialised Conference on Decentralised Water and Wastewater“ im Rahmen des Projekts „Entwicklung und Einführung einer dezentralen Trinkwasseraufbereitungsanlage für ländliche Regionen in Brasilien“ für Wolfgang K. Walter mit ermöglicht. Die TU Hamburg-Harburg und Prof. Ralf Otterpohl danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung für die Förderung der in der Keynote Lecture vorgestellten Forschungsarbeiten zu Terra Preta Sanitation im Rahmen des IPSWaT-Programms.

Literatur [1]

• Sonderkonstruktionen • Geruchsabsorber • Entschwefelung • Biogasbehandlung • Regenwasserbehandlung

[2]

[3]

World Health Organization, UNICEF: Progress on Drinking Water and Sanitation: Special Focus on Sanitation, New York, Genf, 2008 United States: The CIA World Factbook Online, Stand 15. Januar 2010, https:// www.cia.gov/library/publications/theworld-factbook/geos/np.html, Abruf 8.2.2010 United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization: The 2nd UN

World Water Development Report – Water, a Shared Responsibility, Paris, 2006 [4]

United Nations Development Programme: Human Development Report 2006: Beyond Scarcity – Power, Poverty and the Global Water Crisis, New York, 2006

[5]

Food and Agricultural Organization of the United Nations: Aquastat Summary Fact Sheet Nepal, 2010, http://www.fao.org/ nr/water/aquastat/data/factsheets/ aquastat_fact_sheet_npl.pdf, Abruf 15. Januar 2010

[6]

World Bank: World Bank List of Economies, Juli 2009, http://siteresources. worldbank.org/DATASTATISTICS/Resources/CLASS.XLS, Abruf 8. Februar 2010

[7]

United Nations Development Programme: Human Development Report 2007/2008: Fighting Climate Change: Human Solidarity in a Divided World, United Nations Development Programme, New York, 2007

[8]

Transparency International: Corruption Perceptions Index 2009, www.transparency.org/policy_research/surveys_indices/ cpi/2009/cpi_2009_table, Abruf 8. Februar 2010

[9]

A. Bachmann, H. Waldvogel: Residential and Non-Residential Drinking Water Installations and Drainage Requirements in Nepal, 4. Aufl., BTTC, Kathmandu, 2001

[10] R. Clarke, J. King: O Atlas da Água, Publifolha, São Paulo, 2005 [11] Transparency International: Global Corruption Report 2008: Corruption in the Water Sector, Cambridge University Press, Cambridge, 2008 [12] H. Factura, T. Bettendorf, C. Buzie, H. Pieplow, J. Reckin, R. Otterpohl: Terra Preta Sanitation: re-discovered from an ancient Amazonian civilisation – integrating sanitation, bio-waste management and agriculture, Water Science & Technology, im Druck

Autoren Dipl.-Ing. Mag. Wolfgang Kurt Walter Univ.-Prof. Dr.-Ing. F. Wolfgang Günthert Institut für Wasserwesen Universität der Bundeswehr München Werner-Heisenberg-Weg 39 85577 Neubiberg Univ.-Prof. Dr.-Ing. Ralf Otterpohl TU Hamburg-Harburg Eißendorfer Straße 42, M, B2 21073 Hamburg E-Mail: [email protected]

Harmenhauser Str.40, D-27777 Ganderkesee Tel.: +49 (0)4223/38088 0 Fax: +49(0)4223/38088 28 [email protected] www.biodesodor.de

KA Korrespondenz Abwasser, Abfall · 2010 (57) · Nr. 9

846-850.indd 850

www.dwa.de/KA

18.08.2010 11:43:35 Uhr