Durch innovative Technik könnte jede Kläranlage umweltfreundlich Methan aus Kohlendioxid produzieren. Das Methan kann wiederum wie Erdgas in der vorhandenen Infrastruktur genutzt werden.
Versorgt man die Mikroorganismen, die in Kläranlagen das Wasser aufbereiten, zusätzlich mit etwas Wasserstoff und Kohlendioxid, stellen sie reines Methan her. Damit kommen Erdgasheizungen und -fahrzeuge klar, ohne dass es technischer Anpassungen bedarf. Die beiden Arbeitsgruppen der Ruhr-Universität Bochum von Dr. Tito Gehring bei Prof. Dr. Marc Wichern und Prof. Dr. Ulf-Peter Apfel haben gemeinsam ein technisches Zusatzmodul entwickelt, dass im Prinzip jede Kläranlage auf umweltfreundliche Weise zu einer CO2-Senke und dezentralen Methan-Erzeugungsanlage machen kann. Sie berichten in der Zeitschrift Cell Reports Physical Science vom 16. August 2023. Schlechter Ruf, gute Eigenschaften
Methan hat als klimaschädliches Gas einen schlechten Ruf. Es bringt aber einige gute Eigenschaften mit, die es dazu befähigen, ein Baustein der Energiewende zu werden: Es ist leichter zu handhaben und besser zu speichern als Wasserstoff, weil die Moleküle größer sind und es daher weniger leicht flüchtig ist. Seine Energiedichte ist viermal höher als die von Wasserstoff, und es lässt sich ohne Anpassung in die vorhandene Erdgasinfrastruktur einspeisen. „Erdgasfahrzeuge oder -heizungen können ohne Schwierigkeiten mit Methan betrieben werden“, verdeutlicht Tito Gehring vom Lehrstuhl Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik. Er führt noch einen weiteren Vorteil des Gases gegenüber Wasserstoff an, der in südlichen, wasserarmen Gegenden hergestellt wird: Exportiert man ihn und nutzt ihn hier, hat man gleichzeitig auch Wasser exportiert. Dies wird durch das Methan als Energieträger stark gemildert, wodurch der Wasserverlust um etwa die Hälfte reduziert wird.
Methan kann durch Bakterien sehr effizient hergestellt werden und fällt zum Beispiel in Kläranlagen als Bestandteil von Biogas an. „Manche Kläranlagen gewinnen dadurch ihren eigenen Energiebedarf und sind somit energetisch autark“, erklärt Tito Gehring. Das Biogas enthält allerdings nur 60 Prozent Methan und verschiedene andere Stoffe. Hier kommt das Konzept der Bochumer Arbeitsgruppen ins Spiel: Damit hochkonzentriertes Methan entsteht, brauchen die Mikroorganismen neben CO2 auch Wasserstoff, der dem System zugeführt werden muss. Um ihn herzustellen, entwickelte die Gruppe um Ulf-Peter Apfel von der Arbeitsgruppe Technische Elektrochemie und der Abteilung Elektrosynthese des Fraunhofer UMSICHT eigens einen Elektrolyseur mit einem edelmetallfreien Katalysator, der langlebig und energieeffizient für die Wasserstoffzufuhr sorgt.
Aus Zusätzen in gängigen Waschmitteln kann der umstrittene Unkrautvernichter Glyphosat entstehen. Das haben Fachleute jetzt nachgewiesen. Die Entdeckung wirft Fragen nach unserem Umgang mit Chemikalien auf. Am Anfang war es nur ein Verdacht. Daten, die nicht mit einer gängigen Annahme zusammenpassten. Jetzt haben Fachleute experimentell bestätigt: Aus Waschmittelzusätzen entsteht der Unkrautvernichter Glyphosat. Das geschieht in Kläranlagen, vielleicht aber auch bereits in der Kanalisation. Von dort aus gelangt das Glyphosat in unsere Bäche und Flüsse. Wie groß die Mengen sind, die sich auf diese Weise bilden, ist noch nicht bekannt. Die Entdeckung wirft eine Reihe von Fragen auf – einerseits für die Wissenschaft, andererseits nach unserem Umgang mit Chemikalien und deren Regulierung.
Mikroplastik im Rhein – Untersuchungsbericht des Landesamtes für Natur, Umwelt und Klima NRW (LANUK)
Bericht der Landesregierung: Primäres Mikroplastik im Abwasser industrieller Einleiter – eine Pilotstudie am Rhein – Untersuchungen des Landesamtes für Natur, Umwelt und Klima NRW (LANUK)
Vorbemerkung Bezüglich Mikroplastik im Rhein wurde der Landtag zuletzt mit der Antwort der Landesregierung (Drucksache 18/57081) vom 01.09.2023 auf die Kleinen Anfrage 2210 vom 28.07.2023 „Was unternimmt die Landesregierung gegen Mikroplastik im Rhein?“ informiert. Der nun vorgelegte Bericht des Landesamtes für Natur, Umwelt und Klima Nordrhein-Westfalen (LANUK) mit dem Titel „Primäres Mikroplastik im Abwasser industrieller Einleiter – eine Pilotstudie am Rhein“ wurde dort bereits angekündigt.
Breite europäische Allianz für konsequente Umsetzung der erweiterten Herstellerverantwortung
Mit der Novelle der EU-Kommunalabwasserrichtlinie (KARL) soll das Verursacherprinzip europaweit verbindlich umgesetzt werden: Hersteller von Arzneimitteln und Körperpflegeprodukten sollen künftig an den Kosten der sogenannten Viertbehandlung in Kläranlagen beteiligt werden – also an der Entfernung von Mikroschadstoffen aus dem Abwasser. Ein bedeutender Fortschritt für den Gewässerschutz und ein gerechter Beitrag der Industrie zur Finanzierung von Milliardeninvestitionen. Seit 1. Januar 2025 ist die Richtlinie in Kraft. Die Umsetzung in nationales Recht läuft. Dennoch sind auf europäischer Ebene zunehmend Stimmen wahrzunehmen, die an einer konsequenten Umsetzung der Herstellerverantwortung Zweifel aufkommen lassen.
Der VKU hat deshalb in den vergangenen Wochen seine Aktivitäten auf europäischer Ebene nochmals intensiviert, um sich für den Erhalt der erweiterten Herstellerverantwortung starkzumachen. Gemeinsam mit 14 Verbänden aus zehn EU-Mitgliedstaaten (darunter Belgien, Deutschland, Finnland, Frankreich, Luxemburg, Österreich, Polen, Schweden, Spanien und Tschechien) setzt sich der VKU für eine zügige Umsetzung der Richtlinie ein. Die Allianz vertritt kommunale und regionale Behörden sowie Abwasserentsorger und spricht sich klar gegen Versuche aus, die Herstellerverantwortung im Rahmen eines sogenannten Umwelt-Omnibusverfahrens auszuhebeln oder abzuschwächen.
Pharmafirmen sollen auch rückwirkend für Kläranlagen-Aufrüstung zahlen
Nach landläufiger Meinung sind die Taschen der Industrie nicht nur tief sondern auch unerschöpflich. Was die mittelständischen Arzneimittelhersteller dementieren: Immer weitere Belastungen im Kontext der europäischen Umweltpolitik seien inakzeptabel. Der Industrieverband „Pharma Deutschland“ befürchtet neue, unvorhergesehene Kostenbelastungen für Arzneimittelhersteller. Abwasserbetriebe hätten jetzt gefordert, heißt es, für 52 bereits fertiggestellte und auch schon mit einer 4. Reinigungsstufe ausgerüstete Kläranlagen diese vierte Stufe rückwirkend durch Pharma- und Kosmetikproduzenten finanzieren zu lassen. Laut heutiger Mitteilung soll sich bei einer Fachtagung der EU-Kommission Ende Januar das Umweltbundesamt gleichlautend geäußert haben.
