Versorgungstechnisches Kolloquium Trinkwasserhygiene

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1 Versorgungstechnisches Kolloquium Trinkwasserhygiene Masterarbeit in der Gebäude- und Energietechnik Projektstudie zur energieautarken Versorgung eines Waisenhausgebäudes in Malawi Eric Störlein

2 Aufgabenstellung Projektstudie zur energieautarken Versorgung eines Waisenhausgebäudes in Malawi - Betrachtung der Themengebiete Energie, Regenwassernutzung, Sanitär, Abwasser, Lebensmittelzubereitung und Wasserdesinfektion - Aspekt Hilfe zur Selbsthilfe 1

3 Gliederung 1. Vorbetrachtung 2. Energie 3. Regenwassernutzung 4. Sanitär 5. Abwasser 6. Lebensmittelzubereitung 7. Wasserdesinfektion 8. Energiekonzept 9. Ausblick 2

4 1. Vorbetrachtung Malawi Fläche: km² Einwohner: ca. 18 Mio. Pro-Kopf Einkommen: 372 $ Religion: Christen (87%) Muslime (13 %) Lebenserwartung: 63 Jahre Eines der 10 ärmsten Länder der Welt 3

5 1. Vorbetrachtung Grace Orphan Care - Standort: Zomba, Malawi - Betreuung von bis zu 130 Kindern 4

6 2. Energie Ziel - Autarke und unabhängige Energieversorgung Photovoltaik Windkraft Biogas 5

7 Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Globalstrahlung in W/m² 2. Energie Photovoltaik - Optimale klimatische Verhältnisse - Hohe Globalstrahlung (2000 kwh/m²/jahr) 300 Globalstrahlung Meteonorm

8 Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Windgeschwindigkeit in m/s 2. Energie Windkraft - Hohes Auftreten von geringen bis mittleren Windgeschwindigkeiten - Keine optimalen Voraussetzungen 4 Windgeschwindigkeit Meteonorm 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 7

9 2. Energie Biogas - Voraussetzung = bestehende Landwirtschaft und Viehzucht - ABER: Bedingungen momentan nicht erfüllt Projekt für die Zukunft 8

10 2. Energie Ausgangslage - Schlecht ausgebautes Stromnetz - Häufige Blackouts - Verhältnismäßig hohe Stromkosten 9

11 2. Energie Variantenvergleich Photovoltaik - Betrachtung zweier Varianten Grundbedarf (410 Wh/d) Grundbedarf+ Elektrokiosk (1410 Wh/d) 10

12 Januar Februar März April Mai Juni Juli August September Oktober November Dezember Energie in kwh 2. Energie Variante 1 (Grundbedarf) Photovoltaik 20 Monatliche Energieertragsbilanz Variante erzeugte Energie Variante erforderliche Energie Variante

13 2. Energie Variante 2 (Elektrokiosk) Photovoltaik 12

14 3. Regenwassernutzung Ziel - Sammeln von Regenwasser und dessen Nutzung - für Toiletten und WC Anlagen - als Trinkwasser - Aufbau einer sanitären Grundversorgung Wasser wird in Behälter Auf Dach gepumpt Duschen, Hände waschen ist möglich Zusätzliches Trinkwasser Speicherung von Wasser in Zisterne 13

15 3. Regenwassernutzung Ausgangslage - Brunnen als alleinige Wasserquelle - Regenwasser versickert ungenutzt im Boden 14

16 3. Regenwassernutzung Roofwaterharvesting - Günstig und unkompliziert - Gute Voraussetzungen dank großer Dachflächen - Hohe Niederschlagsmenge ca mm/jahr 15

17 3. Regenwassernutzung Zisterne - Mögliche Materialien: Plastik, Beton, Ferrozement, Mauersteine Gewählte Variante: unterirdische Zisterne aus Ferrozement/Mauersteinen 16

18 3. Regenwassernutzung Zisternendimensionierung 17

19 4. Sanitär Ziele - Sanitäre Grundversorgung - Verbesserung der hygienischen Situation - Verhinderung von Krankheiten 18

20 4. Sanitär Ausgangslage - Sechs Toiletten auf dem Gelände Vier verschiedene Typen - Katastrophaler Zustand 19

21 4. Sanitär Trockentoiletten - Kein zusätzliches Wasser notwendig - Dünger als Abfallprodukt Arborloo Fossa Alterna 20

22 4. Sanitär Otji Toilette 21

23 5. Abwasser Ziele - Aufbereitung von Grauwasser und Schwarzwasser - Möglichst häufige Wiederverwendung des Abwassers - Kreislaufsystem 20 Kinder Händewaschen 3 l/p/d 2 Mitarbeiter Duschen 20 l/p/d 22 Personen Grauwasser Grauwasser gesamt 23 l/p/d 506 l/d 184,69 m³/a 20 Kinder WC 20 l/p/d 2 Mitarbeiter Schwarzwasser 20 l/p/d 22 Personen Schwarzwasser gesamt 440 l/d 160,6 m³/a 22

24 5. Abwasser Ausgangslage - Septic Tank auf dem Gelände - Aufgrund von Nichtbenutzung Zustand ungewiss - Weite Entfernung zum Schlafsaal 23

25 5. Abwasser Abwasserkonzept - Kombination einer horizontalen Pflanzenkläranlage mit einem Septic Tank - Berücksichtigung des Aspekts Nachhaltigkeit und Einklang mit der Natur - Etablierung eines Wasserkreislaufs Grauwasser Horizontale Pflanzenkläranlage Schwarzwasser Septic Tank Einsatz für landwirtschaftliche Zwecke Horizontale Pflanzenkläranlage 24

26 5. Abwasser Septic Tank 25

27 5. Abwasser Horizontale Pflanzenkläranlage 26

28 6. Lebensmittelzubereitung - Hoher Bedarf an Brennholz - Höchste Abholzungsrate Afrikas (3%) - Veraltete, ineffiziente Techniken 27

29 6. Lebensmittelzubereitung Ausgangslage - Vorhandene Kochstellen sind bereits modifiziert - Dennoch vermehrter Einsatz des 3-Steine-Feuers 28

30 6. Lebensmittelzubereitung Rocket Stove Oven - Geringerer Holzverbrauch - Keine Umstellung der Gewohnheiten 29

31 7. Wasserdesinfektion - Alternativen zu gängigen Desinfektionsmethoden - Kostengünstig und unkompliziert 30

32 7. Wasserdesinfektion Ausgangslage - Förderung von Trinkwasser mithilfe des Brunnens - Desinfizierung durch Beigabe von Chemikalien 31

33 7. Wasserdesinfektion SUMEWA - Wasser wird mit solarbetriebener Pumpe gefördert - Anlage kann selbst Chlor herstellen und entsprechende Mengen eigenständig im richtigen Maß dosieren - Hohe Anschaffungskosten 32

34 7. Wasserdesinfektion SODIS/WADI - Wasserdesinfektion durch Solarstrahlung - WADI als Messgerät für SODIS - Vorteile: Kostengünstig, einfache Handhabung 33

35 8. Vorstellung Konzept Regenwasser Sonnenenergie Sanitäre Grundversorgung Trockentoilette Abwasser Sanitäre Grundversorgung Biogas Zusätzliche Einkommensquelle Grundversorgung Strom 34

36 9. Ausblick - Fertigstellung des Innenausbaus - Errichtung der Otji Toiletten - Bau einer Zisterne - Installieren einer elektrischen Grundversorgung Ansprechpartner: Kathrin Selzer info@reginold-brooks.com 35

37 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 36