Wissen rund um die Toiletten - einfach erklärt
Auf dieser Seite stellen wir einiges Wissen rund um die Toiletten, unsere Ausscheidungen, die verschiedenen Toilettenarten und mehr zusammen.
Wir bei ABEREUS beschäftigen uns tagtäglich mit diesem intimen Thema und möchten hier etwas aufklären. Unser Wissen rund um die Toilette soll für alle verständlich sein, melden Sie gerne, wenn etwas dennoch zu kompliziert formuliert ist.
Wir stützen uns auf Quellen der DWA, den Vereinten Nationen und dem Bundesumweltministerium. Bei einigen Werten und Angaben gibt es unterschiedliche Betrachtungen und damit auch unterschiedliche Ergebnisse bzw. Schlussfolgerungen. Auch entwickeln sich Themen weiter und neue Erkenntnisse kommen hinzu. Sollte dir etwas auffallen, wo wir nicht mehr auf dem neusten Stand sind, melde es uns gerne.
Abwasser
Abwasser
Laut Wasserhaushaltsgesetz (WHG) ist Abwasser (a) das durch häuslichen, gewerblichen, land-wirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte Wasser sowie (b) das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen gesammelt abfließende Wasser.
Das häusliche Abwasser ist für uns entscheidend und besteht aus Schwarzwasser und Grauwasser.
Schwarzwasser
Schwarzwasser ist das Ablaufwasser aus Wasserspültoiletten (WC). Es besteht aus Fäkalien (Urin + Fäzes) und dem Spülwasser.
Durch unsere Ausscheidungen ist dieses Wasser häufig stark belastet.
Grauwasser
Grauwasser ist das gesamte restliche Abwasser. Es kommt vor allem aus der Küche und dem Bad. Hierzu gehört also das Wasser vom Händewaschen und Duschen genauso wie das Abwasser der Spülmaschine oder Waschmaschine.
Grauwasser ist nicht so stark belastet wie das Schwarzwasser.
Schmutzwassermenge
Die Schmutzwassermenge beträgt 90 – 150 Liter je Einwohner am Tag. Darin sind 1,2% Urin (1,4l) und 0,1% Fäzes (140g) enthalten.
Diese 1,3% Fäkalien werden im WC mit der 20-fachen Wassermenge weggespült. Das entspricht also ca. 35 Litern pro Tag.
Durch die Vermischung mit dem Grauwasser erhöht sich die Gesamtmenge nochmal deutlich. Damit entsteht das Stoffgemisch Schmutzwasser.
Fäkalkeime
Fäkalkeime gelangen fast ausschließlich über die Fäkalien und das WC in das Schmutzwasser. Diese entstammen den 0,1 Vol.% Fäzes im Schmutzwasser, da Urin im Normalfall keimfrei ist.
In einer Kläranlage mit 3 Reinigungsstufen werden diese meist nicht entfernt. Vor der Einleitung in Gewässer mit besonderen Nutzungsanforderungen, wie Badegewässer, wird in ausgewählten Kläranlagen die so genannte Hygienisierung (4. Reinigungsstufe) in ausgewählten Kläranlagen durchgeführt. Ein bekanntes Beispiel hierfür ist die Isar.
Die hygienische Beschaffenheit der meisten Kläranlagenabläufe ohne 4. Reinigungsstufe ist unzureichend und kritisch. Entsprechende Nachrüstungen werden bereits umgesetzt. Diese Investitionen werden sich erst in den Behandlungskosten und später auch in den Gebühren der Kommune bemerkbar machen.
Wenn die Fäzes nicht mehr ins Abwasser kämen, würde die Belastung mit pathogenen Fäkalkeimen entscheidend sinken
Arzneimittelreste und Drogen
Arzneimittelreste und Drogenrückstände gelangen fast ausschließlich über die Fäkalien in das Schmutzwasser. Gerade der Urin ist vielen von uns dafür bekannt (Stichwort: „Doping-Kontrollen im Sport“).
