Abwasserbehandlung

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Abwasser ist sowohl das durch Gebrauch verunreinigte (bzw. in seinen Eigenschaften oder seiner Zusammensetzung veränderte) Wasser, als auch das von befestigten Flächen abfließende Niederschlagswasser sowie das anfallende Fremdwasser, welches in die Kanalisation durch bauliche Schäden eintritt. Abwässer werden in der Kanalisation gesammelt und transportiert, in Deutschland praktisch immer in Kläranlagen behandelt und danach in als Vorfluter dienende Gewässer eingeleitet.

Begriffe

Trockenwetterabfluss

Schmutzwasser ist häusliches Abwasser aus Toiletten (Fäkal- oder Schwarzwasser), Sanitäreinrichtungen, Küchen und Waschmaschinen (Wasch- oder Grauwasser sowie Abwasser aus Betrieben, die in die öffentliche Kanalisation ableiten (gewerbliches oder industrielles Abwasser). Industrieabwasser weist meist besondere und starke Verschmutzungen auf, weshalb es oft in industrieeigenen Anlagen behandelt wird, bevor es entweder in die öffentliche Kanalisation (Indirekteinleitung, Vermischung) oder ein Gewässer (Direkteinleitung) abgeleitet wird. Entsprechend dem Ort des Anfalles ist das Abwasser z.B. bei der Metall- und Grundstoffindustrie entweder mehr mit anorganischen oder bei der Nahrungsmittelindustrie und den Brauereien mehr mit organischen Inhaltsstoffen belastet. Die bei der Tierhaltung anfallende Gülle ist eine weitere Abwasserart. Auch aufgeheiztes Wasser aus Kühlanlagen zählt als Abwasser und muss entsprechend behandelt werden. Abwässer, die bei den verschiedensten Reinigungs- und Behandlungstechniken von Wasseraufbereitungsanlagen anfallen, gehören auch zu den Industrieabwässern oder sind mit diesen vergleichbar. Fremdwasser ist das zusammen mit dem Schmutzwasser bei Trockenwetter abfließende unverschmutzte Wasser, das eigentlich nicht in die Kanalisation gelangen soll (Grundwasser, Dränwasser).

Regenwetterabfluss

Bei Regenwetter fließt außer dem oben aufgeführten Trockenwetterabfluss auch Regenwasser (Niederschlagswasser) ab, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Da Regen aus der Atmosphäre Staub, Ruß, Pollen und Gase löst und auf Dächern, befestigten und landwirtschaftlichen Flächen vorhandenen Staub und Schadstoffe mitschwemmt, können Niederschlagsabflüsse manchmal sehr schadstoffhaltig sein und müssen behandelt werden. Man unterscheidet daher zwischen behandlungsbedürftigem Regenwasser, das in Regenklärbecken oder in Kläranlagen abgeleitet werden muss und nicht behandlungsbedürftigem Regenwasser, das ortsnah in ein Gewässer eingeleitet oder vor Ort versickert werden kann. Im Mischwasser fließen Schmutz- und Regenwasser gemeinsam in einer Rohrleitung ab.

Rechtliche Definitionen

In der Bundesrepublik Deutschland existiert derzeit keine bundesweit einheitliche wasserrechtliche Definition von Abwasser: Das Wasserhaushaltsgesetz enthält keine Legaldefinition, und die Legaldefinition des § 2 Abs. 1 Abwasserabgabengesetz bezieht sich lediglich auf das Abgabenrecht.

Abwasser im Sinne dieses Gesetzes sind das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch in seinen Eigenschaften veränderte und das bei Trockenwetter damit zusammen abfließende Wasser (Schmutzwasser) sowie das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Flächen abfließende und gesammelte Wasser (Niederschlagswasser). Als Schmutzwasser gelten auch die aus Anlagen zum Behandeln, Lagern und Ablagern von Abfällen austretenden und gesammelten Flüssigkeiten. (§ 2 Abs. 1 AbwAG)

Einige Ländergesetze hingegen enthalten Definitionen, die sich an den abgabenrechtlichen Begriff anlehnen:

Abwasser im Sinne dieses Gesetzes ist Wasser, das durch häuslichen, gewerblichen, landwirtschaftlichen oder sonstigen Gebrauch verunreinigt oder sonst in seinen Eigenschaften verändert ist oder das von Niederschlägen aus dem Bereich von bebauten oder befestigten Grundstücken abfließt. (§ 30 Abs. 1 Landeswassergesetz Schleswig-Holstein)

Das geplante Umweltgesetzbuch soll im zweiten Buch nun auch eine wasserrechtliche Definition von Abwasser enthalten, die der abgabenrechtlichen (siehe oben) entspricht.