Klärwerk Waßmannsdorf: Investitionen in mehr Platz und für saubere Gewässer
Termingerecht und im Kostenplan haben die Berliner Wasserbetriebe den Ausbau des Klärwerks Waßmannsdorf abgeschlossen. In einem Paket im Umfang von fast 300 Mio. Euro hat das Unternehmen seit 2017 zwei zusätzliche Reinigungslinien, Anlagen zur weitergehenden Stickstoff- und Phosphorentfernung sowie einen riesigen Mischwasserspeicher errichtet.
Luftbildaufnahme der Flockungsfiltrationsanlage im Klärwerk der Berliner Wasserbetriebe im Schönefelder Ortsteil Waßmannsdorf Quelle: Berliner Wasserbetriebe
Dem Klärwerk Waßmannsdorf vertrauen rund 1,2 Millionen Berliner:innen und etwa 120.000 Menschen aus Brandenburg ihr Abwasser an. Täglich werden in der Anlage in Sichtweite des Flughafens Schönefeld bis zu 230.000 Kubikmeter am Tag gereinigt. Das ist gut ein Drittel der Abwassermenge, die täglich in den sechs Klärwerken der Berliner Wasserbetriebe gesäubert und in den Wasserkreislauf zurückgegeben wird. Ähnlich groß wie Waßmannsdorf ist das Klärwerk Ruhleben.
„Die wachsende Einwohnerzahl im Einzugsgebiet und steigende Ansprüche vor allem an die Nährstoffentfernung infolge der EU-Wasserrahmenrichtlinie gaben den Ausschlag für diese Investition“, sagt Frank Bruckmann, Vorstand der Berliner Wasserbetriebe. „Der Ausbau von Waßmannsdorf fügt sich in unser laufendes Klärwerksprogramm, das Um-, Erweiterungs- und Neubauten im Umfang von rund 2 Mrd. Euro umfasst.“ Bruckmann verweist darauf, dass etwa alle Klärwerke des Unternehmens bis 2028 mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe zur weitergehenden Phosphorentfernung ausgerüstet würden: „Damit schaffen wir klare Verhältnisse für unsere Gewässer.“
Berlins Wirtschaftssenatorin Franziska Giffey erklärt: „Die Berliner Wasserbetriebe tragen mit ihrem milliardenschweren Programm zum Ausbau und Neubau von Klärwerken maßgeblich zum Gewässerschutz bei und sichern damit die zukünftige Trinkwasserversorgung. Sie beweisen mit dem Ausbau des Klärwerks Waßmannsdorf Weitsicht mit Blick auf steigende Bedarfe und rechtliche Anforderungen. Mit modernsten Standards kann jetzt mehr Wasser noch gründlicher gereinigt werden. Die Milliardeninvestitionen – nicht nur hier in Waßmannsdorf – sichern unser Trinkwasser und schützen unsere Gewässer auch in Zukunft. Hiermit wird ein zentraler Baustein des Masterplans Wasser Berlin umgesetzt.“
„Anbau“ hat Großstadtklärwerks-Dimension Seit April 2017 ist das Klärwerk um zwei auf zehn Beckenlinien und damit in seiner Tages-Kapazität um 50.000 m³ auf 230.000 m³ gewachsen. Was klingt wie ein Anbau meint zusätzliche Reinigungskapazität für eine Großstadt mit etwa 250.000 Menschen. Der neue Mischwasserspeicher fasst bei starkem Regen rund 50.000 m³ mit Regen vermischtes Abwasser aus der Kanalisation. So schützt er die Innenstadt-Spree vor Mischwasserüberläufen und hilft, die Reinigungsleistung des Klärwerks durch einen gleichmäßigen Abwasserfluss zu verstetigen und auf hohem Niveau zu sichern.
Zwei neue Anlagen entziehen Algen die Nährstoffe Zudem erhielt das Klärwerk zusätzliche Reinigungsstufen für die weitere Verminderung der in Gewässern unerwünschten weil Algen düngenden Nährstoffe Phosphor und Stickstoff. Die Flockungsfiltration entfernt die von den Bakterien in der biologischen Stufe noch nicht komplett abgebauten Phosphorverbindungen fast vollständig. Außerdem verbessert sie den ohnehin schon hohen Mikroplastik-Rückhalt und wird sogar die Abbauprodukte künftiger Spurenstoff-Entfernungsverfahren zurückhalten. In ihren Becken wird im schon weitestgehend gereinigten Abwasser der restliche Phosphor mit Metallsalzen ausgeflockt und dann in einem Sandfilter abgeschieden. Diese probate Technik sorgt in Berlin schon lange für die Reinheit der Grunewaldseen oder des Tegeler Sees.
Die ebenfalls neue sogenannte Prozesswasseranlage rückt vor allem dem Ammonium – eine Stickstoffverbindung – zu Leibe, das beim Entwässern des Klärschlamms anfällt. Die Anlage verspeisen Planctomyceten, hochspezialiserte Bakterien, diesen Nährstoff, was die Diät für die Algen im Teltowkanal verschärft, der das gereinigte Abwasser aufnimmt.
Alle Berliner Klärwerke erhalten weitergehende Reinigungstechnik, etwa bis 2028 Flockungsfiltrationen und bis 2040 Anlagen zur Entfernung von Spurenstoffen, wie sie im Klärwerk Schönerlinde bereits im Bau ist. Mehrere Werke haben auch jüngst Prozesswasserbehandlungsanlagen erhalten. Damit werden die Berliner Klärwerke auch bei der Nähr- und Spurenstoffentfernung fit für die zusätzlichen Anforderungen der neuen EU-Kommunalabwasserrichtlinie.
Klärschlammverwertungsanlage geht auf die Zielgerade Bis 2026 wird im Klärwerk Waßmannsdorf außerdem eine Klärschlammverwertungsanlage für 68.000 Jahrestonnen Klärschlamm und Rechengut fertiggestellt. Gemeinsam mit der im Klärwerk Ruhleben bereits existenten Klärschlammverwertungsanlage können die Wasserbetriebe damit den kompletten Klärschlamm aus den sechs Berliner Kläranlagen selbst verwerten. Die dabei entstehenden Aschen ermöglichen zukünftig eine Rückgewinnung von Phosphor auf hohem Niveau.
Ein Großteil des Glyphosats in unseren Gewässern entsteht offenbar in der Kläranlage – aus Wasserenthärtern, wie sie in haushaltsüblichen Waschmitteln zu finden sind.
Das Herbizid Glyphosat entsteht auch aus Waschmittelzusätzen. Das geschieht in Kläranlagen, oder schon in der Kanalisation. So gelangen erhebliche und konstante Mengen von Glyphosat in Bäche und Flüsse. Über die Entstehung von Glyphosat aus Waschmittelzusätzen haben Wissenschaftler am 11. März 2025 im Fachjournal „Water Research“ auf der Grundlage eines experimentellen Nachweises berichtet.
