Kanalisation und Abwasser

Sanitärversorgung hält menschliche Ausscheidungen von Trinkwasser, Essen und Händen fern, mit einer Latrine, wo die Häuser verstreut liegen, oder mit einer Kanalisation, wo sie dicht stehen. Der Kanal führt das Abwasser im Gefälle zu einer Kläranlage, wo sich die Feststoffe absetzen und Mikroben den restlichen Schmutz abbauen, bevor das Wasser in den Fluss zurückkehrt.

Was es ist

Sanitärversorgung hält menschliche Ausscheidungen von Trinkwasser, Essen und Händen fern. Wo die Häuser weit auseinander stehen, kann eine gut platzierte Latrine genügen. Wo sie dicht stehen, leiten meist Kanäle das Abwasser mit dem Gefälle zu einer Anlage, die es reinigt, bevor es in einen Fluss zurückkehrt.

Die Tafel folgt einer Spülung in einer Stadt des späten 19. Jahrhunderts: vom Haus zum gemauerten Kanal unter der Straße und weiter zur Kläranlage, wo sich Feststoffe absetzen und ein Steinbett das Wasser weiter reinigt.

Fäkalien tragen die Erreger von Cholera, Typhus und Ruhr, an denen noch immer jedes Jahr Hunderttausende sterben. Wie John Snow die Cholera mit Abwasser im Londoner Trinkwasser in Verbindung brachte, erzählen die Tafeln zu Trinkwasser und zu Hygiene und Antisepsis.

Wie es funktioniert

Gefälle. Jedes Rohr liegt mit gleichmäßigem Gefälle. Ist es zu flach, setzen sich Feststoffe ab, bis das Rohr verstopft. In England fällt ein kleiner Hausanschluss 1:40; eine 100-mm-Leitung darf mit 1:80 verlegt werden, wenn sie ein WC entwässert, dessen Spülungen sie freihalten, und in der Spitze mehr als 1 Liter pro Sekunde führt. In flachem Gelände liegt der Kanal immer tiefer, bis ein Pumpwerk das Abwasser anhebt, damit es wieder fließen kann.

Das Wasser im Bogen lässt das Abwasser durch und hält das Kanalgas zurück.

Geruchsverschluss und Lüftung. Jedes Becken und jedes WC entleert sich über einen Siphon, einen Bogen, in dem immer ein Wasserpfropfen steht. In England hält ein WC-Siphon mindestens 50 mm Wasser. Das Fallrohr führt oben offen durch das Dach: Es lässt Luft hinein und Gase über den Fenstern hinaus. Ohne diese Lüftung könnte das herabstürzende Wasser die Siphons leer saugen.

Kanäle. Der Hausanschluss mündet in den öffentlichen Kanal. Viele große Kanäle des 19. Jahrhunderts wurden aus Backstein in Eiform gemauert, die Spitze nach unten: Wenig Abwasser bleibt in der schmalen Sohle tief und schnell und nimmt den Sand mit, der breite obere Teil fasst das Regenwasser. Einstiegsschächte mit Steigeisen erlauben die Reinigung.

Misch- oder Trennsystem. Ein Mischkanal führt Schmutz- und Regenwasser im selben Rohr. Er ist billiger, läuft aber bei Starkregen in die Flüsse über. Ein Trennsystem leitet das Schmutzwasser zur Kläranlage und den Regen direkt in den Bach.

Reinigung. Rechen halten Lumpen zurück, in einem langsam durchströmten Sandfang setzt sich der Sand ab, dann fließt das Abwasser durch Absetzbecken, wo die Feststoffe als Schlamm absinken. Danach zehren Bakterien vom feinen und gelösten Schmutz. Im Tropfkörper wird die Flüssigkeit über Steine verteilt, auf denen Mikroben sitzen, die Luft durch die Zwischenräume bekommen. Beim Belebtschlammverfahren wird Luft in ein Becken mit Abwasser geblasen. In beiden Fällen hält ein Nachklärbecken die Flocken aus Mikroben zurück; beim Belebtschlamm wird ein Teil davon ins belüftete Becken zurückgeführt.

Wie man sie baut

Hier geht es nur um eine Hauslatrine, gebaut mit einem örtlichen Maurer oder Sanitärprogramm, das den Boden kennt und eine erprobte Bauart der Platte verwendet. Kanäle, Klärgruben und Kläranlagen planen Ingenieure; die zuständige Behörde genehmigt sie.

Standort wählen. Unterhalb jedes Brunnens, jeder Quelle und jedes Bachs, mindestens 30 m entfernt. Die Vorschriften der Länder reichen von etwa 15 bis 50 m, also die örtliche Regel prüfen, und in Sand, Kies oder klüftigem Fels weiter abrücken. Die Grubensohle muss mindestens 2 m über dem höchsten Grundwasserstand der Regenzeit bleiben. Bei Fels oder hohem Grundwasser beim Gesundheitsdienst nach einer anderen Bauart fragen.

