Klärschlammbehandlungsanlage, Yokohama City
City of Yokohama, http://www.city.yokohama.lg.jp/kankyo/gesui/centerinfo/12src/
Das Abwassersystem der Stadt Yokohama deckt das große Gebiet mit mehr als 3,5 Millionen Einwohnern fast vollständig ab. Die Länge der Kanalisationsrohre beträgt insgesamt etwa 11.000 km, was der Entfernung zwischen Yokohama City und New York City, USA, entspricht. In den 11 Kläranlagen der Stadt, die zwischen 1962 und 1984 gebaut wurden, werden täglich etwa 1 500 000 m3 Abwasser behandelt. Das Abwassersystem stellt sich den Herausforderungen der Nachhaltigkeit in Bezug auf die Ressourceneffizienz, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen und die Verringerung des Hochwasserrisikos vor dem Hintergrund einer alternden Gesellschaft und der nationalen Resilienz. Es hat auch fortschrittliche Behandlungstechnologien eingeführt, um die sanitären Bedingungen und die Wasserqualität in Flüssen und Bächen zu verbessern.
Letzte Aktualisierung: 11 Nov 2022
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Kontext
Angesprochene Herausforderungen
Das Abwassersystem steht im Hinblick auf die Nachhaltigkeit seiner Dienstleistungen vor mehreren Herausforderungen. Erstens muss die Stadt in den nächsten 30 Jahren einen großen Teil ihrer Abwasserinfrastruktursysteme erneuern, da die meisten von ihnen vor mehr als 20 Jahren gebaut wurden. Die veralteten Abwasserleitungen und -infrastrukturen wirken sich nicht nur direkt auf die Qualität der Abwasserentsorgung aus, sondern setzen auch das tägliche Leben und die sozioökonomischen Aktivitäten in der Stadt Gefahren aus, wie z. B. Senkungslöcher in den Straßen aufgrund von Schäden an den Leitungen, die es zu verhindern gilt. Zweitens strebt die Stadt ein ökologisch nachhaltiges Abwassersystem an. Trotz des flächendeckenden Abwassersystems im Stadtgebiet ist die Eutrophierung in den geschlossenen Gewässern immer noch vorhanden. Außerdem fallen in den Kläranlagen täglich große Mengen an Klärschlamm an, die etwa 20 % des gesamten Industrieabfalls ausmachen.
Standort
Yokohama, Präfektur Kanagawa, Japan
Ostasien
Prozess
Zusammenfassung des Prozesses
Die nachhaltige Finanzierung ist eine der größten Herausforderungen für das Abwassersystem im Kontext einer alternden Gesellschaft. Um die Gesamtkosten zu senken, muss eine Reihe von Anlagen systematisch verwaltet werden. Die Wiederverwendung von Wasser und aufbereitetem Schlamm trägt nicht nur zum Umweltschutz bei, sondern hilft auch, die Kosten für Wartung und Erneuerung des Abwassersystems zu decken. Die Anwendung fortschrittlicher Technologien verbessert auch die Qualität des behandelten Wassers sowie die Rückgewinnung von Ressourcen und die Stromerzeugung.
Bauklötze
Finanzierungssysteme für eine nachhaltige Abwasserentsorgung
Um die veralteten Abwassersysteme in den Griff zu bekommen, wurde systematisch ein Erneuerungsplan entwickelt und unter voller Berücksichtigung des Haushaltsplans durchgeführt. Das Gebiet, in dem vor dem Zweiten Weltkrieg ein Abwassersystem gebaut wurde, wurde als erstes Erneuerungsgebiet ausgewiesen, gefolgt von einem zweiten Erneuerungsgebiet, in dem zwischen 1945 und 1970 ein Abwassersystem gebaut wurde. Um das Budget für die Erneuerung der Abwasserinfrastruktur zu sichern und weiterhin solide Dienstleistungen zu erbringen, war es notwendig, die finanziellen Bedingungen zu verbessern. So wurde beispielsweise das Ziel gesetzt, die Abhängigkeit von Unternehmensanleihen zu verringern, um die finanzielle Grundlage für die Abwasserentsorgung zu verbessern. Außerdem wurde PFI eingeführt, um die Kosten für das Recycling von Klärschlamm zu senken. Das tägliche Management der Systeme wurde verstärkt, um die Lebensdauer der Anlagen und Rohre zu verlängern, und eine Datenbank mit Daten und Informationen über die Abwassersysteme wird derzeit aufgebaut.
