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Alles über den Zisternenbau

Hauseigene Zisternen sind keineswegs dem Häuselbauer auf dem Land vorbehalten. In New York City verfügen viele Hochhäuser über Wasserspeicher auf dem Dach.

 

Was muss man beachten, wenn man eine Zisterne bauen will? Und wofür darf man Zisternenwasser verwenden? Der folgende Beitrag stammt von Axenia Schäfer – Chefredakteurin bei QUICUMQUE – Zeitschrift für autarkes Leben – die sich genauer angeschaut hat, wie der Zisternenbau so funktioniert.

 

Mit dem Wasser ist das so eine Sache

Eine Gemeinsache, ohne Allmende zu sein. Eine Privatsache, ohne privat zu sein. Deshalb gibt es die obersten, die oberen und die unteren Wasserbehörden, denn es muss geregelt sein, wer was wo einleiten und abzwacken darf. Nötig ist dies weniger aus Liebe zu akribischer Regulierung (wobei das auch eine Rolle spielen mag), sondern vielmehr deshalb, weil Eingriffe in den Wasserhaushalt eines dicht besiedelten Landes wie der Bundesrepublik gravierende Auswirkungen für alle haben können.

Zu diesen Eingriffen zählen das Einfassen von Quellen genauso wie das Bohren von Brunnen und Auffangen von Regenwasser. Während es aber meist genehmigungspflichtig ist, hinter dem Haus einen Brunnen zu bohren, können Zisternen für den Hausgebrauch ohne Erlaubnis installiert werden. Hier greift in der Regel nur eine Anzeigepflicht, insbesondere auch bei den Gesundheitsbehörden, wenn das Zisternenwasser im Haus verbraucht werden soll. Das mag nerven, hat aber seinen Sinn, denn nicht jede Dacheindeckung spült wertvolle Spurenelemente und Mineralstoffe in die Zisterne und nicht jedes Regenwasser ist unbelastet, auch, wenn es vom Himmel kommt. 

Die meisten Infektionskrankheiten rund um den Globus werden vor allem durch verunreinigtes Wasser verursacht. Erfolgreiche Seuchenbekämpfung und -prävention hierzulande ist zu einem erheblichen Teil Folge des strengen Umgangs mit Wasser und Abwasser. Vor diesem Hintergrund leuchtet einem der Aufwand ein, der betrieben wird, um jede Verbindung zwischen Trinkwasser und anderen Wasserströmen durch Gesetze, Auflagen, Kontrollen und sehr teuren Strafen zu unterbinden. Schäden am Trinkwasser spielen sich gerne in der Größenordnung von über 500.000 Euro ab. 
Die Feinheiten der Aufgabenverteilung und Behördenzuordnung unserer Bundesländer außer Acht lassend, lässt sich für den Einzelhaushalt feststellen, dass hier normalerweise die unteren Wasserbehörden zuständig sind. 

 

 

Die Größe der Zisterne bemisst sich am besten an der Dachfläche, über die das Wasser gesammelt wird und der durchschnittlichen Jahresniederschlagsmenge vor Ort. Als Faustformel gilt: Dachfläche x Jahresniederschlag /12. Für 200 m2 Dachfläche im Westerwald, wo im langjährigen Mittel 770 mm Niederschlag im Jahr fallen, bräuchte man einen Wasserspeicher von rund 13 m3. Weil es Monate mit mehr und weniger Niederschlag gibt – der Juli ist im Westerwald mit 80 mm der regenreichste im ganzen Jahr – kann man auch diesen Wert mit den Quadratmetern Dachfläche multiplizieren. Daraus errechnet sich, dass man mit einem Zisternenvolumen von 16 m3 selbst bei viel Regen alles Wasser sammeln könnte. 

Ein Überlauf ist dennoch in jede Fall angeraten, damit überschüssiges Wasser kontrolliert abgeleitet wird. Das kann zum Beispiel in die Kanalisation erfolgen oder in eine Rigole im Garten. Versickern größere Mengen Wassers einfach in der direkten Umgebung der Zisterne, verändert sich das Verhalten des Bodens. Weicht er auf und senkt sich ab, kann das zu Rissen in der Zisternenwand und zu Rohrbruch führen. 

Eine Rückflusssperre ist wichtig, damit kein Wasser aus der Kanalisation oder anderen Abflüssen in die Zisterne laufen kann. 

