Öffentliche Abwasserentsorgung

Das Hauptziel der Abwasserbehandlung ist, Gewässerbelastungen weitgehend zu reduzieren. Dabei fällt Klärschlamm an, der inzwischen zumeist in getrockneter Form thermisch verwertet wird. Die Rückgewinnung und Wiederverwertung von Stoffen wie Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm trägt dazu bei Nährstoffkreisläufe zu schließen.

Inhaltsverzeichnis

 

Rund 10 Milliarden Kubikmeter Abwasser jährlich

8.891 öffentliche Kläranlagen haben im Jahr 2019 nach Erhebungen des Statistischen Bundesamtes rund 905 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³) Abwasser behandelt und anschließend in Oberflächengewässer eingeleitet. Diese Abwassermenge setzte sich aus rund 5,1 Mrd. m³ Schmutzwasser und rund 3,9 Mrd. m³ Fremd- und Niederschlagswasser zusammen (siehe Tab. „In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge“). Schmutzwasser ist jenes Wasser aus privaten Haushalten sowie aus gewerblichen und industriellen Betrieben, das in die Kanalisation eingeleitet wird. Als Fremdwasser wird jenes Wasser bezeichnet, das nicht gezielt in die Kanalisation eingeleitet wird, also etwa in diese aus dem Bodn einsickert.

Tabelle: Die in öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge ist in den Jahren 1991 bis 2019 von 8,5 Milliarden Kubikmeter auf knapp 9,1 Milliarden Kubikmeter gestiegen. Mehr als die Hälfte des Abwassers ist Schmutzwasser aus den Haushalten.
Tab: In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge
Quelle: Statistisches Bundesamt Diagramm als PDF
 

Fast 100 Prozent biologisch gereinigt

Die 8.891 Kläranlagen haben im Jahr 2019 rund 99,99 % des Abwassers biologisch und weniger als 0,007 % ausschließlich mechanisch behandelt (siehe obenstehende Tabelle). In einem Großteil der Anlagen wird Stickstoff in zwei Schritten entfernt.

  • Nitrifizierung: Dabei werden Ammonium-Ionen mit Hilfe von Bakterien in Nitrat-Ionen umgewandelt.
  • Denitrifizierung: Dabei werden Nitrat-Ionen mit Hilfe von Bakterien in molekularen Stickstoff umgewandelt.

Bei einem Großteil des Abwassers erfolgt darüber hinaus die Entfernung von Phosphor. Hierbei werden Phosphat-Ionen entweder durch Zugabe von Salzen ausgefällt oder mit Hilfe von Bakterien ausgetragen und in den Klärschlamm überführt.

 

Klärschlamm aus öffentlichen Kläranlagen

Auf Kläranlagen fiel im Jahr 2021 Klärschlamm mit einer Trockenmasse von etwa 1,72 Millionen Tonnen an (siehe Tabelle Destatis, abgerufen am 31.01.2023).

  • Rund 79,5 % des Klärschlamms wurde 2021 thermisch verwertet (2013: 58 %).
  • Nur noch knapp 19,5 % des Klärschlamms wurde noch stofflich verwertet (2013: 42 %). 13,2 % wurden aufgrund der enthaltenen Nährstoffe landwirtschaftlich verwertet (2013: 27 %). Rund 1,0 % wurde bei landschaftsbaulichen Maßnahmen wie z. B. ⁠Rekultivierung⁠ eingesetzt (2013: 11 %).
  • Der Rest ging in die sonstige stoffliche Verwertung oder wurde direkt entsorgt.
  • Die Deponierung unbehandelter Klärschlämme ist seit 2005 untersagt.
 

Rohstoffquelle Abwasser und Klärschlamm

Abwasser enthält neben einer Vielzahl von anthropogenen Spurenstoffen auch viele Stoffe, die es lohnt aus dem Abwasser zu recyceln. Dies betrifft vor allem die Rückgewinnung von Nährstoffen. Phosphor ist ein wichtiger Nährstoff in der Pflanzenernährung. Der weltweite Phosphorverbrauch vor allem in Form von Mineraldünger ist in den letzten Jahren deutlich angestiegen an. Deutschland und die EU sind bei mineralischen Phosphatdüngemitteln vollständig von Einfuhren z. B. aus Russland abhängig, während derzeit immer noch phosphatreiche Abfälle und Abwässer meist ohne Nutzung der Nährstoffe entsorgt werden. Deshalb schränkt die 2017 novellierte Klärschlammverordnung ab 2029 die bodenbezogene Klärschlammverwertung gegenüber einer thermischen Vorbehandlung und anschließendem Phosphorrecycling erheblich ein. Gleichzeit wird damit der unerwünschte Eintrag von anthropogenen Spurenstoffen, wie Arzneimittel oder Bioziden, weiter eingeschränkt. Klärschlamm aus großen Kläranlagen und Klärschlamm, welcher die Grenzwerte für eine bodenbezogene Nutzung nicht einhält muss ab einem Phosphor-Gehalt von 20 g/kg Klärschlamm Trockenmasse einer technischen Phosphorrückgewinnung zugeführt werden. Die Rückgewinnung des Nährstoffes Phosphor hilft Stoffkreisläufe im Sinne nachhaltiger Ressourcennutzung und -schonung zu schließen.

 

Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm

Allein das kommunale Abwasser Deutschlands birgt ein jährliches Reservoir von mehr als 70.000 Tonnen (t) Phosphor. Zirka 65.000 t Phosphor finden sich im Klärschlamm wieder. In den letzten Jahren führt Deutschland im Schnitt jährlich mehr als 100.000 t Phosphor in Form von Mineraldüngern ein. Große Anteile kommen hiervon aus Russland. In den letzten Jahren wurden verschiedene Verfahren zur Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser, Klärschlamm oder Klärschlammasche entwickelt. Das Bundesumweltministerium fördert im Rahmen des Umweltinnovationsprogrammes die großtechnische Umsetzung innovativer Verfahren zur Phosphorrückgewinnung. Erste großtechnische Anlage zur Produktion zur Rückgewinnung von Phosphor – z. B. Herstellung von Phosphorsäure aus Klärschlammasche – werden aktuell umgesetzt.

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 abwasser  Phosphor  Klärschlamm  Deponie  Ammonium-Ionen  Nitrat-Ionen