Ermöglichende Faktoren
- Systematische Pläne zur Erneuerung verfallender Infrastruktureinrichtungen
- Finanzieller Mechanismus für die Rückgewinnung von Ressourcen
- Aufbau einer Datenbank mit Daten und Informationen über die Abwassersysteme
Gelernte Lektion
Die nachhaltige Finanzierung gehört zu den größten Herausforderungen, denen sich das Abwassersystem im Kontext einer alternden Gesellschaft stellen muss. Regelmäßige Überwachung und Wartung der Anlagen verlängern die Lebensdauer der Abwasseranlagen. Dies senkt langfristig die Gesamtlebenszykluskosten des Systems. Darüber hinaus tragen Finanzierungssysteme durch Ressourcenrückgewinnung und öffentlich-private Zusammenarbeit dazu bei, die Investitions- und Verwaltungskosten zu decken.
Nutzung von rückgewonnenem Wasser
Das gereinigte Abwasser wird in der Stadt für verschiedene Zwecke verwendet. In drei Kläranlagen wird das gereinigte Wasser ozonisiert, während alle Anlagen über eine Sandfilterung des Abwassers verfügen. Ozonisiertes Wasser wird für Toiletten, kleine künstliche Wasserläufe und Klimaanlagen verwendet. Das sandgefilterte Wasser wird für die Reinigung der Kläranlagen und Toiletten wiederverwendet. Das gereinigte Abwasser bringt Einnahmen, da es zur Reinigung von Abflussrohren und Bauanlagen verkauft wird. Die Wasserqualität des zurückgewonnenen Wassers entspricht den von der nationalen Regierung für verschiedene Verwendungszwecke festgelegten Standards.
Ermöglichende Faktoren
- Technologien zur Reinigung von Abwasser und dessen Verwendung für verschiedene Zwecke
- Ausgereifte Märkte für rückgewonnenes Wasser
Gelernte Lektion
Da Wasser eine immer kostbarere Ressource wird, wird auch wiedergewonnenes Wasser immer wertvoller. Wenn es durch geeignete Maßnahmen aufbereitet wird, kann recyceltes Abwasser bei verschiedenen Gelegenheiten eine nützliche Ressource sein. Darüber hinaus können die Einnahmen aus dem Verkauf von wiederaufbereitetem Wasser an private Betreiber für Reinvestitionen zur Verbesserung oder Sanierung von Kläranlagen und Abwasseranlagen für eine nachhaltige Bewirtschaftung verwendet werden.
Nutzung der bei der Schlammbehandlung anfallenden Ressourcen
Der bei der Abwasserbehandlung anfallende Schlamm wird in Yokohama City ebenfalls wiederverwertet. Der in elf Kläranlagen anfallende Schlamm wird zu zwei Schlammbehandlungsanlagen transportiert und dort einem Eindickungs-, Faulungs- und Entwässerungsprozess unterzogen. Nach der Behandlung nimmt das Gewicht des Schlamms um das 400-fache ab und wird zu einem geruchlosen, hygienischen Produkt. Das während des Faulungsprozesses entstehende Gas wird als Energiequelle zurückgewonnen und zur Stromerzeugung und als Brennstoff für die Verbrennung in den Kläranlagen genutzt. Darüber hinaus wird die Asche nach der Verbrennung als Rohstoff für verbesserte Böden und Zement verwendet.
Ermöglichende Faktoren
- Technologien zur Verwertung von Klärschlamm
Gelernte Lektion
In Kläranlagen fällt eine nicht geringe Menge an Klärschlamm an, die etwa 20 % des gesamten Industrieabfalls in Japan ausmacht. Die herkömmliche Deponierung dieses Nebenprodukts hat zu Platzmangel auf den Deponien und zu Umweltverschmutzung geführt. Die Kommunalverwaltungen und die für die Abwasserentsorgung zuständigen Stellen können das beträchtliche Volumen der zu entsorgenden Abfälle verringern, indem sie den Klärschlamm behutsam aufbereiten und ihn als Dünger für landwirtschaftliche Flächen, als Baumaterial und als Energiequelle wiederverwenden.