Bereits im März 2024 hatte das Team um die Chemikerin Carolin Huhn von der Universität Tübingen eine Studie mit Belegen veröffentlicht, aus denen sie die These ableitete: Ein Großteil des Glyphosats in unseren Gewässern entsteht demnach in der Kläranlage – aus Wasserenthärtern, wie sie in haushaltsüblichen Waschmitteln zu finden sind.
Bundesverwaltungsgericht bestätigt Rechtsprechung zum Anschluss- und Benutzungszwang
Das Bundesverwaltungsgericht (BVerwG) hat ein Urteil des Thüringer Oberverwaltungsgerichts (ThürOVG) über die Kosten des Anschlusses an einen Abwasserkanal im Zusammenhang mit der Anordnung des Anschluss- und Benutzungszwangs an die öffentliche Abwasseranlage bestätigt.
Das BVerwG hat mit Beschluss vom 24.09.2024 | Az.: 8 B 12.24 die Beschwerde gegen die Nichtzulassung der Revision gegen ein Urteil des Thüringer OVG vom 15.11.2023 | Az.: 4 KO 25/17 zurückgewiesen.
Das OVG hatte hierzu grundsätzlich festgestellt, dass die Frage, wann, ob und wo ein Grundstück im Gebiet des für die Abwasserbeseitigung Zuständigen an dessen öffentlich-rechtliche Entwässerungseinrichtung angeschlossen wird, in seinem gerichtlich nur eingeschränkt überprüfbaren, in Übereinstimmung mit europa- und wasserrechtlichen Vorgaben bzw. wasserwirtschaftlichen Gründen auszuübenden Planungsermessen liegt und das Eigentumsrecht des Grundstückseigentümers, der auf seinem Grundstück eine eigene private Kläranlage betreibt, grundsätzlich von vornherein dahin gehend eingeschränkt ist, dass er seine Anlage nur solange benutzen darf, bis der Abwasserbeseitigungspflichtige von der ihm gesetzlich zustehenden Befugnis Gebrauch macht, die Abwasserbeseitigung im öffentlichen Interesse in seine Verantwortung zu übernehmen und hierfür den Anschluss- und Benutzungszwang anzuordnen.
OVG: Nur tatsächlich gezahlte Beiträge mindern die Gebühr – 39/24
Der 9. Senat des Oberverwaltungsgerichts Berlin-Brandenburg hat die Schmutzwassergebührensatzung der Stadt Falkensee vom 7. Dezember 2017 für unwirksam erklärt. Dabei ist er bei der Auslegung des brandenburgischen Kommunalabgabengesetzes (KAG) nicht dem Urteil des Bundesverwaltungsgerichts vom 17. Oktober 2023 (9 CN 3.22) gefolgt.
Die Gebühren für die Trinkwasserversorgung und die Abwasserkanalisation enthalten rechnerisch Kostenanteile für Abschreibung und Verzinsung. Bei deren Ermittlung bleibt nach § 6 Absatz 2 Satz 5 KAG der “aus Beiträgen aufgebrachte” Eigenkapitalanteil außer Betracht. Insoweit findet keine Abschreibung oder Verzinsung statt, was die Gebühren senkt. Nach ständiger Rechtsprechung des Oberverwaltungsgerichts Berlin-Brandenburg haben nur die tatsächlich gezahlten Beiträge gebührenmindernde Wirkung. Hieran hält der 9. Senat fest. Soweit das Bundesverwaltungsgericht angenommen habe, schon das nach dem Satzungsrecht “angestrebte” Beitragsaufkommen wirke sich unabhängig von der tatsächlichen Zahlung gebührenmindernd aus (insbesondere auch verjährte Beiträge), sei dem nicht zu folgen. Beitrag und Gebühr seien verschiedene Abgaben, deren Verhältnis durch § 6 Absatz 2 Satz 5 KAG bestimmt werde. Diese Vorschrift sei nach Wortlaut, Systematik, Entstehungsgeschichte und Sinn und Zweck dahin zu verstehen, dass sich der brandenburgische Gesetzgeber dafür entschieden habe, nur tatsächlich gezahlte Beiträge gebührenmindernd wirken zu lassen. Dabei habe er sich im Rahmen seines Spielraums bewegt und keine Verfassungsvorgaben verletzt. Nachdem nur die gezahlten Beiträge gebührenmindernd wirkten, bestünden besondere Anforderungen, wenn in erheblichem Umfang Beiträge wegen echter oder hypothetischer Verjährung nicht mehr erhoben werden könnten. In diesem Fall müsse aus Gleichheitsgründen sichergestellt werden, dass von den gezahlten Beiträgen auch nur die Beitragszahler profitierten. Für sie sei ein niedrigerer Gebührensatz vorzusehen als für diejenigen, die keine Beiträge gezahlt hätten. Dies sei im vorliegenden Fall nicht richtig umgesetzt worden, was zur Unwirksamkeit der Satzung führt.
Eine Revision zum Bundesverwaltungsgericht wurde nicht zugelassen.
Landgericht Baden-Baden: Klage der Gemeinde Hügelsheim wegen PFC-Belastung im Zusammenhang mit Trinkwasserversorgung der Gemeinde dem Grunde nach teilweise berechtigt
Das Gericht hat zur Begründung im Wesentlichen ausgeführt, dass das Kompostunternehmen und dessen Vorstand in den Jahren 2006 bis 2008 auf die im Streit stehenden landwirtschaftlichen Flächen im Gemeindegebiet der Klägerin ein Gemisch aus von der Papierindustrie bezogenen Papierschlämmen und Kompost nach Rücksprache mit den jeweils die Flächen bewirtschaftenden Landwirten aufgebracht hätten. Das Mischungsverhältnis habe zumindest 1:3 (bei drei Teilen Kompost) betragen. Dazu habe der Vorstand des Unternehmens die vorherige Absprache mit den jeweiligen Landwirten übernommen und entweder Mitarbeiter seines Unternehmens angewiesen oder selbständige Fuhrunternehmer, wie auch den weiteren Beklagten, damit beauftragt, das Papierschlamm-Kompost-Gemisch auf die jeweiligen landwirtschaftlichen Flächen auszubringen. Die Abgabe des Gemischs sei für die Landwirte kostenlos gewesen. Das Kompostunternehmen habe in den Jahren 2006 bis 2008 zumindest 43.000 Tonnen Papierschlämme aus der Papierindustrie bezogen, die an den Unternehmensstandorten in den Baden-Badener Stadtteilen Oos und Steinbach mit Kompost vermischt und im Anschluss auf landwirtschaftliche Flächen in der Region ausgebracht worden seien. Auch wenn im Einzelnen keine Feststellungen dazu getroffen werden konnten, wann welche Menge welchen Materials aus welcher Papierfabrik auf welche Flächen durch wen aufgetragen wurden, hat die Kammer aufgrund zahlreicher Indizien…mehr: https://landgericht-baden-baden.justiz-bw.de/pb/,Lde/21439318?QUERYSTRING=H%26uuml%3Bgelsheim+wegen+der+PFC-Belastung
VTA: KOMMUNAL – Mit VTA Nanocarbon® gegen Mikroverunreinigungen
