Abwasserbehandlung – Nicht immer einfach!

Viele Menschen machen sich keine Gedanken darüber, was mit dem von ihnen produzierten Abwasser passiert. Dass es vor der erneuten Nutzung in aufwendigen Verfahren gereinigt werden muss, ist ihnen nicht bewusst. In diesem Beitrag erklären wir, was man unter einer Abwasserbehandlung versteht und was das Ziel einer Abwasserbehandlung ist.

Was versteht man unter Abwasserbehandlung?

Abwasserbehandlung nennt man sämtliche Techniken, die eine Abwasserreinigung zum Ziel haben. Zur Abwasserbehandlung gehören außerdem die Ableitung des geklärten Wassers und die Wiederverwertung der aus den Abwässern gewonnenen Stoffe (Phosphor, Klärschlamm). Abwässer, die der Kläranlage oder einer anderen Abwasserreinigungsanlage zugeführt werden, stammen aus

• privaten Haushalten
• der gewerblichen Nutzung (Industrieabwasser)
• der Landwirtschaft
• Niederschlagswasser

Die Abwasserbehandlung ist laut Landeswassergesetzen Aufgabe der Kommunen. Dies gilt gemäß der EU-Richtlinie 91/271/EWG aber nur für Gemeinden mit mindestens 2.000 Einwohnern. Diese führen ihre Abwasserreinigung in einer kommunalen Kläranlage durch. Kommunen mit weniger Einwohnern und dünn besiedelte Landstriche müssen seit 2015 private Kleinkläranlagen haben. An diese sind je nach Größe des Abwassertanks und Anzahl der in der Nähe befindlichen Häuser ein oder mehrere Haushalte angeschlossen. Zu den Kleinklärwerken zählen außerdem Pflanzenkläranlagen.

Öffentliche Kläranlagen

Die Abwässer aus den Privathaushalten und Gewerbebetrieben werden getrennt vom Niederschlagswasser oder zusammen mit diesem in die öffentliche Kläranlage geleitet. Ersteres bezeichnet man als Trennkanalisation, letzteres als Mischkanalisation. Im Klärwerk befreien Vorrichtungen (mechanische Abwasserbehandlung) und spezielle Verfahren das Schmutzwasser von Feststoffen, Schwebstoffen, organischen und chemischen Verbindungen. Die Beförderung des Abwassers von einem Klärbecken ins nächste erfolgt über Pumpen.

Biologische Verfahren bewirken den Abbau von organischen Substanzen und Schwermetallen durch Mikroorganismen. Der so entstehende Klärschlamm wird bei Erreichen eines bestimmten Füllstands abgepumpt und wiederverwendet. Das zweimal mittels Bakterien geklärte Schmutzwasser wird dann noch einer chemischen Abwasserreinigung unterzogen. Dabei senkt man durch Fällung den im Abwasser vorhandenen Phosphorgehalt auf eine vertretbare Konzentration.

Kleinklärwerke

Im Unterschied zur Abwassersammelgrube, in der Kleingärtner ihre Abwässer sammeln und später von spezialisierten Entsorgungsbetrieben abfahren lassen, sind Privatkläranlagen imstande, die Abwässer selbst zu reinigen. Wie die Sammelgruben befinden sich die Miniklärwerke auf dem eigenen Grundstück. Je nach Zertifizierung der unterirdisch gebauten und aus Beton oder Kunststoffen hergestellten Anlage wird das Abwasser teilweise oder nahezu vollständig gereinigt. Gesetzliche Mindestanforderung ist die Teilklärung (Reinigungsklasse C). Bei dieser übernehmen Bakterien den Abbau der im Schmutzwasser befindlichen Kohlenstoffverbindungen. Wer mehr für den Schutz der Gewässer tun möchte oder muss, wählt eine Klasse N, D, P oder sogar H Anlage.