Fortgeschrittenes Behandlungsverfahren zur weiteren Verbesserung der Wasserqualität
Das Abwassersystem hat zur Verbesserung der öffentlichen Wasserqualität beigetragen. Der Abwasserversorgungsgrad stieg von 85 % im Jahr 1989 auf 99,8 % im Jahr 2013. Es fließt kein unbehandeltes Abwasser in die Flüsse, und die Wasserqualität der Flüsse hat sich deutlich verbessert. Die BSB-Werte in den großen Flüssen der Stadt sind 2013 im Vergleich zu 1984 um 40 bis 87 % gesunken. Andererseits ist die Eutrophierung in geschlossenen Gewässern wie Seen und Küstengewässern nach wie vor vorhanden. Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, hat die Stadt Yokohama eine fortschrittliche Behandlungstechnologie eingeführt, um Nitrat und Phosphor zu entfernen, die zur Eutrophierung beitragen. Die Zahl der Kläranlagen, die fortschrittliche Behandlungsverfahren anwenden, stieg von zwei im Jahr 1996 auf acht im Jahr 2013, wodurch sich die Stickstoff- und Phosphorentfernungsrate erhöhte.
Ermöglichende Faktoren
- Fortschrittliche Behandlungstechnologie zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor aus dem Abwasser
Gelernte Lektion
Kläranlagen beseitigen schädliche Stoffe nicht vollständig aus dem Abwasser. Reste von Nitrat und Phosphor im behandelten Wasser tragen zur Eutrophierung bei, insbesondere wenn sie in geschlossene Gewässer eingeleitet werden. Um eine reiche Wasserumwelt zu erhalten, müssen alle Abwässer vor der Einleitung in die Gewässer kollektiv oder individuell behandelt werden. Darüber hinaus sind die Anwendung wirksamer Technologien und eine kontinuierliche Überwachung von wesentlicher Bedeutung für die Verbesserung der Wasserqualität.
Auswirkungen
Wirtschaftliche Auswirkungen: Die Stadt versucht, die starke Abhängigkeit von Unternehmensanleihen zu verringern, und ein neues Ziel, das für den aktuellen mittelfristigen Plan festgelegt wurde, zielt auf eine weitere Verbesserung der finanziellen Situation der Stadt im Bereich der Abwasserentsorgung ab, wie z.B. Maßnahmen zur Rückgewinnung von Ressourcen, um die Kosten für die Behandlung zu senken und die Einnahmen durch den Verkauf von Recyclingmaterial zu erhöhen, die Beteiligung des privaten Sektors an der Abwasserentsorgung zur Kostensenkung und der Export von Erfahrungen und Technologien des Abwassersystems von Yokohama (z.B.. Abwasseraufbereitungstechnologie nach Batam City in Indonesien im Rahmen eines Projekts der Japan International Cooperation Agency).
Soziale Auswirkungen: Das Abwassersystem in Yokohama trägt zur Verbesserung der Abwasserentsorgung in der Stadt bei. Darüber hinaus bieten die kleinen Bäche, in denen ozonisiertes aufbereitetes Wasser verwendet wird, den Bürgern einen hervorragenden Wasser- und Freizeitraum. Die Bemühungen um die Nachhaltigkeit der Abwassersysteme tragen dazu bei, Überschwemmungen bei Hochwasser abzumildern.
Auswirkungen auf die Umwelt: Die Wasserqualität in Flüssen, Bächen und Küstengewässern in Yokohama hat sich dank des Abwassersystems verbessert. Die verbesserte Wasserqualität führte auch zu einer Zunahme der Fischvielfalt in den Hauptflüssen. Studien haben gezeigt, dass Fische wie Killifische, Lachse und Süßwasser-Elritzen zurückgekehrt sind. Etwa 20 % der Treibhausgasemissionen aus den von der Stadt Yokohama betriebenen Unternehmen und Dienstleistungen stammen aus der Abwasserentsorgung.
Begünstigte
- Einwohner von Yokohama City
- Private Unternehmen in Yokohama-Stadt
Ziele für nachhaltige Entwicklung
SDG 6 - Sauberes Wasser und sanitäre Einrichtungen
SDG 7 - Erschwingliche und saubere Energie
SDG 11 - Nachhaltige Städte und Gemeinden
SDG 14 - Leben unter Wasser