Die Entfernung der Arzneimittelreste (4. Reinigungsstufe) wird in wenigen Ausnahmefällen durchgeführt. Die Kosten hierfür sind sehr hoch und eine komplette Entfernung von allen Arzneimittelgruppen ist kaum möglich. Die Nachrüstung der Kläranlagen wird in Zukunft zu steigenden Behandlungskosten führen. Dies wird sich dann in steigenden Abwassergebühren widerspiegeln.
Diese Belastung von Arzneimittelresten und Drogen würde durch die Abtrennung der Fäkalien entscheidend sinken.
Tenside und Mikroplastik
In Körperpflegeartikeln wie auch in unseren Waschmitteln befinden sich Tenside und Mikroplastik. Diese beiden kritischen Stoffgruppen befinden sich im Grauwasser, also dem Wasser aus Küche und Bad.
Ausscheidungen
Allgemein
Jeder Mensch muss täglich mehrmals aufs Klo. Die Häufigkeit ist dabei sehr unterschiedlich und hängt sowohl von der jeweiligen Person als auch der entsprechenden Nahrung ab.
Die Blase und der Urin
Im Durchschnitt scheidet jede Person pro Tag 1,5 Liter Urin aus (und sollte zwischen 2 und 3 Litern trinken).
Da unsere Blase bei einer Fassung von 0,3 bis 0,5 Liter zu „drücken “ beginnt, folgt daraus, dass jeder von uns im Normalfall 4 bis 7 Mal pro Tag aufs Häusl zum Pinkeln muss. Die Blase der Frau ist meistens kleiner als die des Mannes.
Wer mehr trinkt, muss natürlich auch häufiger.
Der Darm und die Fäzes
Beim großen Geschäft verhält es sich etwas anderes. Unser Darm ist recht groß und sehr flexibel.
Es gilt zwar, dass 1x pro Tag das Optimum sein soll, jedoch trifft dies nicht bei vielen Menschen zu. Eine Regel, die sich hier etabliert hat, ist die „3-3 Regel“. Diese besagt, dass die meisten Menschen auf der Welt zwischen 3x am Tag bis 3x in der Woche Stuhlgang haben.
Hierbei scheidet ein Mensch im Durchschnitt 140g Fäzes aus. Bei einer vegetarischen oder veganen Ernährung fallen sogar bis zu 400g Fäzes an.
Wertstoffe im Abwasser
Wertstoffe im Schmutzwasser
Unsere Ausscheidungen haben nicht nur negative Aspekte, sondern auch verschiedene Elemente, die wir wiederverwenden können und sollten. Der natürliche Kreislauf wurde hier von uns Menschen durchbrochen.
Kohlenstoff
Kohlenstoff ist das organische Element. Daher ist es natürlich auch in unseren Ausscheidungen vorhanden und zwar nicht zu wenig.
Über die Hälfte der organischen Inhaltsstoffe gelangen aus einem Tausendstel des Gesamtvolumens – Fäzes – in das Schmutzwasser.
Die Entfernung der organischen Stoffe wird als vollbiologische Reinigung (2. Reinigungsstufe) bezeichnet. Dies ist Kläranlagenstandard und Minimalreinigung. Die organischen Bestandteile werden durch Mikroorganismen ab- und umgebaut. Der energieaufwändige Eintrag von Luft in das Schmutzwasser ist zur Sauerstoffversorgung der Organismen notwendig. Dabei wird ein Teil als CO2 in die Atmosphäre abgegeben.
Der so entstandene Klärschlamm wird in Deutschland überwiegend verbrannt, auch nachdem er in einer Biogasanlage zur Methanerzeugung genutzt wurde. Der Methanertrag ist im Vergleich zu Fäzes gering. Die Verbrennung erfordert häufig einen Transport und so zusätzliche Energie.
Da die Kohlenstoffverbindungen überwiegend den Fäzes entstammen, bietet es sich an, diese geringen Mengen (60l pro Jahr) direkt zur Biogas-, Kompost- oder Biokohleproduktion zu nutzen. Gleichzeitig verringert sich der Aufwand der Abwasserbehandlung erheblich.