Bei der VIP-Latrine halten die dunkle Kabine und das vergitterte Lüftungsrohr Fliegen und Geruch in Schach.

Graben und ausmauern. Die Grube einer belüfteten Grubenlatrine (VIP) ist meist 1 bis 1,5 m breit und mindestens 3 m tief. Wer baut, stützt die Wände ab, während die Grube tiefer wird. Mindestens den obersten Meter mit Ziegeln in Mörtel ausmauern, damit der Rand nicht einbricht; in lockerem Boden die ganze Tiefe, unten mit offenen Fugen.

Platte legen. Eine Stahlbetonplatte, breiter als die Grube, liegt auf festem Boden, mit einem Hockloch und einem Loch für das Lüftungsrohr. Sie etwas über Gelände setzen und die Erde abfallend anschütten, damit kein Regen hineinläuft.

Lüftung einbauen. Ein gerades Rohr steigt neben der Kabine aus der Grube: innen mindestens 150 mm weit, wenn es glatt ist, 200 bis 250 mm, wenn es rau ist, und es endet mindestens 0,5 m über dem Dach und den Gebäuden ringsum. Abgedeckt wird es mit rostfreiem Fliegengitter von etwa 1,2 mal 1,5 mm Maschenweite. Wind über der Mündung saugt Luft durch eine Lüftungsöffnung in der Kabinenwand herein, durch das Hockloch hinab und durch das Rohr hinaus. Die Kabine dunkel und das Loch offen halten: Fliegen aus der Grube streben zum Licht im Rohr und sterben am Gitter.

Oder mit Gießspülung. Wo man sich mit Wasser reinigt, hält ein Becken mit kleinem Wasserverschluss, gespült mit 2 bis 3 Litern aus dem Eimer, Fliegen und Geruch ab.

Grauwasser. Wasch- und Spülwasser kann in einen abgedeckten Sickerschacht von 1,5 bis 4 m Tiefe, mit grobem Stein gefüllt und so platziert wie die Latrine, fließen. Das Wasser vorher durch einen kleinen Fettabscheider leiten, der oft abgeschöpft und gereinigt wird, sonst verstopft Fett den Schacht. In Tonboden funktioniert er nicht.

Sicherheit. Grubenwände können einstürzen, auf den, der gräbt, oder unter der Platte: nie in einer ungesicherten Grube arbeiten, Kinder fernhalten und das Loch einzäunen oder abdecken, bis die Platte liegt. In Gruben, Klärgruben, Kanälen und Schächten kann Sauerstoff fehlen oder Schwefelwasserstoff stehen, der nach ein, zwei Atemzügen bewusstlos macht. Nie hineinsteigen oder sich hineinbeugen und nie einer zusammengebrochenen Person nachsteigen: den Notruf wählen. Eine volle Grube leert nur eine geschulte Mannschaft. Wasser und Seife neben jede Latrine stellen und nach jeder Benutzung die Hände waschen. Keime und Nitrat wandern durch den Boden: die Abstände zu Brunnen und Grundwasser nie verkürzen.

Geschichte und Entwicklung

In Mohenjo-daro mündeten die Hausabläufe in abgedeckte Ziegelkanäle entlang der Straßen.

In den Indusstädten Mohenjo-daro und Harappa floss um 2500 v. Chr. das Wasser aus Baderäumen und Latrinen durch Tonrohre in abgedeckte Kanäle aus gebranntem Ziegel unter den Straßen, mit Öffnungen zum Reinigen.

Die Cloaca Maxima in Rom entstand im 6. Jahrhundert v. Chr. als offener Graben, der das Forum zum Tiber entwässerte, und wurde später überwölbt, wohl im 2. Jahrhundert v. Chr.; das Datum ist umstritten.

In London erzwang der „Große Gestank“ der Themse im Sommer 1858 das Handeln. Von 1859 bis 1875 baute Joseph Bazalgette Abfangkanäle aus 318 Millionen Ziegeln, die das Abwasser zu Auslässen unterhalb der Stadt führten. Der Untergang der Princess Alice nahe diesen Auslässen 1878, bei dem nach Schätzungen 600 bis 700 Menschen starben, trieb London zur Abwasserreinigung.

Die Abwasserreinigung entwickelte sich schrittweise: Jean-Louis Mouras ließ 1881 in Frankreich eine frühe Klärgrube patentieren, Salford beschickte 1893 Tropfkörper, und 1914 stellten Edward Ardern und William Lockett in Manchester das Belebtschlammverfahren vor. Anfang der 1980er-Jahre hatten Ingenieure in Simbabwe die VIP-Latrine ausgearbeitet.