Vor allem Moos und Laub, der Kot von Vögeln, Mäusen und Ratten und das ein oder andere tote Tierchen können das Wasser verunreinigen. Grobes kann mit einfachen Filtern (z.B. Siebeinsätze) in den Fallrohren oder in der Zisterne vor dem Einlauf aufgefangen werden. Krankheitserreger aus Exkrementen, Gifte aus dem Regenwasser oder der Dacheindeckung (z.B. bei Dächern aus Kupfer oder Zink) lassen sich hiermit aber nicht rausfischen. Die Trinkwasserverordnung lässt dort, wo Häuser an die öffentliche Versorgung angeschlossen sind, wenig Spielraum: weil Zisternenwasser gesundheitsgefährdend verunreinigt sein kann, sind die Kreisläufe von Trink- und Zisternenwasser strikt voneinander zu trennen und mit unterschiedlichen Schlauchfarben zu kennzeichnen. Das Zisternenwasser darf nur zur Spülung der Toilette, zum Waschen, Putzen und Bewässern verwendet werden. Zisternenwasseranschlüsse sollten, um Verwechslungen zu vermeiden, mit einem „Kein Trinkwasser“ – Schildchen gekennzeichnet sein, da wir hierzulande gewohnt sind, dass aus jedem Wasserhahn Trinkwasser kommt. 

 

 

Beton oder Kunststoff?

Heute werden für unterirdische Zisternen meist fertige Behälter aus Kunststoff oder Beton genutzt: Loch graben, Zisterne reinsetzen, Zu-, Ab- und Überlauf sowie Filter installieren, Pumpe montieren, Erde drauf; das war‘s. Kunststoffbehälter haben den Vorteil, dass sie leichter sind und in Handarbeit ohne schweres Gerät versenkt werden können. Nachteilig ist, dass leichtere Ausführungen nicht befahrbar sind. 

Zisternen können auch aus Betonteilen und -steinen oder Ziegeln gemauert werden. Mit einer Schalung ist es möglich, selbst eine Betonzisterne zu gießen. Ziegel und Randsteine werden mit Mörtel gemauert und innen mit Schlämmmörtel verputzt. Nach oben schließt die Zisterne am einfachsten mit einem Betondeckel aus Eigen- oder Fertigbau ab. Ersteres ist bei einer 16 m3 Zisterne allerdings nicht ganz einfach: bei 3 m Höhe ergäben sich für dieses Fassungsvermögen 2,65 m Innendurchmesser und eine entsprechend große Abdeckung. Kleiner dimensionieren und nur insgesamt 10.000 l Wasser speichern oder mehrere Zisternen mit nur 1,5 m Durchmesser anlegen, kann für den Eigenbauer eine Lösung sein.

 

Wie belastet ist Zisternenwasser? 

In den 90er Jahren führten der damalige Direktor des Bremer Landesuntersuchungsamtes für Chemie, Hygiene und Veterinärmedizin, Reinhardt Holländer, und eine Gruppe von Forschern eine umfassende Studie durch, um herauszufinden, wie keimbelastet das Wasser in korrekt installierten Zisternen ist. Die Gruppe hatte Proben aus 120 Zisternen entnommen. Die Zisternen waren hauptsächlich aus Beton oder Polyethylen gefertigt und entfernten grobe Partikel entweder durch Filter oder reine Sedimentation auf dem Grund der Behälter. Die Mehrzahl war in die Erde eingelassen, einige standen in dunklen Kellern. 
Die Studie kam zu zwei zentralen Ergebnissen. Erstens konnte kein nennenswerter Unterschied in der Keimbelastung zwischen Kunststoff- und Betonbehältern gefunden werden. Zweitens besteht, auch wenn das Zisternenwasser nicht so keimarm ist wie unser Trinkwasser, keine Seuchengefahr infolge der Nutzung. 
Für die wichtigsten Erreger, E. coli und coliforme Bakterien, wurden mit 26/100 ml und 198/100 ml Werte gefunden, die unter den aktuellen Leitwerten für Badeseen liegen. Hier sind es 100 E. coli und 500 coliforme Bakterien auf 100 ml; die Grenzwerte liegen bei 1.800 und 10.000. Lediglich eine von 766 Proben war mit Salmonellen belastet und 11,2 % von 687 Proben mit Pseudomonas aeruginosa, einem ubiquitären Bakterium mit weitreichender Antibiotikaresistenz und der häufigste Erreger von Krankenhausinfektionen. 
Allgemein gilt, dass die Zisternen nur gereinigt werden sollen, wenn das Wasser stinkt, also ungute Mikroben überhandgenommen haben. Normalerweise hilft das Sediment, das sich im Laufe der Zeit am Boden absetzt, genauso wie ein feiner Biofilm an den Zisternenwänden, das in der Erde kühl und dunkel gelagerte Wasser sauber zu halten. Um die Sedimentschicht nicht aufzuwirbeln, sollte einerseits auf einen wenig Wasserbewegung verursachenden Einlauf geachtet werden. Das geht über eine Verrieselung oder einen beruhigten Zulauf, was zusätzlich Sauerstoff in den Tank einbringt. Beim beruhigten Zulauf endet das einlaufende Rohr knapp über dem Boden der Zisterne mit einer Krümmung nach oben. Bei der Entnahme ist andererseits darauf zu achten, dass das Ende des Schlauchs weder mit der Sedimentschicht in Kontakt kommt noch mit der oberen Schwimmschicht. 

