Pikes Peaks innovative Anpassung an die Wasserkrise des Westens

Foto von John M. Chase/iStock

Von Juliet Grable

4. Juni 2023

Der Pikes Peak in Colorado ist wie kein anderer „Vierzehner“ im Land. Der Gipfel mit Blick auf die Stadt Colorado Springs ist eine weltberühmte Touristenattraktion und verfügt über ein vollständig zugängliches Besucherzentrum auf dem Berggipfel. Sie können zum Gipfel wandern oder fahren; Sie können sogar mit der Bahn an Bord der Broadmoor Manitou and Pikes Peak Cog Railway reisen, die seit 1891 in Betrieb ist.

Passagiere auf der „Kogge“, die vor den Auswirkungen der „dünnen Luft“ auf dem Gipfel gewarnt wurden, werden dringend gebeten, ausreichend Flüssigkeit zu sich zu nehmen. Da es an Bord jedoch keine Toiletten gibt, begeben sich viele von ihnen beim Aussteigen der 300 Passagiere direkt zu den Toiletten.

Aufgrund der abgelegenen Lage sind die Anlagen auf dem Pikes Peak nicht an die Wasser- und Abwasserversorgung der Stadt angeschlossen. Es gibt auch keine Brunnen oder Klärgruben. Solange Bedarf besteht, wird das gesamte Trinkwasser zum Gipfel und das gesamte Abwasser wieder nach unten transportiert. Mit der Zunahme der Besucherzahlen – Pikes Peak verzeichnete im Jahr 2022 fast eine Million Besucher – stieg auch der Bedarf an Wasser und die Abfalllast.

„Während der Sommermonate brachten unsere Leute zwei bis drei LKW-Ladungen Süßwasser pro Tag auf den Gipfel“, sagt Sandy Elliott, Managerin von Pikes Peak – America's Mountain, dem Unternehmen, das den Pikes Peak Highway und das Summit Visitor Center besitzt und betreibt . Jedes Jahr transportierten Lastwagen durchschnittlich 530.000 Gallonen Süßwasser den Berg hinauf und 670.000 Gallonen Abwasser wieder ab. An verkehrsreichen Tagen dauert die Fahrt zwei Stunden. Die damit verbundenen Kosten – für Arbeit, Kraftstoff und CO2-Emissionen – waren erheblich.

Im Juni 2021 eröffnete Pikes Peak – America's Mountain jedoch ein neues Summit Visitor Center mit einer luftigen Lobby und einer Fensterwand, die den herrlichen Blick auf die fernen Berge einrahmt. Als es an der Zeit war, dieses Zentrum zu entwerfen und andere Strukturen auf dem Gipfel zu konsolidieren, sah die Stadt eine Chance, ihren Wasser-Fußabdruck erheblich zu reduzieren. Dank einer Reihe hocheffizienter Vakuumspültoiletten und eines lokalen Systems, das Schwarzwasser auf die Standards von aufbereitetem Wasser aufbereitet, sollten diese kostspieligen Transportfahrten nun um mehr als die Hälfte reduziert werden.

Die Stadt betreibt Einrichtungen auf dem Gipfel mit einer Sondergenehmigung des US Forest Service. Aus ästhetischer Sicht wäre fast jeder Neubau eine Verbesserung gewesen. Das alte Besucherzentrum aus dem Jahr 1964 war klein und innen düster, wie ein Bunker; Jahrzehntelang verhinderten unter dem Gebäude angebrachte Hebeböcke, dass es im Permafrost versinkt. Das Schlimmste war, dass die Toiletten völlig unzureichend waren. Als die Kogge ihren Passagiersturm ablieferte, verbrachten viele Menschen ihre gesamte Zeit auf dem Gipfel und warteten in der Schlange. Im Gegensatz dazu verfügt das neue Summit Visitor Center über zahlreiche Kabinen in jeder Toilette.