In Österreich werden die abwasserrechtlichen Belange im Wasserrechtsgesetz, den Emissionsverordnungen und den Kanalanschlussgesetzen der Bundesländer und den dazugehörigen Verordnungen auf kommunaler Ebene behandelt.

Inhaltsstoffe

Schmutzstoffe im Abwasser liegen in gelöster und ungelöster Form, sowie als organische Verbindungen (Fette, Eiweiße, Kohlenhydrate) vor. Man unterscheidet die Abwasserinhaltsstoffe in -

• Zehrstoffe
  wie etwa Harnsäure, Glukose. Sie sind biologisch abbaubar und führen bei anaeroben Abbauprozessen zu Geruchsbelästigungen. Die durch diese Stoffe ausgelöste Sauerstoffzehrung kann darüber hinaus zu reduzierten Sauerstoffgehalten in den Gewässern und dadurch beispielsweise zu Fischsterben führen (Eutrophierung).

• Nährstoffe
  wie etwa Stickstoff- und Phosphorverbindungen, die zur Eutrophierung insbesondere stehender Gewässer führen und auch für verstärktes Algenwachstum in Meeren verantwortlich sind.

• Schadstoffe
  wie etwa Gifte, Schwermetalle, synthetische organische Substanzen, Bakterien, Pilze, oder Viren, die zu Erkrankungen führen können.

• Störstoffe
  Wie etwa Salze, Fette, Öle, Tone, Sand

Abwasserbehandlung

Ziel der Abwasserbehandlung ist eine Beseitigung der Abwasserinhaltsstoffe und eine Wiederherstellung der natürlichen Wasserqualität. Nach §7a des deutschen Wasserhaushaltsgesetzes muss Abwasser nach dem Stand der Technik behandelt werden. Die Mindestanforderungen werden konkret für bestimmte Industriebranchen in der Abwasserverordnung genannt.

Die Abwasserbehandlung geschieht zentral in Abwasserreinigungsanlagen bzw. vorher schon dezentral in Ölabscheidern. Man unterscheidet dabei mechanische/physikalische, biologische und chemische Reinigungsverfahren. Wasser, das zum Autowaschen verwendet wurde, oder mit Leichtflüssigkeiten verunreinigt werden kann (z. B. aus einer Tankstelle) muss vor Einleitung in den Abwasserkanal in einer Abscheideranlage vorbehandelt werden.

Neben der Behandlung in technischen Kläranlagen kann Abwasser unter gewissen Umständen auch auf Rieselfeldern versickert werden, in Mulden abgesetzt, oder in Abwasserteiche sowie Pflanzenkläranlagen eingeleitet werden.

Die Behandlung von Abwässern außerhalb des Kanaleinzugsgebietes findet in Kleinkläranlagen statt. Unterschieden wird hierbei zwischen veralteten Systemen ohne Abwasserbelüftung (DIN 4261 Teil 1) und den heute geforderten Kleinkläranlagen mit belüfteter Reinigungsstufe (DIN 4261 Teil 2).

Auf dem Weg vom (Indirekt-)Einleiter zur Abwasserreinigungsanlage finden Prozesse statt, die das Abwasser verändern. Es kann damit zur Bildung von Geruchs- und Gefahrstoffen, wie z. B. dem toxischen Schwefelwasserstoff (H₂S), kommen, was nicht nur negative Auswirkungen auf den Abwasserreinigungsprozess hat, sondern größtenteils Ursache für Geruchsbelästigungen (riecht wie faulende Eier) ist, Gefahren für Menschen (H₂S ist ein Nervengas, das selbst in geringen Konzentrationen tödlich wirkt, bei 1000 ppm Tod in wenigen Augenblicken^[1]) darstellt und die Zerstörung der Abwasserbauwerke und -einrichtungen mit sich bringt. Durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. durch eine zwischenstufliche Abwasserbehandlung in Entwässerungsanlagen, können diese Prozesse eingedämmt bzw. beherrscht werden.

