Abteilung Umweltsozialwissenschaften

WaterReuseLab

Bengaluru als Reallabor für die Transformation der Siedlungswasserwirtschaft

Das WaterReuseLab-Projekt zielt darauf ab, zu analysieren, ob und wie eine neue Generation hochwertiger dezentraler Abwasserwiederverwendungssysteme in Bengaluru, Indien, entwickelt und ausgebaut werden könnte. In enger Zusammenarbeit mit lokalen Forschungspartnern und Interessenvertretern bewertet das Projekt Technologien, Ansätze zur Überwachung der Wasserqualität, Geschäftsmodelle, Fragen der Nutzerakzeptanz und Governance-Modelle, die zusammengenommen dazu beitragen könnten, Wasserwiederverwendungslösungen zu schaffen, die bei der Bewältigung der komplexen Wasserprobleme der boomenden Megastadt "funktionieren".

Hintergrund

Die Versorgung einer wachsenden städtischen Bevölkerung mit sicherem und erschwinglichem Wasser ist eine zentrale Herausforderung für die Nachhaltigkeit, insbesondere in den boomenden Megastädten der Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen. Das derzeitige Modell mit ausgedehnten Rohrnetzen und zentraler Wasseraufbereitung hat seine Grenzen. Dezentrale Wasseraufbereitungs- und -wiederverwendungssysteme (DWTRS), die das Abwasser vor Ort aufbereiten und die Wiederverwendung des Wassers innerhalb von Gebäuden oder Stadtvierteln ermöglichen, bieten eine flexiblere, trockenheitsresistentere und nachhaltigere Lösung. Allerdings haben nur wenige Städte DWTRS in großem Maßstab eingeführt, und die Forschung über ihre Anwendung in diesen Regionen ist noch im Entstehen begriffen.

Das WaterReuseLab-Projekt schließt diese Lücke, indem es die Entwicklung von DWTRS in Bengaluru, Indien, untersucht - eine Fallstudie, die beispielhaft für die Herausforderungen im Bereich Wasser und Abwasserentsorgung in schnell wachsenden Städten ist. Ziel des Projekts ist es, die Erfolgsbedingungen für zuverlässige, akzeptable, erschwingliche und skalierbare DWTRS-Lösungen zu ermitteln. Es wird eine ganzheitliche Bewertung des DWTRS-Entwicklungspotenzials vornehmen und analysieren, wie sich Veränderungen im Kontext, bei den Anreizen und den Strategien der Akteure auf die Wiederverwendung von Abwasser in Bengaluru auswirken. Darüber hinaus wird das Projekt untersuchen, wie lokale Koalitionen verschiedene Szenarien steuern können und wie in Bengaluru entwickelte Lösungen in anderen indischen Städten und international verbreitet werden könnten.

Forschungssäulen und -projekte

Das Projekt baut auf einem intensiven inter- und transdisziplinären Austausch zwischen Forschenden aus verschiedenen Eawag-Abteilungen, unserem lokalen Forschungs- und Umsetzungspartner WELL Labs sowie Praxispartnern in Bangalore und der Schweiz auf.

Arbeitspaket 1: Technologie

Das Arbeitspaket 1 konzentriert sich auf die Entwicklung von Technologien und Strategien für eine effektive Abwasserbehandlung vor Ort, um die Qualität und mikrobielle Sicherheit des behandelten Abwassers für die Wiederverwendung als Brauchwasser zu gewährleisten. Dazu gehören der Betrieb von membranbasierten Ultrafiltrationssystemen und die Integration einfacher Sensoren für die Online-Überwachung und -Steuerung, mit dem Ziel, eine kostengünstige und robuste Aufbereitungslösung zu schaffen. Darüber hinaus werden die Konzentrationen von Krankheitserregern (Viren, Bakterien, Protozoen) in bestehenden Systemen bestimmt, um eine mikrobielle Risikobewertung durchzuführen und geeignete Entfernungsziele und Behandlungskonfigurationen festzulegen.