Bei den Reinigungsklassen N (Nitrifizierung) und D (Denitrifizierung) geht es um die biologische Reduzierung von Stickstoff im verschmutzten Wasser. Der Nitratabbau schützt Obergeflächengewässer und Grundwasser vor Sauerstoffmangel. Die Phosphoreliminierung (P) und Abtötung der Keime mittels Ozon (H, Hygienisierung) lässt sich oft nachrüsten. Erstere hilft, die Überdüngung der Gewässer und damit ein zu starkes Algenwachstum zu vermeiden. Hausklärwerke funktionieren nach ihrer Voreinstellung vollautomatisch und meist mit Strom. Sie verfügen über mehrere getrennte Kammern und arbeiten wie öffentliche Kläranlagen mit mechanischen Rückhaltevorrichtungen und biologische Stoffe verzehrenden Bakterien. Damit die Abwasserbehandlung optimal funktioniert, führt man diesen von außen Sauerstoff zu. Andere Klärsysteme hingegen arbeiten mit der kostenaufwendigen Membrantechnologie.

Pflanzenkläranlagen

In ländlichen Gebieten findet man außerdem noch Wurzelraumentsorgungsanlagen. Bei diesen Pflanzenklärwerken leitet man die in einem unterirdischen Mehrkammerbehälter gesammelten und vorgereinigten Abwässer schwallweise auf eine meist abgeschrägte Fläche. Dort wachsen auf einem Kiesbett unterschiedlicher Körnung bestimmte Pflanzen oder Schilf. Die im Wurzelbereich lebenden Mikroorganismen reinigen das Abwasser, indem sie Stickstoff- und Kohlenstoffverbindungen abbauen und Schwermetall binden. Der Kies entfernt die vorhandenen Phosphate. Die Pflanzen haben die Aufgabe, die Bakterien mit dem benötigten Sauerstoff zu versorgen. Vom Schlammbiotop aus leitet ein Rohr das gereinigte Wasser in eine meist ebenfalls bepflanzte Sickermulde. Der in der unterirdischen Mehrkammergrube gesammelte Schlamm muss gelegentlich entsorgt werden.

Außerdem erbringt eine ausreichend dimensionierte Pflanzenkläranlage zumindest in der frostfreien Zeit eine ähnlich hohe Reinigungsleistung wie andere Privatkläranlagen. Schilfbeete mit vertikaler Abwasserbehandlung müssen pro Einwohner mindestens 4 m² und insgesamt mindestens 16 m² groß sein. Versickerungsmulden sollten eine Fläche von wenigstens 4 m² für vier Einwohner haben. Für gewerbliches Abwasser und Trinkwasserschutzgebiete gelten abweichende gesetzliche Vorgaben.

Was ist das Ziel der Abwasserbehandlung?

Vorrangiges Ziel der Abwasserbehandlung ist die Aufbereitung des anfallenden Schmutzwassers zu Brauch- und Trinkwasser. Brauchwasser, das Sie beispielsweise zum Bewässern Ihres Gartens nutzen, muss nicht so rein sein wie Trinkwasser. Daher klärt man Abwasser mithilfe spezieller Verfahren so, dass die nach der Abwasserreinigung erreichte Wasserqualität den Umweltschutzbestimmungen entspricht.

Die patentierten Verfahren gewährleisten, dass das in Bäche eingeleitete und ins Grundwasser versickerte Wasser relativ sauber ist. Denn ist das nicht der Fall, vermehren sich die im Gewässer vorhandenen Bakterien durch das Überangebot an Nahrung zu stark. Sie benötigen dann weit mehr Sauerstoff als im Wasser vorhanden ist und sterben letztlich ab. Die Mikroorganismen sinken auf den Gewässerboden und bilden dort eine Faulschlammschicht, die zum Fischsterben und zu einer starken Geruchsbelästigung führt.

Der im Rahmen der Abwasserbehandlung anfallende Klärschlamm darf ebenfalls nur wenig mit Schadstoffen belastet sein. Da unbehandelter und entwässerter Faulschlamm aus dem Klärwerk diese Anforderung üblicherweise nicht erfüllt, darf er seit 2005 nicht mehr zu Deponien transportiert werden: Die darin enthaltenen bedenklichen Reststoffe würden sonst ins Grundwasser versickern und das Trinkwasser belasten. Außerdem würde das aus dem offen gelagerten Klärschlamm entweichende Methangas den ohnehin erhöhten Methangehalt der Erdatmosphäre noch steigern.