Urbaner Wasserkreislauf

Im Gegensatz zum natürlichen Wasserkreislauf, welcher die Verdunstung, Kondensation und den Niederschlag von Wasser umfasst, ist der urbane Wasserkreislauf eng mit der städtischen Infrastruktur verknüpft und wird von moderner Technologie begleitet. Er gliedert sich in acht Schritte: Wassergewinnung, Wasseraufbereitung, Verteilung, Nutzung, Abwasserentstehung, und -ableitung, Abwasserreinigung und Wiederverwendung von Wasser. Der urbane Wasserkreislauf sorgt sowohl für sauberes Trinkwasser für die Bewohner*innen der Städte und Kommunen als auch für die sorgfältige Rückführung in das Grundwasser.

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Wassergewinnung und -aufbereitung 

Es beginnt mit der Wassergewinnung: Trinkwasser wird in Deutschland ungefähr zu 62 Prozent aus Grundwasser, zu 30 Prozent aus Oberflächenwasser und zu 8 Prozent aus Quellwasser gewonnen. Sofern möglich, wird das Wasser dem Grundwasser entnommen. Das Grundwasser wird durch Vertikalbrunnen, die je nach Standort bis zu 170 Meter in die Tiefe reichen können, mit Pumpen über Leitungen zu den Wasserwerken transportiert, wo die Aufbereitung beginnt.

In den Wasserwerken wird das Wasser gereinigt, bis es eine ausreichende hygienische Sicherheit erreicht. Unter anderem werden verschiedene Schwebstoffe und Schadstoffe entfernt. Zudem wird es durch unterschiedliche Verfahren (meist mit UV-Licht) desinfiziert. In sogenannten Reinwasserbehältern wird das Wasser gespeichert, um den täglich variierenden Bedarf an Trinkwasser zu decken.

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Verteilung und Nutzung

Anschließend nimmt das Wasser den Weg zu den Verbraucher*innen: Reinwasserpumpen entnehmen den Reinwasserbehältern das Trinkwasser und pumpen es durch die Hauptwasserrohre unter den Straßen entlang. Über dünnere Leitungen, sogenannte Verteiler, gelangt es schließlich in die einzelnen Gebäude. Die Wasserversorgung wird regional organisiert, da ein land- oder sogar bundesweites System zu komplex wäre.

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Auf dem Weg in die Gebäude passiert das Wasser Hauptabsperrventile, bevor es in die Hausinstallation (interne Rohre) eintritt. Diese Leitungen sind immer gefüllt und stehen unter 3 bis 8 bar Druck. Warmes Wasser durchläuft weitere Schritte, entweder über den sogenannten Boiler (Warmwasserspeicher) oder einen Durchlauferhitzer, welcher das Wasser nicht speichert, sondern es – wie der Name bereits verrät – beim Durchfließen erhitzt. 

Wasser wird in Deutschland auf vielfältige Weise genutzt, so entfallen etwa 67 Prozent auf die Industrie, 30 Prozent auf den privaten Gebrauch und 3 Prozent auf die Landwirtschaft. Im privaten Bereich dient Wasser der Körperhygiene, der Zubereitung von Lebensmitteln sowie weiteren Haushaltsprozessen. In der Industrie wird es insbesondere für Reinigungs-, Produktions- und Kühlprozesse eingesetzt. Die unterschiedlichen Nutzungsarten bestimmen sowohl den Wasserbedarf als auch die Anforderungen an Ver- und Entsorgungssysteme.

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Umgang mit Abwasser: Entstehung, Ableitung, Reinigung

Sobald das Wasser genutzt wurde, gelangt es in das gebäudeinterne Abwassersystem, welches es in die öffentliche Kanalisation weiterleitet. Grundsätzlich gibt es zwei Systeme: die Trennkanalisation, bei der Niederschlagswasser vom Schmutzwasser getrennt wird, und die Mischkanalisation, in denen beides gemeinsam transportiert wird. Bei der Trennkanalisation kann das Regenwasser, das weniger stark verschmutzt ist, direkt in Flüsse und Seen geleitet werden. Es benötigt lediglich eine mechanische Reinigung in Regenklärbecken, zum Beispiel wenn es von stark befahrenen Straßen stammt.

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In Großstädten münden Anschlussleitungen häufig in einem platzsparenden Sammelkanal, in dem das Abwasser – Schmutzwasser und Regenwasser – zu Pumpwerken und Kläranlagen transportiert wird. In deutschen Klärwerken werden jährlich rund 9 Milliarden Kubikmeter Abwasser verarbeitet – von der Toilettenspülung bis zum Abwasser aus Gewerbe und Industrie. Ungelöste Stoffe werden mechanisch entfernt, gelöste Stoffe chemisch behandelt, und organische Bestandteile biologisch abgebaut, bevor das Wasser wieder in die Umwelt gelangt.

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Wiederverwendung

Zu guter Letzt wird das vollständig gereinigte Wasser meist wieder in die Natur abgegeben: Erst in Vorfluter, in die das gereinigte Abwasser kontrolliert einfließt, dann in natürliche Gewässer. Dort sickert es über lange Zeiträume durch das Gestein ins Grundwasser, wo es dann wieder geschöpft werden kann. Dabei müssen Grenzwerte eingehalten werden, um Ökosysteme nicht zu belasten. In einigen Regionen wird gereinigtes Abwasser hingegen gezielt wiederverwendet, zum Beispiel zur Industriewassernutzung oder zur Grundwasseranreicherung.

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