Abwässer, die in Wasseraufbereitungsanlagen anfallen, werden immer häufigerer in diesen Anlagen auch wieder aufbereitet. Hierdurch wird die Nettoausbeute an Reinwasser gesteigert und die abzuführende Rest-Abwassermenge vermindert. Als Beispiel wird hierfür die Spülabwasseraufbereitung in Aufbereitungsanlagen für Trink– und Badewasser angeführt. In Gebieten mit Wassermangel ist auch die teilweise Rückführung und Wiederverwendung von Regenerierabwässern wirtschaftlich. Hierfür kommen jedoch nur die Vorlauf- und Restwaschwassermengen infrage, die einen niedrigeren oder gleichen Salzgehalt wie das Rohwasser aufweisen.

Organisation der Abwasserentsorgung

Für Deutschland gilt: Die Entsorgungspflicht ist in Bundesgesetzen nicht geregelt. In §18a des Wasserhaushaltsgesetzes werden die Länder verpflichtet, Körperschaften des öffentlichen Rechts als Abwasserbeseitigungspflichtige zu bestimmen. In den Landeswassergesetzen sind dazu in der Regel die Gemeinden verantwortlich gemacht, in deren Gebiet das Abwasser anfällt. Kleinere kommunale Gebietskörperschaften (Städte und Gemeinden) sind häufig zu sog. Abwasserzweckverbänden (siehe Zweckverband) zusammengefasst.

Für Österreich gilt: Die Errichtung und Erhaltung im Betrieb von Abwasserentsorgungsanlagen erfolgt durch Einzelpersonen, Betriebe und Unternehmungen, Wassergenossenschaften, Kommunen sowie Wasserverbände.

Abwasseranfall

Der private Wasserverbrauch und somit der Abwasseranfall ist in Deutschland in den letzten Jahren gesunken. Der geringe Wasserstand in der Kanalisation erhöht die Wartungskosten. Nach Angaben der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) sank der durchschnittliche Bedarf pro Tag und Person von 147 Liter (im Jahr 1990) auf 127 Liter (im Jahr 2004). Diese Werte werden teilweise dramatisch unterschritten; in z. B. Sachsen lag der Durchschnittsverbrauch im Jahr 2005 bei nur 88 Liter pro Tag und Person.

Der Wasserverbrauch wird in absehbarer Zeit weiterhin zurück gehen, weil z. B. steigende Energiekosten, sowie zwangsläufig steigende Gebühren durch den rückläufigen Wasserverbrauch selbst, Kostenverschiebungen und damit Gebührenerhöhungen mit sich bringen werden. Weiterhin ist die demografische Entwicklung in Deutschland dahingehend absehbar, dass ein allgemeiner Rückgang der Abwasser(indirekt-)einleitungen geschieht. Für Gebiete, wie Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen belegen offizielle Demografiegutachten, dass in den nächsten 15 Jahren von einem Rückgang der Bevölkerungszahlen um bis zu 20 % auszugehen ist.

Der großflächig zurückgehende Wasserverbrauch hat (neben einem positiven Aspekt des Schutzes der Ressource Trinkwasser) viele negative Einflüsse auf die Funktion der Entwässerungseinrichtungen, den damit notwendig werdenden Wartungs- und Abwasserbehandlungsaufwand und somit schließlich auf die zukünftige Kostenentwicklung.

Eine Begründung dafür lässt sich darin sehen, dass Abwasseranlagen auf Eckparameter, wie z. B. ganz grundlegend auf dem Wasserverbrauch von 130 – 150 Liter pro Tag dimensioniert und konstruiert werden. Das Abwassersystem ist zudem in der Regel auf eine konstante Benutzerzahl ausgelegt. Eine wesentliche Unterschreitung der Eckparameter führt u. a. zu vermehrten Ablagerungen im Kanal und einer Verlängerung der Fließzeit zur Abwasserreinigungsanlage mit vielen negativen Folgen, wie z. B. der Sulfidbildung in Abwasseranlagen. Die Auswirkungen sind z. B. veränderte Abwasserparameter, erhöhter Aufwand für die Abwasserreinigung, Geruchsbelästigungen, biogene Korrosion und schließlich ein erhöhter Sanierungsbedarf in verkürzten Zeitintervallen. Zur Abhilfe wird schon heute zur Spülung der Abwasserrohre sauberes Trinkwasser verwendet, weil die anfallende Abwassermenge zur Durchspülung des Kanalisationsnetzes zu gering ist.