Dabei handelt es sich nicht um gewöhnliche Toiletten, sondern um Toiletten mit Vakuumspülung, wie man sie in Wohnmobilen und Kreuzfahrtschiffen findet. Da sie auf einen starken Unterdruck angewiesen sind, um den Inhalt aus der Schüssel in das Abflussrohr zu saugen, benötigen sie pro Spülung knapp ein Drittel einer Gallone Wasser – weit weniger als selbst die effizienteste Spültoilette.

Während Besucher die informativen Ausstellungen durchstöbern und die inspirierenden Ausblicke von den oberen beiden Etagen des Besucherzentrums genießen, wird das Abwasser aus den Toiletten, wasserlosen Urinalen und Küchenfettabscheidern gesammelt und in den darunter liegenden Keller geleitet. Das Aufbereitungssystem besteht aus einem überwältigenden, aber tadellos organisierten Labyrinth aus Tanks und Rohrleitungen. Einige der Rohre tragen hellviolette Streifen und die Aufschrift „Reclaimed Water: Do Not Drink“ sowie Pfeile, die die Fließrichtung angeben.

„Eine der ersten Diskussionen war, dass dieses Gebäude nachhaltig und instandhaltungsfähig sein muss“, sagt Elliott. Neben der Reduzierung des Bedarfs durch die Installation hocheffizienter Toiletten wollten die Planer auch die Möglichkeit prüfen, Regenwasser und Schneeschmelze aufzufangen sowie Abwasser aufzubereiten und wiederzuverwenden.

Das Designteam des Projekts, zu dem Architekten von RTA Architects aus Colorado Springs und GWWO Architects aus Baltimore gehörten, erkannte, dass die Ziele der Stadt gut mit der Living Building Challenge übereinstimmten, einem ehrgeizigen Standard für umweltfreundliches Bauen, der vom International Living Future Institute veranstaltet wird. Bei der Living Building Challenge müssen Bauprojekte mehr Energie produzieren als sie verbrauchen, das gesamte für den Betrieb des Gebäudes benötigte Wasser auffangen und das gesamte Grau- und Schwarzwasser vor Ort behandeln. Die Herausforderung umfasst unter anderem auch Bestimmungen zu Gerechtigkeit, Schönheit und verantwortungsvoller Materialbeschaffung.

Das System ist gemäß den Colorado Reclaimed Water Treatment Regulations zugelassen.

„Wir behandeln Schwarzwasser“, sagt Simon Farrell, leitender Projektmanager bei JVA, Inc., der das Aufbereitungssystem entworfen hat. „Wir nehmen Abwasser in nahezu nie dagewesenen Konzentrationen auf, bereiten es auf Brauchwasserqualität auf und verwenden es wieder.“

Sobald das Abwasser physikalisch gesiebt wurde, gelangt es in „Membran-Bioreaktor“-Tanks, in denen mehrere Prozesse gleichzeitig ablaufen. Eine eingetauchte Ultrafiltrationsmembran entfernt feste Partikel, während Bakterien organische Verbindungen abbauen. Um die Bakterien bei Laune zu halten, müssen die Becken belüftet werden. Hier stellt die extreme Höhe eine Herausforderung dar: Luft ist weniger dicht und enthält weniger Sauerstoff pro Volumeneinheit. Zum Ausgleich ist das Belüftungssystem größer.

Das aus den Tanks austretende Wasser erscheint klar, muss aber dennoch desinfiziert werden. Es durchläuft eine Reihe von UV-Behältern und wird im letzten Schritt mit Chlor dosiert. Von dort gelangt das Wasser in einen Vorratsbehälter.

Das aufbereitete Wasser erfüllt nicht immer den Grenzwert für die UV-Durchlässigkeit – eine wichtige Messgröße, die vom Gesundheitsamt gefordert wird. Um dieses Problem zu beheben, haben Farrell und sein Team einen externen Experten hinzugezogen. Sobald das Problem behoben ist, kann das System die Feldvalidierung abschließen, die erforderlich ist, bevor aufbereitetes Wasser zum Spülen von Toiletten verwendet werden kann.