Arbeitspaket 2: Benutzerakzeptanz

Technologische Fortschritte und die Schaffung von tragfähigen Geschäftsmodellen zur Steigerung der Abwasserbehandlung und -wiederverwendung vor Ort können nur dann erfolgreich sein, wenn sie von den Nutzern akzeptiert werden. Das Arbeitspaket 2 untersucht die Determinanten der Nutzerakzeptanz. Wir interessieren uns zum Beispiel dafür, wie unterschiedliche technologische Konfigurationen (z.B. Echtzeitüberwachung der Wasserqualität oder unterschiedliche Wiederverwendungszwecke), unterschiedliche Geschäftsmodelle (z.B. Wiederverwendung vor Ort vs. Verkauf des Wassers für die Wiederverwendung außerhalb des Standorts) und unterschiedliche Kontextfaktoren (z.B. hohe oder niedrige Wasserknappheit) mit Veränderungen der Nutzerakzeptanz zusammenhängen.

Dr. Nadja Contzen Gruppenleiterin, Gruppe: EHP Tel. +41 58 765 6892 Inviare e-mail
Dr. Josianne Kollmann Wissenschaftlerin, Gruppe: EHP Tel. +41 58 765 6420 Inviare e-mail

Arbeitspaket 3: Geschäftsmodelle

In Arbeitspaket 3 wird analysiert, wie neue Geschäftsmodelle geschaffen werden können, die eine sichere Wiederverwendung garantieren und gleichzeitig den lokalen Unternehmen und Anwohnern greifbare finanzielle, ökologische und soziale Vorteile bieten. Auf der Grundlage von Umfragen bei Endnutzern, Experteninterviews und einer Reihe von Stakeholder-Workshops führen wir eine umfassende Systemanalyse durch und ermitteln Wege für die Skalierung hochwertiger Lösungen für die Wasserwiederverwendung vor Ort und außerhalb des Standorts.

Dr. Christian Binz Gruppenleiter, Gruppe: Cirus Tel. +41 58 765 5030 Inviare e-mail
Prof. Dr. Bernhard Truffer Gruppenleiter, Gruppe: Cirus Tel. +41 58 765 5670 Inviare e-mail

Dr. Johan Miörner
Wissenschaftlicher Gast, Gruppe: Cirus
E-Mail senden

Muhil Nesi PhD student, Group: Cirus Tel. +41 58 765 5905 Inviare e-mail
Djamila Lesch Doktorandin, Gruppe: Cirus Tel. +41 58 765 5660 Inviare e-mail

Arbeitspaket 4: Governance

Arbeitspaket 4 zielt darauf ab, eine umfassende Studie über die Rahmenbedingungen für die dezentrale Abwasserbehandlung und -wiederverwendung durchzuführen, die Politik, institutionelle Strukturen und Regulierungsmechanismen umfasst. Die Analyse identifiziert Lücken zwischen Politik und Praxis. Letztendlich liefert sie umsetzbare Empfehlungen für den Aufbau einer funktionierenden Wertschöpfungskette für die Wiederverwendung.

Arbeitspaket 5: Interaktion mit Interessenvertretern

WELL Labs erforscht und fördert die Einführung dezentraler Abwasseraufbereitung und -wiederverwendung in Bengaluru, um die Wassersicherheit zu verbessern. Dazu werden bestehende dezentrale Kläranlagen kartiert, der Bedarf von Gewerbe und Industrie ermittelt und Interviews mit RWAs geführt. WELL Labs baut auch Beziehungen zu den Interessengruppen auf und verankert diese, indem es Akteure aus der Regierung, zivilgesellschaftlichen Organisationen, RWAs, der Industrie und Start-ups zusammenbringt, um gemeinsam Strategien zu entwickeln, die von Politiken und Richtlinien bis hin zu Designanforderungen für neue Technologien reichen, um die Wiederverwendung von Abwasser in der Stadt zu fördern.