Die unsichtbare Gefahr in unseren Flüssen Anthropogene Spurenstoffe sind synthetisch hergestellte Mikroverunreinigungen, die über verschiedene Wege in die Umwelt gelangen. In der EU gibt es zahlreiche Chemikalien auf dem Markt, die als Einzelstoffe oder in Mischungen für unterschiedliche Zwecke verwendet werden. Kläranlagen sind die letzte technische Barriere, um zu verhindern, dass diese Stoffe in den Wasserkreislauf gelangen. Dafür ist eine kontinuierliche Optimierung notwendig. VTA bietet innovative Lösungen wie VTA Nanocarbon® auf Basis modernster Nanotechnologie an, um relevante Mikroverunreinigungen aus dem Abwasser zu entfernen und die Reinigungsleistung der Kläranlage zu verbessern. Dadurch können Mikroverunreinigungen ohne kostspielige Umbaumaßnahmen in der Kläranlage zurückgehalten werden. Zahlreiche praktische Einsätze in Kläranlagen, die auf VTA vertrauen, haben gezeigt, dass VTA Nanocarbon® den Klärprozess in vielerlei Hinsicht optimiert. Mehr: https://vta.cc/de/news/kommunal-mit-vta-nanocarbon-gegen-mikro-verunreinigungen
Die Elimination von schwer abbaubaren Inhaltsstoffen im Ablauf von Kläranlagen, aber auch zwischen den einzelnen Reinigungsstufen einer Kläranlage selbst, stellt sowohl im industriellen als auch kommunalen Sektor eine aktuelle und dringende Herausforderung dar. Viele Verfahren kommen hierfür in Frage oder werden untersucht. Je nach spezifischen Anforderungen setzt TIA Technologien zur Industrie-Abwasser-Behandlung GmbH aus Breitenfelde bereits diverse Verfahren ein. Da alle Verfahren Vor- und Nachteile bieten, untersucht das Unternehmen zusätzliche, neue Möglichkeiten. Bei möglichst geringen Betriebskosten – Bedienung, Wartung, Logistik, Energie, Betriebsstoffe, Entsorgung – sollen auch im großtechnischen Bereich dieselben oder eben bessere Ergebnisse zu erzielt werden als mit bekannten Verfahrensschritten. Plasma gegen Keime und Arzneimittelrückstände Beim Einsatz der Plasmatechnologie in der Abwassertechnik kooperieren TIA und das Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) aus Greifswald. In weiterer Zusammenarbeit mit Hamburg Wasser wurde und wird beispielsweise in einer Pilotanlage untersucht, wie multiresistente Keime und Arzneimittelrückstände wirksam aus dem Abwasser von Krankenhäusern entfernt werden können. Auch für den Einsatz zur Aufbereitung von Deponie-Sickerwasser und schwer biologisch abbaubaren Stoffen in industriellen Abwässern ist diese Technologie interessant und ihre technische Anwendung wird untersucht. Das Plasmaverfahren benötigt keine Betriebsmittel außer elektrischer Energie und ist leicht in seiner Leistung steuerbar. Somit ist es auch für Einsatzfälle interessant, in denen keine durchgehende Betreuung der Anlage möglich ist. Mittels KI können auf Schwankungen der Verunreinigungen über entsprechende Algorithmen automatisch reagiert und die Prozesse optimiert werden. Durch ihre breit gefächerten Einsatzmöglichkeiten kann die Plasma-Technologie eine Alternative für mehrere ansonsten nacheinander zu installierenden Verfahren sein.
Re-Use von Abwasser TIA realisiert neben zahlreichen Anlagen zur reinen Industrie- abwasserbehandlung in Europa, Asien und Afrika immer mehr wirtschaftliche Aufbereitungsverfahren zur Wiederverwendung (Re-Use) von Abwasser in industriellen Prozessen. Hierbei spielten die Kosten für Frischwasser und, in vielen Fällen, deren Subventionierung eine Rolle. Insgesamt ist aber die Richtung zur Mehrfachnutzung von Wasser vorgegeben. Auch hier stehen individuell angepasste Lösungen zur Verfügung, um Abwässer technisch und wirtschaftlich erfolgreich aufzubereiten. In vielen Anlagen zur Reinigung und Aufbereitung von Abwasser ist aber immer noch die biologische Stufe – anaerob und/oder aerob – aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ein Kernstück der Verfahrenskette. Hier gibt es Neuentwicklungen im Bereich der Leistungsdichte, der Effizienz und der Steuerbarkeit, wie den CCB – Capacity Controlled Bioreactor. Die Möglichkeit der Steuerung von Bioreaktoren über den Biomassegehalt ist auch für eine weitere Digitalisierung des Anlagenbetriebs von großer Bedeutung. Im kommunalen Bereich bleibt TIA bei den Kompaktanlagen, die mit Partnern im Ausland standardisiert aufgebaut werden. Kleine Anlagen werden nach dem Prinzip IKEA im Selbstbau erstellt und können daher äußerst kostengünstig realisiert werden. Auch hier kann das Plasmaverfahren zur Entkeimung im Ablauf eingesetzt werden und damit die Wiederverwendung des Wassers ermöglichen.
Im Ruhrgebiet wurde über 150 Jahre lang Steinkohle abgebaut – mit weitreichenden Folgen für das Wassermanagement in der Region. In Südafrika, einem der größten Bergbauländer der Welt, unterstützen Wasseringenieur:innen und Gewässerexpert:innen des Zentrums für Wasser- und Umweltforschung der Universität Duisburg-Essen nun mit Lösungsansätzen zum nachhaltigen Gewässermanagement. Das Verbundprojekt MAMDIWAS* wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,3 Millionen Euro gefördert. Der Bergbau in Südafrika hat erhebliche Auswirkungen auf die Wasserqualität und -verfügbarkeit. Durch den Bergbau werden das Grundwasser und die Oberflächengewässer mit Schwermetallen, Säuren und anderen giftigen Substanzen verschmutzt, der Grundwasserspiegels sinkt und die lokale Wasserversorgung wird beeinträchtigt. Langfristig entstehen in den aquatischen Ökosystemen erhebliche ökologische Schäden.
„Gemeinsam mit lokalen Partnern aus Forschung und Industrie wollen wir die ökologischen und finanziellen Herausforderungen angehen, die durch das unbehandelte, vom Bergbau beeinflusste Wasser (MIW) entstehen“, erklärt Prof. Dr. Stefan Panglisch. „Wir wollen demonstrieren, wie dieses Wasser aufbereitet werden kann, um es beispielsweise als Trinkwasser oder zur Bewässerung weiterzuverwenden.“ Gleichzeitig wird das Potenzial für das Recycling von Rohstoffen erforscht, die sich im Minenwasser befindet, was zusätzliche ökonomische und ökologische Vorteile verspricht.
Ein weiterer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Förderung der Wettbewerbsfähigkeit durch die Wiederverwendung von Wasser und Materialien. „Diese Maßnahme soll nicht nur technologische Innovationen anregen, sondern auch das Unternehmertum und die aktive Beteiligung der lokalen Gemeinden fördern und die nachhaltige Entwicklung in der Region unterstützen“, betont Panglisch.
Das Projekt hat außerdem zum Ziel, den ökologischen Zustand der Flüsse nachhaltig zu verbessern, die durch Grubenwasser belastet sind. Hierfür wird ein regionales Konzept für integriertes Wasserressourcen-Management entwickelt, das spezifisch auf die Bedürfnisse der betroffenen Gebiete zugeschnitten ist.
