Decentralised Water Treatment - International Perspective

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1 Decentralised Water Treatment - International Perspective Dr.-Ing. Elmar Dorgeloh

2 PIA e.v. Centre for Development and Assessment in Wastewater Technology Aachen PIA GmbH Testing Institute for Wastewater Technology

3 PIA Research and Development R&D-Projects: Decentralised Wastewater treatment by using membrane-based concepts Wastewater treatment on board Passenger Ships Wastewater reuse on Camping Sites

4 PIA - Testing Institute for Wastewater Technology Testing of small wastewater treatment systems according to international standards Testing of ship wastewater treatment systems Testing of greywater treatment systems Testing of wetlands Testing wastewater pumping stations Testing of septic tanks Testing and calibration of flow measurement systems Consulting and information concerning CE-Marking of wastewater products

5 Waste Water in NRW 2008 (18 Mio. People) Receiving Water Wastewater: Mio. m³/a Combined water discharge 252 Combined wastewater and wastewater sewer Waste Water Treatment Plant 2,768 Precipitation Household wastewater Indirect discharge Sludge Industry - Direct discharge 784 Rainwater sewer 765 Rainwater with treatment 69 Rainwater run-off from roads 749 Small Wastewater Treatment Systems 24 Sum: 5,411 Mio m3

6 Waste Water in NRW 2008 (18 Mio. People) Waste Water: 5,411 Mio m³/a TOC - Load: 82,754 t/a Communal WTPs 51% Industry Direct Discharge 14% Combined Water Discharge 5% Rainwater Run-off from roads 14% 2% 27% 25% 11% 23% 12% SWTS < 1% Rainwater Discharge (Separate Sewer) 15%

7 Problems with water (rain) Annual Rainfall: Germany: < 40 - > 190 cm dpa, 2008 welt.de

8 Problems with Climate Change

9 Decentralised: New approach Reducing the potential of destruction: Protection of objects BMVBW 2003

10 Basic Conditions: Population density P/sqkm 500 1,274 Malta Mean Europe: 103 P/sqkm 400 Belgium Netherland Germany 100 France Iceland Sweden

11 Basic Conditions: Water level Google earth

12 Europe connection to sewer system Poland Finland Slovakia France Slovenia Spain 40 % Hungary Czech Republic 100 % Cyprus Ireland Rumania Ukraine Belarus Estonia Italy Latvia Portugal Germany Sweden Netherlands Switzerland England

13 Wastewater Regulation Effluent Quality [mg/l] Germany AbwV Annex 1: Household and urban Wastewater COD BOD5 Schröder, 2008 NH4-N Ntot Ptot GK 5 GK 1 GK 2 GK 3 GK 4 < 1,000 PT < 5,000 PT < 10,000 PT < 100,000 PT > 100,000 PT

14 Existing Infrastructure Waterworks AKWA 2100 Drinking Water 97 l/e*d Rain Water Rain Consumption 46 l/e*d 3 l/e*d Rain Water 14 l/e*d Waste Water 94 l/e*d Percolation Rain Water 29 l/e*d Combined Water Discharge Receiving Water WTP Receiving Water

15 Scenario for flexible Water- and Wastewater System AKWA 2100 Fertilizer Rainwater/ Grey-, Brownwater- Percolation Rainwatersewer Rain water Brownwater Treatment Yellowater Storage Greywater Treatment Cleaning Water Treatment Drinking Water Treatment

16 Scenario for flexible Water- and Wastewater System Rain Rain Water 37 l/p*d Rainwater 6 l/p*d Rain Water 3 l/p*d Grey Water 14 l/p*d Drinking Water Cleaning Water Value Water Drinking Water 6 l/p*d Cleaning Water 51 l/p*d Value Water 3 l/p*d AKWA 2100 Percolation Brown Water 16 l/p*d Grey Water 24 l/p*d Industry Reuse Water Grey Water 13 l/p*d Grey Water Brown Water Yellow Water Reuse Water 13 l/p*d Consumption 3 l/p*d Grey Water 51 l/p*d Brown Water 16 l/p*d Yellow Water 2 l/p*d

17 Techniques: Use of Rainwater

18 Techniques: Grey Water Treatment Wastewater source Total wastewater Total grey water % Total Litres/day % Total Litres/day Toilet Hand basin Bath/shower Kitchen Laundry Total Quelle: GEP Umwelttechnik GmbH

19 Techniques: Separation Toilettes Vacuum for Faecal Matter 0,7 2 l per flush Gravity for Urin Vacuum plant for Separation Toilettes WWTP Berlin-Stahnsdorf

20 Techniques: Biogas Plant Biogas Plant for Brown Water and Biowaste

21 Techniques: Waste Water Treatment Plant Küchenabwasser Sonstiger Zulauf Siebschnecke Nitrifikation mit ZeeWeed Fettabscheider Permeatbehälter Desinfektion Schlamm- Speicher Absackung Pufferbehälter Denitrifikation Ablauf Bahn-Transport Maximum: 8,000 People/d COD < 30 mg/l NH4-N < 2 mg/l

22 Techniques: Remote Monitoring Tromellini, Ferrari, Croci, 2008

23 Quality Control: Remote Monitoring Tromellini, Ferrari, Croci, 2008

24 SWTS: Market in Europe 3,000,000 France Turkey 2,500,000 Ukrainia 2,000,000 Spain 1,500,000 1,000,000 Germany Italy 500,000 Sweden

25 Small Wastewater Treatment Systems Aerated sludge reactor Fixed film reactor Moving bed reactor SBR Trickling filter Membrane bioreactor Constructed wetland Tank Reactor Machine Construction products

26 SWTS: CE-Conformity Marking EPUR S.A. Rue de la Bureautique 1 B Grace Hollogne 07 EN

27 Decentralised Sanitation Systems Adopted Solutions

28 PIA - Centre for Development and Assessment in Wastewater Technology Dr.-Ing. Elmar Dorgeloh PIA RWTH Aachen Mies-van-der-Rohe-Str. 1 D Aachen dorgeloh@pia.rwth-aachen.de

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