Stickstoff
Etwa 90% des im Schmutzwasser enthaltenen Stickstoffs entstammen dem Schwarzwasser, davon ca. 80% dem Urin.
Die Nährstoffentfernung (3. Reinigungsstufe) wird generell für große Kläranlagen und bei Einleitung in sensible Gewässer gefordert.
Die Stickstoffentfernung erfordert einen hohen Energieeinsatz in der Kläranlage. Stickstoff wird hierbei aus dem Abwasser in die Atmosphäre ausgegast. In anderen Branchen benötigen wir viel Energie, um Stickstoff aus der Atmosphäre zu gewinnen und zwar für den Stickstoffdünger.
Diese beiden Prozesse könnten auf gewisse Weise kombiniert werden und so würde man einiges an Energie sparen. Der Stickstoff könnte direkt aus Urin gewonnen werden. Hierfür wäre es gut, wenn der Urin als Einzelstoffstrom vorliegen würde.
Phosphor
Etwa 75% des Phosphors gelangen aus den Fäkalien in das Schmutzwasser. Davon kommen 50% aus dem Urin und 25% aus den Fäzes.
Die Nährstoffentfernung (3. Reinigungsstufe) wird für große Kläranlagen und bei Einleitung in sensible Gewässer gefordert.
Phosphor ist in seiner einfach nutzbaren Form begrenzt verfügbar. Er ist ein essentieller Nährstoff, denn ohne Phosphor gibt es kein Wachstum von Pflanzen, Tieren oder Menschen. Die abbaubaren Phosphatvorkommen gehen weltweit zur Neige. Eine Rückgewinnung aus unseren Ausscheidungen ist daher wichtig und wird von der EU in der Zukunft eingefordert.
Besonders Gewässer reagieren auf Phosphor sensibel. Wenn zu viel davon vorliegt, wachsen Algen besonders stark. Schon geringe Mengen können einen Unterschied machen und zur so genannten Eutrophierung beitragen. So kann das Urinieren in eine klaren See diesen gefährden.
Toilettentypen
Allgemein
Es gibt sehr unterschiedliche Arten von Toiletten. Verschiedene Lösungsansätze, um unsere Ausscheidungen verschwinden zulassen, werden seit Jahrtausenden umgesetzt.
Die ersten Wassertoiletten sind übrigens bereits vor über 4.000 Jahren eingesetzt worden, also keine so moderne Erfindung.
Chemietoiletten
Die meisten von uns kennen Dixi oder ToiToi. Es gibt natürlich auch noch andere Hersteller. Diese Toiletten nutzen ein chemisches Gemisch mit Wasser, um unsere Ausscheidungen geruchstechnisch auszuschalten und alle biologischen Prozesse zu unterbinden. Unsere Ausscheidungen werden so auch desinfiziert. Auf diese Weise können die Stoffe eine Zeit lang gelagert werden.
Einstreutoilette
Verschiedene Toiletten nutzen eine so genannte Einstreu. Diese soll vor allem den Geruch und die Feuchtigkeit unserer Ausscheidungen binden. Außerdem kann sie die Sicht auf die Fäzes der vorhergehenden Person verdecken.
Einstreu besteht häufig aus Spänen oder anderen natürlichen Stoffen. Die Stoffe können dabei durch den Feuchtigkeitsentzug über die Zeit sehr fest werden.
Komposttoiletten
Eine Komposttoilette versucht, die Ausscheidungen direkt in der Toilette bzw. Anlage zu kompostieren. Hierfür muss ein präzises Maß an Feuchtigkeit im Auffangbehälter erreicht werden. Darüber hinaus müssen möglicherweise Zusatzstoffe, ähnlich denen in der Einstreutoilette, hinzugefügt werden.
Einige gasförmige Bestandteile der Fäkalien werden meist verdunstet, flüssige Bestandteile werden häufig separat abgetrennt.