„Unser Ziel ist es, die Transformation von einer bergbaubasierten Gesellschaft hin zu einer nachhaltigen Nachbergbau-Region voranzutreiben. In diesem Kontext ist das Ruhrgebiet ein Paradebeispiel dafür, wie Strukturwandel erfolgreich durch gezielte Maßnahmen zur wirtschaftlichen Diversifizierung und umfangreiche Umweltmaßnahmen gelingen kann. Diese Erfahrungen bieten wertvolle Erkenntnisse für Südafrika, wo ähnliche Herausforderungen bestehen“, sagt Panglisch.
*Das Verbundprojekt MAMDIWAS (Making mining-influenced water a driver for change to improve water security in South Africa) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 1,3 Millionen Euro gefördert. Die UDE erhält 725.000€. Zu den deutschen Partnern des Verbundprojekts gehören das IWW Zentrum Wasser, das Wuppertal Institut und die SiMA-tec GmbH. Auf südafrikanischer Seite sind die Stellenbosch University und die University of South Africa beteiligt. Darüber hinaus arbeitet der Verbund mit 13 assoziierten Partnern wie der Ruhrkohle AG und dem südafrikanischen Energiekonzern Eskom zusammen.
Wissenschaftliche Ansprechpartner: Prof. Dr. Stefan Panglisch, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik/ Wassertechnik, Tel. 0203 379 3477, stefan.panglisch@uni-due.de
Laser-Tauchsonde für ein smartes Inline-Monitoring von Wasser und Abwasser
Eine neuartige laserbasierte Tauchsonde, die das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT in Aachen im Zuge BMBF- und EU-geförderter Projekte mit Industriepartnern und Anwendern erprobt, könnte den Weg zu einem fortlaufenden Inline-Monitoring von Wasseraufbereitungsprozessen in Kläranlagen ebnen. Das 2D-Fluoreszenzmessverfahren generiert direkt vor Ort spektroskopische Daten im Klärbecken. Diese sind in Verbindung mit einer intelligenten Auswertesoftware der Schlüssel zu einer energie- und ressourceneffizienten Wasseraufbereitung. Auf der Münchener Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft IFAT 2024 wird das Verfahren erstmals öffentlich präsentiert. Um Wasseraufbereitungsprozesse in Kläranlagen zu überwachen, setzen deren Betreiber bisher auf 24-Stunden-Mischproben. Diese werden über den Tagesverlauf kontinuierlich gesammelt und anschließend im Labor auf Summenparameter hin analysiert; so etwa die Gesamtmenge enthaltener organischer Kohlenstoffe (Total Organic Carbon; TOC), gelöste organische Kohlenstoffe (Dissolved Organic Carbon; DOC) oder die Menge an Sauerstoff, die der vollständige aerobe Abbau biologischer Inhaltsstoffe (Biological Oxygen Demand; BOD) verbraucht. Angesichts der steigenden Bevölkerungsdichte in urbanen Räumen und variierender Abwasserzusammensetzungen stößt dieses 24-Stundenraster jedoch an Grenzen. Eine engmaschigere Kontrolle wäre nicht nur mit Blick auf die Qualität aufbereiteter Abwässer wünschenswert. Auch der Bedarf an Energie und teuren, in der Herstellung oft umweltbelastenden Betriebsstoffen ließe sich erheblich reduzieren, wenn die Betreiber im laufenden Aufbereitungsprozess nachvollziehen könnten, wie sich die Messwerte der Summenparameter verändern, um ihre Anlagen auf dieser Echtzeitdatenbasis steuern zu können.
Neuartige Tauchsonde detektiert Emissionen von Fluorophoren im Abwasser Ein Forschungsteam des Fraunhofer ILT legt aktuell das technologische Fundament, um eine solche datenbasierte Wasseraufbereitung real werden zu lassen. Das Herzstück hierfür ist eine neuartige laserbasierte Tauchsonde, welche die Wasseranalytik aus dem Labor direkt in die Klärbecken verlegt. »Wir nutzen das Phänomen, dass für die Wasserqualität relevante Inhaltsstoffe bei der Anregung mit spezifischen Lichtwellenlängen fluoreszieren. Unsere Tauchsonde regt diese Fluorophore mit verschiedenen Wellenlängen zwischen dem UV- und dem sichtbaren Spektralbereich an und detektiert jeweils die emittierten Fluoreszenzsignale«, erklärt Dr. Christoph Janzen, Spezialist für Bioanalytik, der am Fraunhofer ILT für die Entwicklung der 2D-Fluoreszenzsonde verantwortlich ist. Targets der Inline-2D-Fluoreszenzanalytik sind beispielsweise die Aminosäuren Tryptophan (TRP), Tyrosin (TYR), Phenylalanin (PHE) und die Gruppe der Huminsäuren (HS). Da die Wellenlängen für ihre Anregung von 260 Nanometern für PHE bis 350 Nanometern für HS reichen, koppelt das Team die Sonde mit einer durchstimmbaren Lichtquelle. »Diese kann alle Zielstoffe mit ihren spezifischen Wellenlängen anregen. Sofern sie im Abwasser vorhanden sind, emittieren sie ihr charakteristisches längerwelliges Fluoreszenzsignal«, sagt er. Mithilfe eines empfindlichen Spektrometers lässt sich für jede Anregungswellenlänge ein Fluoreszenzspektrum aufnehmen. So entstehen 2D-Karten, welche die Anregungswellenlängen samt korrespondierender Lichtemission festhalten. Diese Anregungs-Emissions-Matrizen (Excitation Emission Matrices; EEM) visualisieren die detektierten Fluoreszenzsignale und informieren die Betreiber in jedem Stadium des Aufbereitungsprozesses präzise über die organische Schmutzfracht im Abwasser. »Diese 2D-Fluoreszenzmessung ermöglicht es, inline die charakteristischen Summenparameter des Abwassers direkt im Aufbereitungsprozess zu erfassen. Bisherige Verfahren können das nur offline im Labor. Kommerziell verfügbare Inline-Sonden für die Summenparameterbestimmung sind oft nur in einem begrenzten Parameterbereich zuverlässig und liefern falsche Messdaten, wenn die Abwasserzusammensetzung stark variiert«, erklärt Janzen. Um die Messungen abzusichern, sei es möglich, mit der Tauchsonde ergänzend zu den Fluoreszenzdaten auch Transmissionsspektren aufzunehmen.