Outputs

Verwandte Publikationen


Extbase Variable Dump
array(2 items)
   publications => '32850' (5 chars)
   libraryUrl => '' (0 chars)
Extbase Variable Dump
array(1 item)
   0 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=32850, pid=124)
      originalId => protected32850 (integer)
      authors => protected'Kollmann, J.; Nath, S.; Singh, S.; Balasubramanian, S.; 
         Scheidegger, A.; Contzen, N.
' (114 chars) title => protected'Perceived distributive fairness and public acceptance of a policy mandating
         on-site wastewater treatment and reuse
' (114 chars) journal => protected'Journal of Environmental Psychology' (35 chars) year => protected2024 (integer) volume => protected96 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'102292 (11 pp.)' (15 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'policy acceptance; distributive justice; decentralised wastewater treatment;
          wastewater reuse; climate change adaptation
' (120 chars) description => protected'Throughout the world, climate change, rapid population growth, and urbanisat
         ion raise the need for reducing freshwater consumption. One solution are on-
         site systems that treat wastewater for non-potable reuse near its source of
         generation, for example within a building. Policies mandating their installa
         tion can effectively increase installation rates and have been implemented i
         n several cities. Yet, such policies have the potential to impair distributi
         ve fairness in society and therefore also policy acceptance, because usually
          they cover only part of the population, which then has to carry most costs
         and risks. On the example of Bengaluru, India, where such a policy exists, t
         his online study (N = 350) analysed whether policy acceptance can be explain
         ed by the perceived policy outcome for different groups of society (i.e. the
          distribution of the policy's costs, risks, and benefits among these groups)
         , and whether this relation is mediated by perceived fairness. We further in
         vestigated whether these relations differed between participants covered and
          those not covered by the policy, since being personally affected may influe
         nce perceptions. Specifically, the outcomes for the following six groups wer
         e included: 1) participants themselves, 2) people covered by the policy, 3)
         people with a low income who are covered by the policy, 4) people vulnerable
          to water insecurity who are covered by the policy, 5) all inhabitants of Be
         ngaluru taken together, and 6) the environment and future generations. A mod
         erated mediation analysis showed that higher acceptance of the policy was ex
         plained by a higher perceived fairness, which, in turn, was explained by a b
         etter perceived outcome of the policy for different groups of society. Cover
         ed and non-covered participants differed with regard to which groups of soci
         ety they considered for evaluating fairness. While a better perceived outcom
         e for residents covered by the policy (compared with the outcome for those n
         ot covered) explained pe...
' (2550 chars) serialnumber => protected'0272-4944' (9 chars) doi => protected'10.1016/j.jenvp.2024.102292' (27 chars) uid => protected32850 (integer) _localizedUid => protected32850 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected32850 (integer)modified pid => protected124 (integer)
Kollmann, J.; Nath, S.; Singh, S.; Balasubramanian, S.; Scheidegger, A.; Contzen, N. (2024) Perceived distributive fairness and public acceptance of a policy mandating on-site wastewater treatment and reuse, Journal of Environmental Psychology, 96, 102292 (11 pp.), doi:10.1016/j.jenvp.2024.102292, Institutional Repository
Extbase Variable Dump
array(2 items)
   publications => '33665,31131' (11 chars)
   libraryUrl => '' (0 chars)
Extbase Variable Dump
array(2 items)
   0 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=33665, pid=124)
      originalId => protected33665 (integer)
      authors => protected'Narayan, A. S.; Dorea, C.; Willetts, J.; Friedman, 
         L.; Kalbar, P.; Chandran, K.
' (114 chars) title => protected'A portfolio approach to achieving universal sanitation' (54 chars) journal => protected'Nature Water' (12 chars) year => protected2024 (integer) volume => protected2 (integer) issue => protected'11' (2 chars) startpage => protected'1044' (4 chars) otherpage => protected'1047' (4 chars) categories => protected'' (0 chars) description => protected'Sanitation could evolve beyond its traditional focus on public health and en
         vironmental protection to address broader challenges. A portfolio approach i
         s proposed, integrating diverse systems at various scales to optimize benefi
         ts including economic value, resource efficiency, climate resilience and hum
         an dignity.
' (315 chars) serialnumber => protected'' (0 chars) doi => protected'10.1038/s44221-024-00336-0' (26 chars) uid => protected33665 (integer) _localizedUid => protected33665 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected33665 (integer)modified pid => protected124 (integer)
1 => Snowflake\Publications\Domain\Model\Publicationprototypepersistent entity (uid=31131, pid=124) originalId => protected31131 (integer) authors => protected'Kollmann, J.; Nath, S.; Singh, S.; Balasubramanian, S.;
         Reynaert, E.; Morgenroth, E.; Contzen, N.
' (132 chars) title => protected'Acceptance of on-site wastewater treatment and reuse in Bengaluru, India: th
         e role of perceived costs, risks, and benefits
' (122 chars) journal => protected'Science of the Total Environment' (32 chars) year => protected2023 (integer) volume => protected895 (integer) issue => protected'' (0 chars) startpage => protected'165042 (11 pp.)' (15 chars) otherpage => protected'' (0 chars) categories => protected'wastewater treatment and reuse; on-site systems; user acceptance; decentrali
         sation; cost, risk, benefit perception
' (114 chars) description => protected'In dealing with water pollution and freshwater scarcity, on-site treatment a
         nd reuse of domestic wastewater has shown to be a promising solution. To inc
         rease on-site wastewater treatment and reuse, some cities, among them Bengal
         uru in India, have mandated the installation and use of the necessary techno
         logy in certain building types. However, even with a mandate, a successful a
         nd sustainable implementation of the technology, including reliable operatio
         n, monitoring, and maintenance, depends on the acceptance (i.e. positive val
         uation) of the technology and its use by the (prospective) users. Literature
          on technology acceptance indicates perceived costs, risks, and benefits of
         the respective technology as key predictors of acceptance. Therefore, the pr
         esent online study assessed this relationship for on-site systems in Bengalu
         ru. The relation was analysed separately for mandated users of on-site syste
         ms (<em>N</em> = 103) and current non-users (i.e. potential prospective us
         ers, should the mandate be expanded; <em>N</em> = 232), as the perceptions
          might differ between the two groups, due to the personal experience with th
         e technology among users. The results show that for mandated users and non-u
         sers, acceptance of on-site systems is explained by perceived benefits only,
          namely a positive image of users, environmental benefits, and, only for non
         -users, also financial benefits for the city. The findings suggest that inte
         rventions aimed at promoting on-site systems should include emphasis on the
         benefits of on-site systems. Whenever possible, interventions should be tail
         ored to the target group's individual cost, risk, and benefit perception.
' (1669 chars) serialnumber => protected'0048-9697' (9 chars) doi => protected'10.1016/j.scitotenv.2023.165042' (31 chars) uid => protected31131 (integer) _localizedUid => protected31131 (integer)modified _languageUid => protectedNULL _versionedUid => protected31131 (integer)modified pid => protected124 (integer)
Narayan, A. S.; Dorea, C.; Willetts, J.; Friedman, L.; Kalbar, P.; Chandran, K. (2024) A portfolio approach to achieving universal sanitation, Nature Water, 2(11), 1044-1047, doi:10.1038/s44221-024-00336-0, Institutional Repository
Kollmann, J.; Nath, S.; Singh, S.; Balasubramanian, S.; Reynaert, E.; Morgenroth, E.; Contzen, N. (2023) Acceptance of on-site wastewater treatment and reuse in Bengaluru, India: the role of perceived costs, risks, and benefits, Science of the Total Environment, 895, 165042 (11 pp.), doi:10.1016/j.scitotenv.2023.165042, Institutional Repository
Reynaert, E., Nagappa, D., & Morgenroth, E. (2023). Research brief: using sensors and automated chlorination to improve the microbial water quality of on-site sewage treatment plants in Bengaluru. doi:10.3929/ethz-b-000603755, Institutional Repository