Ob die Verwendung der Reste als Komposterde erlaubt ist, muss im Einzelfall geklärt werden.
Manche Toiletten werden als Komposttoiletten bezeichnet, ohne dass im Auffangbehälter eine Kompostierung stattfindet. Die Idee ist dann, dass die Stoffe auf einen Kompost entsorgt werden können.
Eine solche Kompostierung ist in Deutschland nur unter sehr spezifischen und strengen Voraussetzungen erlaubt.
Trenntoilette
Trenntoiletten separieren durch einen einfachen Einbau Urin und Fäzes („No-mix“-Toiletten).
Diese Trennung ist für viele Toilettenarten möglich. Beide Stoffe fallen so getrennt an. Für den Urin wird hierbei auch kein Spülwasser benötigt, sondern lediglich für die Fäzes. Der Urin ist konzentriert und kann auf diese Weise einfach weiterverarbeitet werden.
Trockentoliette
Bei einer Trockentoilette wird auf den Einsatz von Spülwasser verzichtet, daher der Name „Trocken“. Die Stoffe können so einfacher weiterverwendet werden und es wird kein Wasser verbraucht.
Trockentrenntoiletten
Trockentrenntoiletten sind eine Kombination aus Trockentoiletten und Trenntoiletten. Es handelt sich also um eine Toilettenlösung, die sowohl kein Wasser benötigt als auch die Stoffe getrennt aufnimmt.
Unser Konzept beruht auf genau diesem Toilettentyp, um hierüber mehr zu erfahren, empfehlen wir daher unsere Seiten und Produkte genauer anzuschauen.
Vakuumtoiletten
Die meisten Toiletten in Flugzeugen oder Zügen sind Vakuumtoiletten. Diese nutzen etwas Wasser (ca. 1 Liter) und ein Vakuum, um unsere Ausscheidungen in einen Behälter zu saugen. Diese Behälter werden im kommerziellen Bereich bei allen größeren Stopps mit dem Putzgang entleert.
Verbrennungstoiletten
Hier werden die Ausscheidungen direkt verbrannt. Die notwendige Energie wird meistens über eine Stromzufuhr erzeugt. Der Verbrauch ist bei diesen Toilettenlösungen meistens sehr hoch.
Zurück bleibt am Ende nur eine kleiner Haufen Asche, welcher im Restmüll entsorgt werden kann.
Diese Lösungen sind vor allem für Nutzende gedacht, die wenig Platz haben und sofort eine Hygienisierung wollen.
Wassertoilette
Die moderne Toilette, wie wir sie heute kennen, ist eine Erfindung des 19. Jahrhunderts und nutzt Wasser als Transportmedium. Daher kommt auch die englische Abkürzung WC, welches für „water closet“ steht.
Es gibt hierbei noch verschiedene Unterscheidungstypen, wie Flachspüler bzw. Tiefspüler.
Je nach Typ und Baujahr benötigt eine solche Toilette zwischen zwei und 15 Litern Wasser pro Spülgang. In den meisten Fällen wird hierfür Frischwasser genutzt.
Wasser
Allgemein
Wasser ist eine chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff (O) und Wasserstoff (H). Man spricht auch von H2O.
Es ist die Grundlage für das Leben auf der Erde. Biologische Vorgänge laufen dank Wasser ab.
Trinkwasser
Trinkwasser gehört zu den wertvollsten und wichtigsten Lebensmitteln. Es kann nicht ersetzt werden.
Als Trinkwasser gilt jedes Wasser, das zum Trinken, Kochen oder zur Zubereitung von Speisen und Getränken genutzt wird.
In Deutschland gibt es gleich mehrere Verordnungen, die sich mit der Güte von Trinkwasser beschäftigen: DIN 2000, Trinkwasserverordnung (TrinkwV) und die Allgemeine Verordnung für die Versorgung mit Wasser (AVBWasserV).
Frischwasser
Frischwasser bezeichnet das Trinkwasser an Board eines Schiffs, Zugs, Flugzeugs oder Campers.