Anspruchsvolle Integration in eine handliche Tauchsonde Um das komplexe Inline-Messverfahren, das bisher üblicherweise offline in Laborgeräten erfolgt, in Form einer handlichen Tauchsonde zu realisieren, hat das Team auf den umfassenden Optikdesign- und Messtechnik-Kompetenzen des Fraunhofer ILT aufgebaut. Als Strahlquelle dient im Sinne hoher Brillanz und geringer Wärmeverluste eine lasergezündete Xenon-Plasma-Lampe. Über einen Monochromator wird aus ihrem Licht die jeweils gewünschte Wellenlänge gefiltert und über eine optische Faser zur Tauchsonde geleitet. Dort kollimiert eine Linse das Licht der Quelle und fokussiert es mit einer asphärischen Optik am Messpunkt. Dieselbe Optik koppelt Fluoreszenzsignale der gesuchten Inhaltsstoffe über eine zweite Kollimationslinse in eine weitere Faser ein und überträgt sie zu einem CCD-Spektrometer. Zur Auswertung und Visualisierung der Messdaten ist eine Software im Einsatz, die das Team in einem Verbundforschungsprojekt mit Partnern aus Industrie und Forschung entwickelt hat. Während das Aachener Forschungsteam die Sonde selbst im EU-geförderten Projekt »FluoMonitor – 2D-Fluoreszenzsonde für das Inline Wasser- und Abwasser Monitoring« mit einem mittelständischen Anbieter von Messtechnik, einem wasserwirtschaftlichen Forschungsinstitut sowie einem regionalen Wasserverband entwickelt hat, geht es im laufenden BMBF-Förderprojekt AIX-Watch darum, die 2D Fluoreszenz-Messmethodik weiterzuentwickeln und unter Realbedingungen zu erproben. »Das mittelfristige Ziel ist es, die Steuerung und Regelung von Kläranlagen auf Basis der fortlaufenden Inline-Messungen zu optimieren«, sagt Janzen. Betreiber müssen kontrollieren und dokumentieren, dass ihre Anlage die Grenzwerte für Summenparameter wie TOC, DOC und BOD einhält. Diese erfasst das neuartige 2D-Fluoreszenzverfahren zwar nicht direkt, doch korrelieren die erfassten Amino- und Huminsäuren mit den Summenparametern. »Es gibt bereits mathematische Modelle, die aus diesen Korrelationen auf die Werte der Summenparameter schließen. Wenn diese Modelle fortlaufend erhobene Inline-Messdaten verarbeiten, die unsere Tauchsonden liefern, wird die Analysegenauigkeit perspektivisch immer weiter zunehmen«, sagt Janzen. Betreiber bekämen so Inline-Zugriff auf den Status ihrer Wasseraufbereitungsprozesse und könnten die Betriebsstrategien entsprechend anpassen.
Mit KI und Inline-Sensorik zu einer smarten, adaptiven Wasseraufbereitung Damit würde die laserbasierte Tauchsonde zur Basistechnologie für eine smarte Wasseraufbereitung. Im Zusammenspiel von Inline-Sensorik und Künstlicher Intelligenz wäre es trotz schwankender Abwasserzusammensetzungen möglich, Energie und aufwändig herzustellende Betriebsstoffe wie Ozon nur in dem Maß einzusetzen, wie es zum Einhalten der gesetzlichen Grenzwerte tatsächlich notwendig ist. »Da wir uns hier im Bereich mathematischer Modelle bewegen, bedarf es noch der Absicherung durch herkömmliche Offline-Analysen«, betont Janzen. Doch die lernenden Modelle seien ein vielversprechender Ansatz für eine adaptive Abwasseraufbereitung, die sich auf Inline-Messungen stützt und am Ist-Zustand des Wassers und seiner aktuellen Zusammensetzung ihre Betriebsstrategien orientiert. Um das Verfahren auf einen flächendeckenden Einsatz vorzubereiten, treibt das Team am Fraunhofer ILT parallel die Weiterentwicklung der Sonde voran. Ein Ansatz dafür ist es laut Janzen, anstelle der durchstimmbaren Xenon-Plasma-Lichtquelle kostengünstigere LEDs einzusetzen. Denn im Zusammenhang mit Datamining und KI komme es vor allem darauf an, die Datenbasis schnell auszuweiten. Kostengünstigere Tauchsonden sind ein Weg, um diesem Ziel näher zu kommen. »Interessierte sind herzlich eingeladen, sich auf der IFAT 2024 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand (Halle B2, Stand 338) eingehend über das neue 2D Fluoreszenz-Messverfahren und dessen Zukunftspotenzial zu informieren«, erklärt Janzen. https://www.ilt.fraunhofer.de/de/presse/pressemitteilungen/2024/5-2-fluo-monitor-laser-tauchsonde.html
Traditionell ist die Abwasserreinigung in der Schweiz auf das häusliche Abwasser, namentlich auf die Entfernung der Nährstoffe Stickstoff und Phosphor ausgerichtet. Erst in jüngerer Zeit stehen auch problematische Rückstände von Arzneimitteln, Pestiziden und anderen Chemikalien im Fokus. Eine neue Untersuchung des Wasserforschungsinstituts Eawag im Auftrag des Bundes zeigt nun, dass es auch beim Abwasser aus Chemie- und Pharmabetrieben noch Verbesserungspotential gibt – auf den Kläranlagen und innerhalb der Betriebe. Fast 40% aller Schweizer Abwasserreinigungsanlagen (ARA) haben chemisch-pharmazeutische Unternehmen in ihrem Einzugsgebiet und reinigen somit potentiell auch Abwasser aus diesen Betrieben. Oft war aber bisher gar nicht genau bekannt, welche Stoffe in welchen Konzentrationen darin vorkommen, und längst nicht alle der Substanzrückstände werden heute von den ARA entfernt. Zwei neue, soeben in der Zeitschrift Aqua&Gas publizierte Studien der Eawag helfen den Unternehmen mit gezielten Messkampagnen, ihre Betriebsabläufe oder Abwasservorbehandlungen zu verbessern. Ziel ist es, dass weniger der unerwünschten Substanzen ins Abwasser, zu den ARA und schliesslich in die Umwelt gelangen.
Mit Messkampagne zu gezielten Massnahmen Leitet ein Chemie- oder Pharmabetrieb Abwasser in Gewässer oder die Kanalisation ein, sind die zulässigen maximalen Konzentrationen für einzelne Schwermetalle oder Summengehalte für organische Kohlenwasserstoffe in der schweizerischen Gewässerschutzverordnung geregelt. Für einzelne organische Wirkstoffe hingegen kennt die Verordnung keine Grenzwerte. Das trägt dazu bei, dass diese Substanzen im Betriebsabwasser oft gar nicht gemessen werden. Dies obwohl die verschiedenen Einzelstoffe aufgrund ihrer Langlebigkeit, Mobilität oder Wirkung auf Gewässerorganismen für den Gewässerschutz relevant sein können. Messdaten liefern jedoch wichtige Informationen, um die bereits bestehenden Massnahmen der Betriebe gezielt zu verbessern. In den zwei heute publizierten Studien ist die Eawag daher zusammen mit den Betrieben der komplexen Zusammensetzung von industriellem Abwasser mit modernsten Messtechniken nachgegangen.
Grosse Unterschiede zwischen Herstellung und Weiterverarbeitung Beide Studien entstanden in Zusammenarbeit mit kantonalen Fachstellen und der chemisch-pharmazeutischen Industrie. Die eine Studie untersuchte das Abwasser von Substanzherstellern (synthetisierende Betriebe). Die meisten dieser Betriebe verfügen über eine eigene Abwasserbehandlung oder sind mit anderen Firmen gemeinsam an eine Industriekläranlage angeschlossen. In ihrem Abwasser wurde erwartungsgemäss eine grosse Substanzvielfalt aus Ausgangsstoffen, Zwischen- und Endprodukten gefunden. Bis zu 15mal mehr verschiedene Stoffe massen die Forschenden im gereinigten Abwasser der Industriekläranlagen als in ARA mit nur kommunalem Abwasser. Die zweite Untersuchung konzentrierte sich auf Firmen, welche die Wirkstoffe zu Endprodukten (Tabletten, Kapseln, Lösungen, Crèmes etc.) verarbeiten. Sie werden als formulierend bezeichnet. Bei ihnen war das Spektrum der Stoffe deutlich kleiner. Hingegen wurden hier kurzzeitig stark erhöhte Konzentrationen im Abwasser detektiert, das nach dem Waschen von Anlagen entsteht, wenn auf eine neue Produktionscharge umgestellt wurde.Mehr: https://www.eawag.ch/de/info/portal/aktuelles/news/industrieabwasser-gezielter-behandeln-dank-wasserforschung/
Die naturnahen Kleinanlagen bieten eine sehr überzeugende Reinigungsleistung. Außerdem brauchen sie keine Energie und wenig Pflege. Ob sie auch Arzneimittel-Reste herausfiltern können, wird derzeit untersucht. Hohes Schilf, dichte Pflanzen, bei genauem Hinschauen ist dazwischen etwas Wasser zu erkennen – eigentlich sieht es aus wie große zugewachsene Teiche. Doch der Geruch ist zeitweise ungewöhnlich. Kein Wunder, denn die mit Schilf bewachsenen Becken in der kleinen unterfränkischen Gemeinde Theres (Landkreis Haßberge) bei Schweinfurt sind eine Kläranlage, genauer gesagt eine Pflanzenkläranlage.