Aus diesem Grund wird das gesamte aufbereitete Wasser vorerst den Berg hinuntergeleitet.

Hinter dem Gebäude befindet sich eine Ladezone, in der LKWs Tanks mit Trinkwasser entladen und Tanks mit aufbereitetem Abwasser beladen können – „verschiedene LKWs“! Elliott weist schnell darauf hin. Allein durch die Vakuumspültoiletten konnte der Gesamtwasserverbrauch deutlich gesenkt werden.

„Seit der Eröffnung der neuen Anlage erreichen wir nicht einmal annähernd drei Ladungen pro Tag“, sagt Elliott. „Vielleicht liefern wir jetzt alle drei Tage Wasser.“

Die meisten großen Städte und Gemeinden in Colorado gewinnen Abwasser zurück, bereiten es auf und nutzen es zur Bewässerung von Golfplätzen, Parks und dergleichen. In jüngerer Zeit hat der Staat Richtlinien für die direkte Wiederverwendung von Trinkwasser festgelegt – ein beschönigender Begriff für die Umwandlung von Abwasser in Trinkwasser.

„Wir erleben im Staat eine massive Einführung [der Wasserwiederverwendung] aus der Not heraus“, sagt Farrell. „Es ist eine ziemlich einfache Gleichung: Es gibt nicht genug Wasser, um den Bedarf zu decken.“

Aus dem gleichen Grund wenden sich Bundesstaaten der Wiederverwendung in kleinem Maßstab zu, wobei fortschrittliche Kommunen an beiden Küsten die Nase vorn haben. Die Stadt San Francisco verlangt beispielsweise, dass alle großen neuen Gebäude über „Doppelrohre“ verfügen und dass aufbereitetes Wasser für die Toilettenspülung verwendet werden muss.

Vor 2018 war in Colorado die Verwendung von aufbereitetem Wasser für die Toilettenspülung nicht gestattet. Das Pikes-Peak-Team half bei der Lobbyarbeit bei der Wasserqualitätskontrollkommission des Staates, ihre Vorschriften zu ändern; Derzeit gibt es nur ein anderes Projekt im Bundesstaat, das über ein derart örtliches Aufbereitungssystem für aufbereitetes Wasser verfügt.

„Es ist wirklich schwierig, wenn man direkt vor dem Gebäude ein einwandfrei funktionierendes kommunales Wasserversorgungssystem hat, das man einfach anzapfen kann“, sagt Pete Jefferson, Ingenieur bei BranchPattern, der das Fördersystem für das Pikes-Peak-Projekt entworfen hat. „Wenn Wasser und Abwasser wie am Pikes Peak 12- bis 13-mal teurer sind, funktioniert die Rechnung viel besser.“

Wenn Sie zum Pikes Peak gehen und Ihre Hydroflask am Trinkbrunnen auffüllen, wissen Sie, dass Sie Wasser aus dem städtischen Kraftwerk von Colorado Springs trinken. In Colorado ist die Regenwassernutzung in nennenswertem Umfang nicht legal, obwohl Hausbesitzer zwei 55-Gallonen-Fässer haben dürfen, um Regenwasser von ihren Dächern aufzufangen und es in ihren Hausgärten und der Landschaftsgestaltung zu verwenden. Das Pikes-Peak-Team, das noch immer eine Zertifizierung im Rahmen der strengen Living Building Challenge anstrebt, hat einige Vorkehrungen für ein zukünftiges Regenwassernutzungssystem getroffen.

„Wir können es jetzt nicht tun, aber können wir es in Zukunft tun, und sind wir bereit, es in Zukunft zu tun?“ sagt Elliott. „Für uns war die Antwort ein überwältigendes Ja.“

In Colorado, wo der Trend zur Austrocknung voraussichtlich anhalten wird, ist das Pikes Peak Summit Visitor Center auf Widerstandsfähigkeit ausgerichtet.

Juliet Grable ist eine freiberufliche Autorin mit Sitz im Süden Oregons.