Nichttrinkwasser
Nichttrinkwasser beschreibt in der DIN jegliches Wasser, das nicht die Anforderungen erfüllt und somit kein Trinkwasser ist.
Regenwasser
Als Regenwasser wird Wasser bezeichnet, das vom Regen kommt. Es resultiert also aus der Herkunft. Dies hat nichts mit der möglichen Verwendung noch mit den möglichen Anforderungen zu tun.
Betriebswasser
Betriebswasser ist jegliches Wasser das eine technische Aufgabe erfüllt. Dieses Wasser kann für eine Heizung in einem Gebäude, für eine industrielle Anlage oder für die Landwirtschaft sein.
Je nach Aufgabe kann es sich zu Beginn auch um Trinkwasser handeln. Jedoch schwindet dieser Status mit dem Betrieb.
Abwasser
Der Vollständigkeit halber auch hier nochmal das Abwasser. Eine genauere und detaillierte Beschreibung ist unter Abwasser zu finden.
Häusliche Infrastruktur
Allgemein
Die meisten Häuser in Deutschland haben ein Bad mit einer Toilette und Dusche bzw. Badewanne. Dieses kann auf verschiedene Weisen „angeschlossen“ sein.
Kanalanschluss
Die bekannteste Anschlussart einer Toilette in Deutschland ist der Anschluss an die lokale Kanalisation. Dies trifft auf die meisten Gebäude in Deutschland zu. Je nach Region ist der Anschlussgrad zwischen 50 und 99%.
Die Toiletten nutzen alle Wasser als Transportmedium. Der Inhalt des Kanals fließt in das nächste kommunale Klärwerk.
Sammelgrube
Eine weitere sehr häufig genutzt Anschlussart ist die Sammelgrube. Hierbei ist die Infrastruktur im Haus genauso oder zumindest sehr ähnlich wie bei einem Kanalanschluss. Das Abwasser wird nur statt in den Kanal in eine Sammelgrube geleitet. Diese wird durch ein Saugfahrzeug in einem bestimmten zeitlichen Rhythmus geleert. Die Stoffe werden dann ins kommunale Klärwerk abgegeben.
Private Kläranlage
Man kann auch seine eigene kleine Kläranlage bauen und betreiben. Dies muss natürlich durch die örtlichen Behörden entsprechend genehmigt werden. Ein möglicher Aufbau könnte so in etwa aussehen: 
Das fäkalienhaltige Schmutzwasser muss zunächst über eine Dreikammergrube mit einem Nutzvolumen von 1,0-1,5m³/Einwohner vorgereinigt werden. In ein- bis dreijährigem Abstand muss der Inhalt der Grube in eine kommunale Kläranlage abgefahren werden.
Das vorgereinigte Abwasser wird schwallweise auf das Pflanzenbeet geleitet.
Die Ablaufwerte unterschreiten die gesetzlichen Mindestanforderungen an vollbiologisch gereinigtes Abwasser. Es kann in einen Bach oder Fluss eingeleitet, versickert oder zur Beregnung genutzt werden.
Die Größe der Oberfläche des Pflanzenbeets beträgt 4-5m² je Einwohner, zuzüglich 1-2m² für Umrandung.
Pflanzenkläranlage
Durch die Nutzung einer ABEREUS Toilettenlösung fällt in einer privaten Kläranlage kein Schwarzwasser mehr an. Daher kann hier auch eine reine Pflanzenkläranlage eingesetzt werden. Dies könnte wie folgt aussehen:
Die Anlagen berücksichtigen die besonderen Eigenschaften von Grauwasser und sind dafür optimal ausgelegt.
Die PkaGW arbeiten ohne Vorreinigung als Dreikammergrube, dies vereinfacht den Bau erheblich und die Schlammentsorgung entfällt. Die Vorreinigung zur Entfernung von Grobstoffen ist als spezieller organischer Filter in die Anlage integriert. Die Größe der Oberfläche des Pflanzenbeetes beträgt 3m² je Einwohner, zuzüglich 1-2m² für Umrandung. Diese sind seit über zehn Jahren erfolgreich in Betrieb.