Bei Pflanzenkläranlagen wird das Abwasser in Becken mit Kies und Sand geleitet, die mit Pflanzen wie Schilfrohr bepflanzt sind. Feststoffe wie Kot werden in der Regel in einer Vorklärung entfernt, zum Beispiel indem sie sich in einem sogenannten Absetzteich…mehr: https://www.zfk.de/wasser-abwasser/abwasser/wie-pflanzenklaeranlagen-abwasser-filtern
UBA Gutachten: Gebührenfragen in Bezug auf die P-Rückgewinnung aus Klärschlamm
In Kooperation mit den Kommunalen Spitzenverbänden möchten wir Ihnen auf unserer digitalen Veranstaltung am 10. Dezember 2024 von 08:00 bis 09:30 Uhr Informationen geben zu.
Die Wien Energie hat eine Anlage zur Trocknung von Klärschlamm in Betrieb genommen. Am Standort Simmeringer Haide, direkt bei der Wiener Kläranlage, werde damit eine wichtige Voraussetzung für die Rückgewinnung von Phosphor geschaffen.
Phosphor kommt vor allem als Düngemittel in der Landwirtschaft zum Einsatz, wird aber bisher meist nicht wiederverwertet. Die Wiener Kläranlage filtert gewaltige Mengen an Schmutzstoffen aus dem Abwasser, der Klärschlamm als Restprodukt wird danach von Wien Energie thermisch verwertet.
Schadstoffe werden beim Verbrennen zerstört, aus der Asche kann Phosphor zurückgewonnen werden. Das ist ab 2033 für kommunale Abwasserreinigungsanlagen auch gesetzlich vorgeschrieben. Klärschlamm besteht zu 96 Prozent aus Wasser. Für die Verbrennung ohne Zusatzstoffe – um den Phosphor fürs Düngen verwenden zu können – muss das Material getrocknet werden.
Wien Energie prüft eigene Recycling-Anlage Die Rückgewinnung erfolgt derzeit noch in Pilotprojekten mit einem Industriepartner. Für die Zukunft prüft Wien Energie die Errichtung einer eigenen Anlage. Im Endausbau könne umgerechnet der Bedarf für die Lebensmittelproduktion der gesamten Wiener und niederösterreichischen Bevölkerung gedeckt werden.
POLITIKMEMORANDUM ZUR PHOSPHOR-RÜCKGEWINNUNG 2023/24
Mit dem vorliegenden Politikmemorandum bezieht die Deutsche Phosphor-Plattform DPP e.V. Stellung zu wichtigen Themen aus dem Bereich Phosphorrecycling. Auf den folgenden Seiten werden Thesen und Empfehlungen für die Politik aufgestellt und fachlich erläutert. Mit der DPP steht ein Netzwerk aus einschlägigen Industrien, öffentlichen und privaten Organisationen sowie aus Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen zur Diskussion bereit. Die Mitglieder der DPP verfolgen das gemeinsame Ziel der Etablierung eines nachhaltigen und umweltverträglichen Phosphormanagements in Deutschland mit Hilfe einer effizienten Phosphornutzung sowie durch effektives Recycling.
Phosphor-Recycling: Vom Klärschlamm zum Pflanzendünger
Phosphor ist ein wichtiger Pflanzennährstoff und damit unverzichtbar für die Nahrungsmittelproduktion. Die weltweiten Phosphorvorkommen sind jedoch begrenzt. Die Rückgewinnung von Phosphor aus Abwasser und Klärschlamm spielt daher eine wichtige Rolle bei der Sicherung der zukünftigen Versorgung. Die TU Braunschweig treibt diese Rückgewinnung mit ihrem Projekt „P-Net“ maßgeblich voran. Im Mittelpunkt steht dabei die Erzeugung des kristallinen Phosphorprodukts Struvit. Erster Erfolg des Projekts: Auf der Kläranlage Braunschweig testen die Projektpartner großtechnisch ein Verfahren zur Struvitfällung, um künftig die durch die Klärschlammverordnung geforderte Rückgewinnungsquote zu erreichen. Klärschlamm ist nicht nur Abfall, sondern auch eine ergiebige Phosphorquelle. Rund 60.000 Tonnen Phosphor enthalten die rund zwei Millionen Tonnen Klärschlamm, die jährlich in deutschen Kläranlagen anfallen. Daraus könnten rund 40 Prozent des Phosphorbedarfs für Mineraldünger gedeckt werden. Bislang wurde der Schlamm jedoch meist verbrannt, die phosphorreiche Asche entsorgt. Teilweise wurde der Klärschlamm auch als Dünger auf die Felder ausgebracht. Mit der Novellierung der Klärschlammverordnung hat die Bundesregierung 2017 auch die Verwertung neu geregelt. So müssen Betreiber von Kläranlagen spätestens ab 2029 Phosphor aus dem Klärschlamm oder der Klärschlammverbrennungsasche zurückgewinnen und recyceln. Eine landwirtschaftliche Ausbringung, wie in Braunschweig seit Jahrzehnten üblich, ist dann ebenfalls nicht mehr möglich.
Ein „Betriebsproblem“ der Kläranlagen Hier setzt das Verbundprojekt „P-Net“ an, das von der TU Braunschweig koordiniert wird. Die Forschenden verfolgen das Phosphor-Recycling auf der sogenannten Struvit-Schiene. Bei diesem Verfahren werden durch Fällung und Kristallisation kristalline Phosphorprodukte hergestellt, insbesondere Magnesium-Ammonium-Phosphat (Struvit). Dabei war Struvit zunächst ein Nebenprodukt oder vielmehr ein „Betriebsproblem“ der Kläranlagen, das bei hohen Konzentrationen von Ammonium, Phosphat und Magnesium entsteht. Die Struvitkristalle führen häufig zu Verkrustungen, unter anderem an Rohrleitungen, Wärmetauschern und Ventilen, und damit zu Störungen im Betrieb. Deshalb wurden Verfahren entwickelt, um das Struvit gezielt zu fällen und damit besser kontrollieren zu können. Auf den Kläranlagen in Gifhorn und Braunschweig haben die Anlagenbetreiber solche Verfahren bereits installiert.
