Kurzinfo Abwasser - Kläranlage

Über 95 Prozent der Bevölkerung Deutschlands oder 79 Millionen Einwohner sind an die öffentliche Kanalisation angeschlossen (2004). Das Abwasser wird in über 10.000 Kläranlagen gereinigt. Das Kanalnetz ist rund 515.000 Kilometer lang. Es könnte also circa 13 mal die Erde umrunden. Für die Kläranlagen sind im allgemeinen die Kommunen zuständig. Daneben gibt es Kläranlagen privater Industriebetriebe. In den öffentlichen Kläranlagen werden jährlich rund 9,4 Milliarden Kubikmeter Abwasser behandelt.

Das angefallene Abwasser wird zu fast 100 Prozent in Kläranlagen behandelt, die über drei Reinigungsstufen verfügen:

  • eine mechanische Stufe,
  • eine biologische Stufe ohne gezielte Entfernung der Nährstoffe, wie Stickstoffe und Phosphate,
  • eine weitere biologische Stufe mit gezielter Entfernung der Nährstoffe.

Die Gesamtzahl der biologischen Anlagen nimmt kontinuierlich zu. Dadurch hat sich der Sauerstoffgehalt in den Gewässern erfreulicherweise erhöht. So wurden die Lebensgrundlagen für die Fischfauna und die anderen Wasserorganismen verbessert.

Stationen einer modernen Abwasserkläranlage

Erste Reiningungsstufe = mechanische Abwasserreinigung

  1. Das Abwasser passiert zunächst einen Rechen, der groben Unrat (Papier, Flaschen, Äste, Konservendosen und so weiter) zurückhält und mit einem automatischen Abstreifer entfernt.
  2. Im Sandfang verbreitert sich der Abflusskanal, wodurch die Geschwindigkeit des weiter fließenden Abwassers abnimmt und grobe Stoffe wie Kies und Sand, die schwerer als Wasser sind, sich am Boden ablagern.
  3. Im Vorklärbecken wird das Wasser etwa zwei Stunden zurückgehalten. In diesem großen, rechteckigen oder runden Becken können sich die feinen Schwebstoffe als Schlamm am Boden absetzen. Dieser Rohschlamm wird abgesaugt, eingedickt und in einen Faulraum befördert. Sogenannte Leichtstoffe, die zur Wasseroberfläche aufgetrieben werden (Fette, Mineralöle und so weiter) werden in einen besonderen Behälter abgelassen.

Die ersten drei Stationen bilden zusammen die erste Reinigungsstufe. Da die Behandlung des Abwassers hier nur auf mechanische Weise erfolgt, spricht man von mechanischer Reinigung. Hier gelingt es, dem Abwasser etwa 30 Prozent der insgesamt der Anlage zugeführten Schmutzstoffe zu entziehen.

Zweite Reinigungsstufe = biologische Abwasserreinigung

  1. In der zweiten Reinigungsstufe, auch biologische Reinigung genannt, macht man sich einen durchaus natürlichen Vorgang zunutze, indem man in einem Belebtschlammbecken durch Sauerstoffzufuhr güngstige Lebensbedingungen für Kleinstlebewesen schafft, die in der Lage sind, gelöste organische Abwasserstoffe in Verbindung mit Luftsauerstoff als Nahrung aufzunehmen und in den eigenen Organismus einzubauen. Dabei werden auch Schadstoffe, wie zum Beispiel Schwermetalle, aufgenommen.
  2. Viele Kleinstorganismen bilden Kolonien, die als sichtbare Schlammflocken im folgenden Nachklärbecken zu Bodensinken und entweder noch einmal in das Belebungsbecken zurückgepumpt werden oder zwecks Schlammbeseitigung ins Vorklärbecken befördert werden. Mit der Beseitigung des Klärschlammes aus dem Abwasser werden also die biologisch abbaubaren Schadstoffe entfernt. In kleineren Kläranlagen findet man häufig Tropfkörper, runde Betonkessel, locker angefüllt mit porösen Gesteinsbrocken. Hier ist die große Oberfläche wichtig, auf der sich Bakterien ansiedeln und einen "biologischen Rasen" (entsprechend den Schlammflocken beim Belebtschlammverfahren) bilden, wenn man Abwasser darüber verregnet. Nach Passieren der mechanischen und biologischen Reinigungsstufen ist das Abwasser jetzt zu etwa 90 Prozent gereinigt.

Dritte Reinigungsstufe = weitergehende Abwasserreinigung

Da die heutigen Abwässer mit verschiedenen chemischen Stoffen wie zum Beispiel Stickstoff und Phosphor belastet sind, müssen zusätzlich spezielle Verfahren angewendet werden:

  1. Als Beispiel in der Schautafel gelangt phosphatreiches Wasser aus dem Nachklärbecken zunächst in ein Flockungsbecken
  2. Von einer Fällmittel-Dosierstation wird hier dem Abwasser unter starker Durchmischung gleichzeitig eine Chemikalien-Lösung zugesetzt.
  3. Dieses Fällmittel reagiert chemisch mit den Phosphaten zu einer wasserunlöslichen Verbindung. Der Restschmutz "flockt" aus und kann sich in einem Nachklärbecken als Schlamm absetzen, der - eingedickt - dem Faulturm zugeführt wird.
  4. Das gereinigte Wasser kann nun in ein natürliches Gewässer eingeleitet werden.

Schlammbehandlung und -beseitigung

Der Schlamm aus dem Vorklärbecken und Flockungsbecken besitzt einen Wassergehalt von etwa 98 Prozent.

  1. Mit Hilfe von Eindickern wird dieser Gehalt auf 96 Prozent gesenkt und dadurch das Volumen halbiert.
  2. Nun wird der Schlamm in einen Faulbehälter befördert, wo unter Luftabschluss Fäulnisbakterien in einem Gärprozess bei 35 Grad Celsius ein Faulgas erzeugen, das zu zwei Dritteln aus Methan und zu ein Drittel aus Kohlendioxid besteht.
  3. Dieses Gas wird in einem Behälter gespeichert und für Heizzwecke verwendet.
  4. Nach etwa vier Wochen ist der Schlamm ausgefault, geruchlos und kann in Trockenbeeten entwässert werden.

Größere Industriebetriebe besitzen in der Regel eigene Klärwerke, deren Technik der jeweiligen Abwassersituation angepasst ist. In Westdeutschland sind mehr als 90 Prozent der Bevölkerung an eine öffentliche Kläranlage angeschlossen, in Ostdeutschland rund zwei Drittel der Bevölkerung.