Bei einer anstehenden Generalsanierung des Abwassersystemes wäre eine Abwassertechnik erforderlich, die bei einer Lebensdauer von 50 bis 100 Jahren dem Bedarf angepasst werden kann.

Dezentrales Abwasser

Haushalte und Anlagen, die nicht an die Kanalisation angeschlossen sind, müssen das anfallende Abwasser entweder in einer Senkgrube sammeln und danach abtransportieren lassen, oder über eine Kleinkläranlage reinigen und dann verrieseln lassen. In diesem Fall überträgt die zuständige Wasserbehörde die Pflicht zur Abwasserbeseitigung auf den Grundstückseigentümer. Welche Kleinkläranlagen als Stand der Technik zugelassen sind, legen die Wasserbehörden oder Abwasserrahmenpläne fest – auf jeden Fall entsprechen dieser Vorgabe in Deutschland alle Anlagen, die eine sogenannte „Bauaufsichtliche Zulassung“ aufweisen.

Solche Kleinkläranlagen wurden auf einem offiziellen Prüffeld getestet und können die gesetzlichen Anforderungen an den Kläranlagenablauf, üblicherweise einen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) unter 140 sowie einen biochemischen Sauerstoffbedarf innerhalb von 5 Tagen (BSB₅) unter 40 mg/l zuverlässig garantieren. Bewährt haben sich z. B. Anlagen nach dem SBR- (Sequencing Batch Reactor) oder Festbettverfahren, Tropfkörper, Membranbelebungsreaktoren (MBR), sowie naturnahe Reinigungsverfahren wie Pflanzenkläranlagen oder Abwasserteiche.

Siehe auch

• Kanalisation
• Abwasserentgiftung
• Abwassertechnik
• Abwasserwärmerückgewinnung

Literatur

• Thomas Kluge, Jens Libbe (Hrsg.): Transformation netzgebundener Infrastruktur. Strategien für Kommunen am Beispiel Wasser. Berlin 2006 (Difu-Beiträge zur Stadtforschung Bd. 45), ISBN 978-3-88118-411-3.
• Jens Libbe und Ulrich Scheele: Räumliche Aspekte von Qualitäts- und Versorgungsstandards in der deutschen Wasserwirtschaft. in: Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (Hrsg.): Infrastruktur und Daseinsvorsorge in der Fläche. Informationen zur Raumentwicklung 1/2 2008, S. 101-112, ISSN 0303-2493.
• T. Mann: Die Entwicklung der Abwassertechnik und der Wasserreinhaltung, in: Chemie in unserer Zeit 1991, 25, 87–95; doi:10.1002/ciuz.19910250205.
• D. Weismann, T. Gutzeit: Kommunale Abwasserpumpwerke. VULKAN-Verlag Essen, ISBN 3-8027-2834-3, 2. dt. erweiterte Auflage
• D. Weismann, M. Lohse (Hrsg.): Sulfid-Praxishandbuch der Abwassertechnik; Geruch, Gefahr, Korrosion verhindern und Kosten beherrschen! 1.Auflage, VULKAN-Verlag, Deutschland 2007, ISBN 978-3-8027-2845-7
• D. Hummel/A. Lux: Die Rechnung geht nicht auf: Weniger Menschen = niedriger Wasserverbrauch. Forschung Frankfurt, 24 (1), S. 60–63 (2006)
• Hans-Jürgen Leist: "Wasserversorgung in Deutschland - Kritik und Lösungsansätze". oekom, München 2007. ISBN 978-3-86581-078-6

Weblinks

• Das deutsche Abwassergesetz
• DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e. V.
• ÖWAV Österreichischer Wasser- und Abfallwirtschaftsverband
• VSA Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute
• Informationen über die Technik der Abwasserreinigung
• Webseite des Forschungsverbundes netWORKS
• Interessengemeinschaft Dezentrale Abwasser-Behandlung (IDA)
• Abwasser mit Pumpwerken in Druckleitungen transportieren
• VKU Verband kommunaler Unternehmen e. V.

Einzelnachweise

1. ↑ [1]