Social Media

WELL Labs Blog

Bengaluru Has the Highest Number of Decentralised Sewage Treatment Plants Globally. Are They Effective?

Grey to Blue: What Can Bengaluru Learn From Chennai on Tertiary Treatment of Wastewater

Bengaluru’s Wastewater Market Experiment: A Promising Solution for Water-Scarce Cities Globally

Bengaluru Water Shortage: Where Does the City Get Water from? (welllabs.org)

Wastewater Reuse Policies across Indian States (welllabs.org)

What We Learnt from the Water Reuse Project in 2023 - WELL LABS

How We Can Make Bengaluru’s Water Systems More Sustainable and Affordable - WELL LABS

Wastewater Conference: Turning Bengaluru into the 'Silicon Valley for Water Innovation' - WELL LABS

Bengaluru has Highest Number of Decentralised STPS in the World' - WELL LABS

Why Better Wastewater Management Could Help Solve Bengaluru’s Water Crisis - WELL LABS

 

LinkedIn

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: how sewage treatment plants treat used water

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: how urban wastewater systems function in Indian cities

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: ‘Closing the Loop: Strategies for Decentralised Water Reuse in India’ workshop

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: #dyk #bengaluru

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: #wastewater #bengaluru #watercrisis #watermanagement | 11 comments

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: #wastewater #watermanagement #bangalorefloods

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: #bengaluru #wastewater #cauvery

Water, Environment, Land and Livelihoods (WELL) Labs on LinkedIn: #wastewater | 11 comments

 

Youtube

Wastewater Treatment Explained with Deepthi Nagappa | The WELL Labs Show

Explainer | How Can We Solve Bengaluru’s Water Crisis?

Conference | Building Water-Resilient Cities: Strategies for Wastewater Reuse in Urban India (youtube.com)