Ziel von „P-Net“ ist es, diese Anlagen zu optimieren. Denn bislang lassen sich mit der Struvitfällung zwischen fünf und 30 Prozent Phosphor aus dem Klärschlamm zurückgewinnen. Damit die Anlagenbetreiber den gesetzlichen Grenzwert von unter zwei Prozent Phosphor in der Trockenmasse des Faulschlamms einhalten können, ist das zu wenig. „Deshalb wollen wir die Struvit-Schiene so weit ertüchtigen, dass sie in wirtschaftlicher Betriebsweise künftig auch die Anforderungen der Klärschlammverordnung erfüllt. Das heißt, wir intensivieren den Prozess, um möglichst so viel Phosphat aus dem Klärschlamm herauszuziehen, dass der Grenzwert an Phosphor im Schlamm, der noch gestattet ist, eingehalten werden kann“, erklärt Projektleiter Professor Thomas Dockhorn vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft der TU Braunschweig. Ein solches Verfahren hat der Wissenschaftler bereits vor fast 20 Jahren entwickelt und sich damals auch patentieren lassen. Je nach Anlagenbetrieb können so bis zu 70 Prozent des Phosphats aus dem Klärschlamm herausgelöst werden. Im Unterschied zu anderen Verfahren, die Phosphat aus Klärschlamm oder Klärschlammasche zurückgewinnen, erfolgt die Rücklösung hier rein biologisch und benötigt keine weiteren Betriebsmittel.
Vorhandene Technik der Kläranlage wird genutzt In Braunschweig ist es von besonderem Vorteil, dass die vorhandene Verfahrenstechnik durch Umnutzung für die neue Verfahrensstufe verwendet werden kann, sodass die Anlagenbetreiber hohe Investitionen vermeiden können. Hierzu nutzen die Projektpartner vom Abwasserverband Braunschweig und der Stadtentwässerung Braunschweig einen der drei Faulbehälter mit 2.100 von insgesamt 11.000 Kubikmetern für die sogenannte biologische Phosphor-Remobilisierung.
War in Braunschweig die bisherige Verfahrensführung auf die Rückgewinnung von bis zu einer Tonne Struvit pro Tag ausgelegt, sollen es künftig mit dem optimierten Verfahren rund zwei Tonnen sein. „Das ist nicht nur deshalb toll, weil es eine verfahrenstechnische Alternative zur Phosphor-Rückgewinnung aus der Asche sein kann, sondern weil wir auch die vorhandene Anlagentechnik nutzen können“, freut sich Thomas Dockhorn. So könne das Phosphat direkt auf der Kläranlage zurückgewonnen und weiterhin regional in der Landwirtschaft eingesetzt werden. Auch für den Abwasserverband Braunschweig wäre das ein großer Erfolg. „Die Landwirte des Abwasserverbands Braunschweig könnten mit dem so zur Verfügung stehenden P-Dünger die Düngewirkung des Klärschlamms substituieren und müssten nicht auf mineralischen Dünger zurückgreifen“, ergänzt Dr. Franziska Gromadecki, Geschäftsführerin des Abwasserverbands Braunschweig, der Eigentümer der Kläranlage Braunschweig ist.
Zugelassen für den Ökolandbau Was zurückbleibt, ist einerseits Klärschlamm mit geringem Phosphorgehalt und andererseits ein Produkt mit hoher Düngewirkung. Projektleiter Dockhorn nutzt Struvit selbst für seine eigenen Pflanzen im Institut und zu Hause: „Das ist ein hervorragender Langzeitdünger, der mindestens die gleiche Düngewirkung hat wie ein herkömmlicher Mineraldünger.“ Die weißen Kügelchen, die der Wissenschaftler seinen Pflanzen verabreicht und die bei der Fällung entstehen, müssen für die Landwirtschaft allerdings noch aufbereitet werden. In dieser Form sind sie zu klein bzw. zu unregelmäßig, um sie mit den Landwirtschaftsmaschinen auf die Felder zu bringen. Der Projektpartner Soepenberg standardisiert den Dünger und verarbeitet ihn unter anderem zu Pellets. In großmaßstäblichen Feld-Versuchen wird der erzeugte Struvit-Dünger durch das Julius-Kühn-Institut bereits auf dem Acker getestet. Als EU-Düngemittel ist Struvit inzwischen auch für den ökologischen Landbau zugelassen.
Auch andere Anlagenbetreiber sind dabei, ähnliche Verfahren zur Struvitfällung großtechnisch umzusetzen. Um das Phosphorrecycling über die Struvit-Schiene bundesweit voranzutreiben, hatten die P-Net-Projektpartner kürzlich zu einem Erfahrungsaustausch nach Braunschweig eingeladen. Für Professor Dockhorn ist das ein wichtiger Schritt, denn bisher bevorzugen viele Anlagenbetreiber noch den Weg über die Verbrennung, bei der der Klärschlamm komplett verbrannt und der Phosphor anschließend aus der Asche herausgelöst werden soll. „Hierzu wollen wir eine Alternative anbieten“, sagt der Wissenschaftler. „Deshalb wollen wir uns vernetzen und gemeinsam zeigen, dass unser Verfahren der Struvitfällung funktioniert, damit es Nachahmer findet“, sagt Dockhorn. „Um ein echtes Struvit-Düngemittelsegment zu etablieren, braucht es eine kritische Masse.“
Projektdaten Das Projekt „P-Net“ wird über fünf Jahre bis Mitte 2025 mit rund 3,46 Millionen Euro gefördert. Davon entfallen 924.000 Euro auf die TU Braunschweig. Projektpartner im Verbund sind das Institut für Siedlungswasserwirtschaft der TU Braunschweig, das Institut für sozial-ökologische Forschung, das Julius Kühn-Institut, der Abwasserverband Braunschweig, die Stadtentwässerung Braunschweig GmbH, der Abwasser- und Straßenreinigungsbetrieb Stadt Gifhorn, die PFI Planungsgemeinschaft GmbH & Co. KG und die SF-Soepenberg GmbH.
Klärwerke in Südbaden sollen zu Düngerminen werden
Phosphor ist wichtig, zum Beispiel für Dünger. Bisher ist Deutschland von Importen abhängig. Künftig sollen Toiletten den Stoff liefern. Auch in Südbaden sind neue Anlagen geplant. Allerdings könnte das Abwasser teurer werden. Phosphor ist für den Menschen unentbehrlich, er ist wichtigster Grundstoff für Dünger, also für die Lebensmittelproduktion. Nur: Deutschland ist bislang zu 100 Prozent von Importen abhängig. Dabei ist im Grunde jede und jeder Phosphor-Produzent: Er steckt in den menschlichen Ausscheidungen. Nun soll…mehr: https://www.badische-zeitung.de/klaerwerke-in-suedbaden-sollen-zu-duengerminen-werden
Wasch- und Reinigungsmittel werden in jedem Haushalt regelmässig verwendet und gelangen mit dem Waschwasser ins Abwasser und schliesslich in die Kläranlage. Doch welche der darin enthaltenen Stoffe sind gefährlich für die Umwelt, und wie können wir diese trotz Einsatz von Wasch- und Reinigungsmitteln möglichst gut schützen? Darüber soll dieses Infoblatt informieren.
Welche Inhaltsstoffe sind in Wasch- und Reinigungsmitteln enthalten? Wasch- und Reinigungsmittel enthalten eine Vielzahl von Inhaltsstoffen, die unterschiedliche Funktionen erfüllen und daher unterschiedliche Stoffeigenschaften aufweisen.