 

Welche Stoffe kommen über Mörtel, Beton und Ziegelsteine in die Zisterne?

Beton setzt sich in der Hauptsache zusammen aus Sand, Wasser und Zement. Zement wiederum wird vor allem aus einer Kalkstein – Ton – Mischung gebrannt, mit Gips, Schlacke, Sand und Flugasche vermischt und anschließend vermahlen. Zement ist auch eine der Hauptzutaten des Mörtels, der aus Sand, einem Bindemittel, wie eben Zement oder Kalk, und Wasser gemischt wird. Fertige Mischungen enthalten häufig auch eine Reihe Zusatzstoffe, die die Verarbeitung erleichtern. In Beton und Mörtel finden sich aufgrund ihres Zementanteils Stoffe wie Arsen, Blei, Cadmium, Chrom oder Nickel, die aus dem Material ausgeschwemmt werden können. 
Aus der Betonforschung lässt sich zusammenfassend ableiten: je ausgehärteter der Beton, je besser seine Zusammensetzung und je weniger sauer das Wasser (pH-Wert zwischen 6 und 7), desto weniger Stoffe werden aus den Poren ausgewaschen. Glatt verarbeitetes und durchgehärtetes, geeignetes Material setzt in der Regel wenige Spurenelemente frei, wobei „Wenige“ bedeutet, dass die Grenzwerte für Trinkwasser unterschritten werden. Wer auf Nummer sicher gehen will, nimmt Beton und Mörtel, welche die DIN 38406 erfüllen und für den Bau von Trinkwasserreservoirs und -leitungen zugelassen sind. 
Zisternen aus Beton oder Ziegel werden mit Mörtel verbunden und abgedichtet. Ziegel werden aus Lehm hergestellt, einem natürlichen Material, das aus Sand, Ton und einem in der Körnung dazwischen liegenden Gestein, dem Schluff, besteht. Ziegel müssen hart gebrannt und hellklingend sein, sie sollten scharfe Kanten haben und keine mürben Stellen, damit sie der feuchten Dauerbelastung lange standhalten. Beim Bau ist auf glattes Verfugen zu achten. 

 

 

Welche Maßnahmen kann man ergreifen, um aus Zisternenwasser trinkbares Wasser zu machen?

Zuerst noch einmal der wichtigste Hinweis: Zisternenwasser ist hierzulande kein Trinkwasser. Es ist möglicherweise mit Krankheitserregern und Schwermetallen belastet, die der Gesundheit abträglich sind, auch wenn Menschen seit Jahrhunderten Wasser aus Zisternen trinken. Die im Folgenden vorgestellten Methoden machen aus dem gespeicherten Wasser auch nichts, was so schön wie unser Kranwasser ist. Aber vielleicht kommt man einmal in die Verlegenheit, Zisternenwasser genießbar machen zu müssen, und dann kann Wissen hilfreich sein. 

 

Vorgeschaltete Filter

Den gröbsten Schmutz, der vom Dach heruntergespült wird, kann man mit Sieben auffangen. Sie sollten groß sein und so angebracht, dass sie leicht zugänglich und leicht zu reinigen sind. Wer alle Nase lang in die Zisterne kriechen muss, um an den Filter zu kommen, wird nicht froh. Wer reichlich Fallrohre hat, die in die Zisterne münden, sollte sich vielleicht nicht für einen Filter in jedem Fallrohr entscheiden. Erdfilter, die so zwischen Tank und Zuleitung montiert werden, dass ihr Deckel ebenerdig ist, können eine praktische Lösung sein. Wird der Filterbereich allerdings mit schwereren Maschinen befahren, sind Erdfilter eher ungeeignet. 