Das Ablaufwasser ist nicht nur vollbiologisch, sondern weitergehend gereinigt und kann in einen Bach oder Fluss eingeleitet, versickert oder zur Beregnung genutzt werden.
Kommunale Infrastruktur
Allgemein
Die Infrastruktur für Wasser und Abwasser unterscheidet sich stark zwischen einzelnen Regionen. In der „westlichen Welt“ ist sie teilweise sehr stark ausgebaut.
Kanalnetz
Die Kanalnetze sind sehr gigantisch in ihrer Gesamtgröße. In Deutschland geht man von einem Kanalnetz mit über 600.000km aus. Das wäre soviel wie 15x um die Erde. Obwohl wir unser deutsches Netz bereits sehr stark ausgebaut haben und viele Haushalte am System angeschlossen sind, werden ca. 5.000km Kanal pro Jahr zusätzlich verlegt.
Man unterscheidet im Abwasserbereich zwei Arten von Netz, ein Misch- und ein Trennsystem. Bei dem Trennsystem wird das Regenwasser in einem anderen Kanal transportiert, als das häusliche und industrielle Abwasser. Dieses ist das modernere und kostenintensivere System. Im Süden Deutschlands ist das Mischsystem noch vorrangig.
Pumpwerke
Um Abwasser zu den Klärwerken zu bekommen, lässt man das Wasser sehr leicht und ständig bergablaufen. Da dies gerade im flachen Land durchaus schwierig ist, gibt es immer wieder Pump- und Hebewerke, die das Abwasser auf ein höheres Niveau befördern, so dass es dann wieder abfließen kann.
Regionen im Flachland haben daher sehr viele solcher Pump- und Hebestationen, während gerade im Süden, wo es hügeliger ist, weniger solcher Stationen gibt.
Kläranlagen
Das Herz eines jeden modernen Kanalnetzes ist am Ende eine Kläranlage. Diese hat bis zu 5. Klärstufen.
- Klärstufe – Mechanisch: Hier werden alle größeren Gegenstände über einen Rechen, Siebe, Sandfang und mehr entfernt.
- Klärstufe – Biologisch: Durch verschiedene Mikro-Organismen wie Bakterien und Pilze werden bestimmte organische Stoffe kompostiert und weiterverarbeitet.
- Klärstufe – Nährstoffbeseitigung: Biologische und chemische Prozesse, wie Oxidation und Fällung, beseitigen gezielt Nährstoffe. Große Anlage nutzen hierzu auch die bekannten und deutlich sichtbaren Faultürme.
- Klärstufe – Spurenstoffbeseitigung: Diese Klärstufe ist neuer und noch in der Erprobung, welche Verfahren am effizientesten sind. Auf der einen Seite sollen Medikamentenrückstände und Hormone aus dem Wasser herausgezogen werden und auf der anderen Seite Keime und weitere organische Mikroverunreinigungen geklärt werden. Bisher haben nur wenigen Anlagen solche Stufen verbaut.
- Klärstufe – Beseitigung von Mikroplastik: Diese Stufe wird häufig auch in Kombination mit der 4. Klärstufe zusammengesetzt. Diese Stufe hat das Ziel Mikroplastiken zu entfernen.
Wasserwerk
Frischwasser für unsere Leitungen wird meistens durch ein Wasserwerk aufbereitet.
Wasserwerke bedienen sich häufig vom Wasser aus Brunnen, Talsperren oder Uferfiltrat. Auf diese Weise konnte das Wasser nochmal durch eine natürliche Filterung aus Gestein und Mikroorganismen gereinigt werden.
Das Wasser wird dann im Wasserwerk nochmals gereinigt und kontrolliert. Wenn es den allgemeinen und sehr strengen Richtlinien für Trinkwasser entspricht, wird es dann in das regionale Leitungssystem eingeleitet.