Öffentliche Abwasserentsorgung

Das Hauptziel der Abwasserbehandlung ist, Gewässer durch Abwässer möglichst wenig zu belasten. Dabei fällt Klärschlamm an, der zumeist in getrockneter Form thermisch verwertet wird. Die Rückgewinnung und Wiederverwertung von Stoffen wie Phosphaten aus Abwasser und Klärschlamm wird zunehmend eine wichtigere Rolle spielen.

Inhaltsverzeichnis

 

Rund 10 Milliarden Kubikmeter Abwasser jährlich

9.105 öffentliche Kläranlagen haben im Jahr 2016 nach Erhebungen des Statistischen Bundesamtes rund 9,6 Milliarden Kubikmeter (Mrd. m³) Abwasser behandelt und anschließend in Oberflächengewässer eingeleitet. Diese Abwassermenge setzte sich aus rund 5 Mrd. m³ Schmutzwasser und rund 5 Mrd. m³ Fremd- und Niederschlagswasser zusammen (siehe Tab. „In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge 2016“). 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 einsickert.

Die in öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge ist in den Jahren 1991 bis 2016 von 8,5 Milliarden Kubikmeter auf knapp 9,6 Milliarden Kubikmeter gestiegen. Gut die Hälfte des Abwassers ist Schmutzwasser aus den Haushalten.
Tab: In öffentlichen Kläranlagen behandelte Abwassermenge 2016
Quelle: Statistisches Bundesamt Tabelle als PDF
 

Fast 100 Prozent biologisch gereinigt

Die 9.105 Kläranlagen haben im Jahr 2016 rund 99,99 % des angefallenen Abwassers biologisch und weniger als 0,015 % ausschließlich mechanisch behandelt (siehe obenstehende Tabelle). In einem Großteil der Anlagen wird Stickstoff in zwei Schritten entfernt.

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

Bei einem großen Anteil des Abwassers muss gezielt Phosphor entfernt werden: Phosphat-Ionen werden 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 2019 Klärschlamm mit einer Trockenmasse von etwa 1,74 Millionen Tonnen an (siehe Tab. „Klärschlammentsorgung aus der öffentlichen Abwasserbehandlung 2019“).

  • Rund 74 % des Klärschlamms wurde 2019 thermisch verwertet (2013: 58 %).
  • Nur noch knapp 25 % des Klärschlamms wurde stofflich verwertet (2013: 42 %). 16,5 % wurden aufgrund der enthaltenen Nährstoffe landwirtschaftlich verwertet (2013: 27 %). Rund 3 % wurde bei Rekultivierungen und anderen Maßnahmen im Landschaftsbau eingesetzt (2013: 11 %).
  • Der Rest ging in die sonstige stoffliche Verwertung oder wurde direkt entsorgt.
  • Die Deponierung unbehandelter Klärschlämme ist seit 2005 untersagt.
Tabelle: Im Jahr 2019 fiel in öffentlichen Kläranlagen Klärschlamm mit einer Trockenmasse von etwa 1,7 Millionen Tonnen an. Etwa 30 % wurden stofflich verwendet. Etwa 70 % wurden thermisch verwertet.
Tab: Klärschlammentsorgung aus der öffentlichen Abwasserbehandlung 2019
Quelle: Statistisches Bundesamt Tabelle als PDF zur vergrößerten Darstellung
 

Rohstoffquelle Abwasser und Klärschlamm

Dies betrifft vor allem die Rückgewinnung von Phosphor. Das chemische Element Phosphor kann einerseits die Umwelt erheblich belasten: Gelangt es in zu großen Mengen in Gewässer führt dies zur Überdüngung. Phosphor ist andererseits ein lebensnotwendiger Nährstoff für alle Organismen auf der Erde und ein nicht ersetzbarer Rohstoff, der in ausreichender Qualität und Quantität, nur begrenzt zur Verfügung steht. Dabei wächst die Nachfrage: Der weltweite Phosphorverbrauch vor allem in Form von Mineraldünger stieg in den letzten Jahren an. Deutschland und die EU sind bei mineralischen Phosphatdüngemitteln vollständig von Einfuhren abhängig, während gleichzeitig phosphatreiche Abfälle und Abwässer meist ohne Nutzung der Nährstoffe entsorgt und dabei fein in der Umwelt verteilt werden. Die 2017 novellierte Klärschlammverordnung schränkt ab 2029 die bodenbezogene Klärschlammverwertung erheblich ein. 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. 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 in Kürze in Betrieb gehen.