 

Nachgeschaltete Reinigung

Zur Trinkwasseraufbereitung sind mechanische, chemische und thermische Verfahren erprobt. Wird Wasser für mindestens drei Minuten sprudelnd gekocht (die Kochdauer hängt vom Standort ab: laut Auswärtigem Amt pro 150 Höhenmeter plus 1 Minute), sind die meisten Keime tot. Schwermetalle und Spurenelemente befinden sich aber nach wie vor im Wasser. Bei der Destillation von Wasser werden alle Stoffe mit Ausnahme der leicht Flüchtigen (z.B. Lösungsmittel) entfernt. Zum Destillieren wird Wasser einfach gekocht und der Wasserdampf aufgefangen. Wer keinen Chemiebaukasten zuhause hat und keinen Schnaps brennt, kann technisch ausgereifte Destillierapparate im Handel bekommen. 

Das Destillat ist weitgehend sauber, aber durch das Verfahren auch leider aller Salze und Mineralstoffe beraubt. So kommt es, dass man beim Trinken von destilliertem Wasser verdursten kann. Das passiert aber eigentlich nur, wenn man große Mengen bei gleichzeitigem erheblichem Elektrolytverlust (Schwitzen, Durchfall) zu sich nimmt. Mit Destillat sollte man deshalb seinen Durst bei schwerem Durchfall und Gewaltmärschen in der Wüste tunlichst nicht löschen.

Keramikfilter mit Mikrofasern und Aktivkohle nehmen so ziemlich alle Schadstoffe aus dem Wasser, außer Viren. Mineralstoffe verbleiben im Wasser – damit aber auch Nitrat und Nitrit. 

Mit Umkehrosmose lässt sich Wasser vollständig reinigen: raus kommt dabei so genanntes Reinstwasser, das ungefähr so inhaltsarm wie Destillat ist, aber noch schwach elektrisch leitend. Im Gegensatz zum Destillieren braucht man jedoch keine Hitze, sondern nur Druck, der größer als der des osmotischen Gefälles ist. Mit dem Druck wird das zu reinigende Wasser durch eine extrem feine Membran gepresst. Das Verfahren wurde von der NASA entwickelt, um aus Urin trinkbares Wasser zu gewinnen, und wird weltweit vom Militär zur Trinkwasseraufbereitung genutzt. Da  die in den Systemen eingesetzten Polycarbonatfilterscheiben unter Verwendung von Bisphenol A hergestellt werden, hat die Bundeswehr die Belastung des Reinstwassers untersucht. Bisphenol A wurde in den Proben zwar gefunden, lag aber mit Konzentrationen von bis zu 34,7 ng pro Liter weit unter dem Grenzwert von 50 μg pro kg Körpergewicht und Tag. Die Bundeswehr lässt das Reinstwasser übrigens mit CO2 begasen und durch Magnesiumoxid- und Calciumcarbonatfilter laufen. So verliert es seine korrosiven Eigenschaften und seinen faden Geschmack. 

 

Desinfektionsverfahren

UV-Sterilisator in einer Trinkwasseranlage

Neben dem Filtern von Wasser können verschiedene Desinfektionsverfahren eingesetzt werden. Zu den bekanntesten zählen der Zusatz von Chlor und die Bestrahlung mit Ozon oder UV-Licht. Bei der Desinfektion werden Bakterien, Viren, Pilze und Sporen unschädlich gemacht. Während für die Aufbereitung mit Chlor und Ozon geeignete Technik und Chemie zur Verfügung stehen muss, lässt sich eine UV-Bestrahlung auch mit einfachen Mitteln bewerkstelligen. Man benötigt lediglich PET-Flaschen und Sonne. Die unzerkratzten Flaschen werden zu drei viertel mit Wasser gefüllt, zur Durchmischung mit Sauerstoff kräftig geschüttelt und dann für wenigstens sechs Stunden in die pralle Sonne gelegt – nicht grundsätzlich die ideale Methode für den kühlen Norden. Das Sodis-Verfahren kommt vor allem in Afrika zum Einsatz. 

 

AutorIn

Das Wohnwagon-Team

berichtet über seine Erfahrungen und gibt dir Tipps & Tricks für Deinen Weg zur Autarkie.

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